QPSK系统的误码率和星座图仿真
QPSK通信系统的MonteCarlo仿真实验报告报告
QPSK通信系统的Monte Carlo仿真实验报告2012级通信二班贾师师201200121052 一．【实验目的】1.1提高独立学习的能力1.2培养发现问题，解决问题，分析问题的能力1.3学习Matlab的使用1.4掌握4PSK通信系统的Monte Carlo仿真方法1.5掌握4PSK通信系统的组成原理1.6比较编码信号与未编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码原理的理解。
二．【实验内容】完成对QPSK通信系统的差错概率的Monte Carlo仿真。
三．【实验原理】1.调制解调原理一组M载波相位调制信号波形的一般表示为：是发送滤波器的脉冲形状，A为信号的幅度。
将式中的余弦函数的相角看成两个相角的和，可以将上表示为将归一化，则函数能量、A可归一化到1。
这样一个相位调制信号可以看做两个正交载波，起始幅度取决于在每个信号区间内的相位，因此，数字相位调制信号在几何上可以用和的二维向量来表示，即同样，将加性噪声分解成两路，加入噪声后的二维向量为判决方法:1）最大投影法：最佳检测器将接收到的信号向量r投射到M个可能的传输信号向量之一上去，并选取对应于最大投影的向量。
我们在试验中用的是将r向量与作为标准的s向量作向量积后选取最大者的方法。
2）最小距离法：我们在实验中实现最小距离法判决的方法是求出r向量的终点与作为标准的s向量的终点后选取最小者的方法。
由于二相相位调制与二进制PAM 是相同的，所以差错概率为式中是每比特能量。
4PSK 可以看作是两个在正交载波上的二相相位调制系统，所以1个比特的差错概率与二相相位调制是一致的。
2.信道纠错编码在随机信道中，错码的出现是随机的，且错码之间是统计独立的。
由高斯白噪声引起的错码就具有这种性质。
当信道中加性干扰主要是这种噪声时，就称这种信道为随机信道。
由于信息码元序列是一种随机序列，接收端是无法预知的，也无法识别其中有无错码。
为了解决这个问题，可以由发送端的信道编码器在信息码元序列中增加一些监督码元。
(完整word版)QPSK通信系统的设计与仿真
摘要介绍了数字通信中的QPSK调制解调的原理,通过用Matlab编写脚本程序对QPSK通信系统的发射和接收过程的具体实现进行模拟仿真,绘出信号在理想信道和加噪信道中模拟传输时的时域图,并对各模块进行了频谱分析,所得到的结果与理论基本相符,对于理解QPSK系统的性能并在系统的实际应用上作进一步的设计,提供了有效的参考依据。
通过利用MATLAB软件SUMLINK实现了QPSK通信系统的仿真，完成了QPSK通信系统的调制解调过程的仿真实现，使接收端能够准确地接收到来自发放的信息。
QPSK调制方式在通信工程中的应用十分广泛，其误码率随信噪比的增加而减少并最终可能为零。
在QPSK调制方式以后，还会出现进制更多的调制方式。
而我们着重要解决的问题也从如何提高相位谱利用率转变为如何减少误差以及提高传送速率。
阐述QPSK 调制解调的实现过程，并运用软件实现手段对信号变换过程加以分析，希望有所收获。
关键词：数字通信四相相位键控(Quadrature Phase Shift Keying,QPSK) MATLAB目录前言 0一、QPSK简介 (1)2.1 QPSK调制原理 (2)2.2 QPSK解调原理 (3)三、MATLAB仿真结果 (5)3.1 QPSK的产生及加噪仿真 (5)3.2 QPSK解调前后信号仿真 (5)3.3 QPSK码元恢复 (6)3.4误码率分析 (8)四、程序清单 (9)五、总结............................................................................................................................ 错误!未定义书签。
六、参考文献 (17)七、致谢.............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
数字通信原理课程设计 误码性能仿真报告
SER 的一半，这与理论结果契合。此外，BER、SER 的 仿真值都与其理论值基本一致。
（a）
（b）
图 3.（a）QPSK 星座图，（b）SNR=14dB 时的星座图
图 2.BPSK 的误码率仿真值与理论值，仿真 100 次取平均值
尽管 BPSK 两星座点的正交分量均为 0，星座点 相似于 2ASK，但 BPSK 的误码性能优于 2ASK。BPSK 是二维调制，而 ASK 是一维，对于同一 SNR，在平均 信号功率、平均噪声功率均相同的情况下，BPSK 的 噪声被分散在两个维度中，因而 BPSK 的抗噪声性能 比 2ASK 更强。 （2）QPSK 在 AWGN 信道下的误码性能 QPSK 的误码率可由 BPSK 推导得到， QPSK 可以视 为两个正交的 BPSK，且两者相互独立。于是有如下 推导过程：
s(t ) Bk e j 2π f k t k
k 0
N 1
式中：Bk 为之前 16QAM 调制所得的第 k 路子信 道中的复输入数据。 由于 OFDM 信号表达形式如同逆离散傅里叶变换 （IDFT），所以可以用计算 IDFT 和 DFT 的方法进行 OFDM 调制和解调。OFDM 信号的实现基于快速傅里叶 变换（FFT），其调制原理[1]如图 11 所示：
图 5.Gray-16QAM 星座图
图 6.Gray-16QAM 与普通 16QAM 的 BER 对比
图 7.SNR=[5dB,10dB,15dB,20dB]时的 16QAM 星座图
判决时比较 r1 和 r2，如果 r1>r2,则判决为 1， 接收正确，反之则误码。此算法与 2FSK 比较判决的 调制解调原理相契合。仿真程序据此设计。 2FSK 误码性能的仿真 2000 次的仿真结果如图 8 所示。从图 8 中可以看出，SNR 达到 13dB 时，基本 可实现无差错数据传输。
qpsk原理
QPSK的基本原理四相相移键控信号简称“QPSK”。
它分为绝对相移和相对相移两种。
由于绝对相移方式存在相位模糊问题，所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK。
它具有一系列独特的优点，目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。
QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。
其星座图如下所示(采用格雷码编码)。
QPSK数字解调QPSK数字解调包括：模数转换、抽取或插值、匹配滤波、时钟和载波恢复等。
在实际的调谐解调电路中，采用的是非相干载波解调，本振信号与发射端的载波信号存在频率偏差和相位抖动，因而解调出来的模拟I、Q基带信号是带有载波误差的信号。
这样的模拟基带信号即使采用定时准确的时钟进行取样判决，得到的数字信号也不是原来发射端的调制信号，误差的积累将导致抽样判决后的误码率增大，因此数字QPSK解调电路要对载波误差进行补偿，减少非相干载波解调带来的影响。
此外，ADC的取样时钟也不是从信号中提取的，当取样时钟与输入的数据不同步时，取样将不在最佳取样时刻进行所得到的取样值的统计信噪比就不是最高，误码率就高，因此，在电路中还需要恢复出一个与输入符号率同步的时钟，来校正固定取样带来的样点误差，并且准确的位定时信息可为数字解调后的信道纠错解码提供正确的时钟。
校正办法是由定时恢复和载波恢复模块通过某种算法产生定时和载波误差，插值或抽取器在定时和载波误差信号的控制下，对A/D转换后的取样值进行抽取或插值滤波，得到信号在最佳取样点的值，不同芯片采用的算法不尽相同，例如可以采用据辅助法(DA)载波相位和定时相位联合估计的最大似然算法。
特性分析四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。
(完整word版)QPSK系统的误码率和星座图仿真
目录一、课题内容 (1)二、设计目的 (1)三、设计要求 (1)四、实验条件 (1)五、系统设计 (2)六、详细设计与编码 (4)1. 设计方案 (4)2. 编程工具的选择 (4)3. 程序代码 (5)4. 运行结果及分析 (8)七、设计心得 (9)八、参考文献 (10)一、课题内容基于MATLAB或C语言模拟仿真OFDM通信系统。
主要功能：1、搭建基带OFDM系统仿真平台,实现OFDM信号体制与解调；2、能够画出输入数据与输出数据的星座图；3、能在不同信噪比信道的情况下，对信号进行误码分析。
3、能够和理论误码率公式比较二、设计目的1、综合应用《Matlab原理及应用》、《信号与系统》、《通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念；2、培养学生系统设计与系统开发的思想；3、培养学生利用软件进行通信仿真的能力。
三、设计要求1、每人独立完成不同子系统的详细功能；2、对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图；3、提出仿真方案；4、完成仿真软件的编制；5、仿真软件的演示；6、提交详细的设计报告。
四、实验条件计算机、Matlab软件五、系统设计1. 四相绝对移相键控（QPSK）的调制基本理论四相绝对移相键控利用载波的四种不同相位来表征数字信息。
由于每一种载波相位代表两个比特信息，故每个四进制码元又被称为双比特码元。
我们把组成双比特码元的前一信息比特用a代表，后一信息比特用b代表。
双比特码元中两个信息比特ab通常是按格雷码（即反射码）排列的，它与载波相位的关系如表1所列。
表1 双比特码元与载波相位的关系双比特码元载波相位φa b A方式B方式0 0 0°45°0 1 90°135°1 1 180°225°1 0 270°315°由于四相绝对移相调制可以看作两个正交的二相绝对移相调制的合成，故两者的功率谱密度分布规律相同。
QPSK误码率仿真分析
[键入文字]通信工程专业《通信原理》课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析学生姓名谭夕林学号 **********所在院(系)陕西理工学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师魏瑞完成地点陕西理工学院物理与电信工程学院实验室2014年 3 月 12 日通信工程专业课程设计任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程专业1102班学生姓名谭夕林一、课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析二、课程设计工作自 2014 年 2 月 24 日起至 2014 年 3 月 16 日止三、课程设计进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、课程设计的内容要求：利用仿真软件等工具，结合所学知识和各渠道资料，对QPSK在高斯通道下的误码率进行研究分析指导教师魏瑞系(教研室)通信工程系接受任务开始执行日期2014年2月24日学生签名谭夕林QPSK的误码率仿真分析谭夕林陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中723003）指导教师：魏瑞【摘要】为实现QPSK应用到无线通信中，该文对QPSK系统性能进行了理论研究。
介绍了QPSK调制解调原理,对高斯白噪声信道的系统性能进行了研究，分析对比了在高斯白噪声信道下的系统误码性能。
为基于副载波QPSK无线激光通信系统的研究奠定了理论基础。
使用MATLAB中M语言完成QPSK的蒙特卡罗仿真，得出在加性高斯白噪声的信道下，传输比特错误率以及符号错误率。
并将比特错误率与理论值相比较，并得出关系曲线。
使用simulink搭建在加性高斯白噪声信道下的QPSK调制解调系统，其中解调器使用相关器接收机。
并计算传输序列的比特错误率。
通过多次运行仿真得到比特错误率与信噪比之间的关系。
【关键词】： QPSK，误码率，仿真，星座图【中图分类号】 TN702 [文献标志码] AQPSK BER simulation analysisTan Xilin(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:Wei Rui[Abstract]For the application of the QPSK (Phase-Shift-Keying) to the wireless laser communication, this paper emphasizes the system of QPSK's performance, theoretically. In the paper, the principle of the QPSK's modulation and demodulation were introduced in brief and the performance of the system at white Gaussian noise (AWGN) channel was also analyzed carefully. The above results provide the theoretical foundation for the wireless laser communication system based on the QPSK with e the MATLAB language to complete Monte Carlo simulation of QPSK, and to obtain the transmission sequence bit error rate and symbol error rate in the additive white Gaussian noise channel, comparing it with the theoretical value, then get curve. The second aspect is to learn how to use Simulink and the functions and principles of various modules. Then we use Simulink to create the model of QPSK through additive white Gaussian noise channel. And take the advantage of the Correlator receiver to complete the operation of demodulation. Then calculate the transmission sequence bit error rate. By running the simulation repeatedly, we can get the relationship between the bit error rate and SNR.Keywords: QPSK, BER, simulation, constellation目录摘要 (3)Abstract (4)一绪论 (6)1.1 课题背景及仿真 (6)1.1.1QPSK系统的应用背景简介 (6)1.1.2QPSK实验仿真的意义 (6)1.1.3仿真平台和仿真内容 (6)二系统实现框图和分析 (7)2.1QPSK调制部分 (7)2.2QPSK解调部分 (8)三QPSK特点及应用领域 (9)3.1QPSK特点 (9)3.2误码率 (10)3.3QPSK时域信号 (10)3.4扩充认知QPSK-OQPSK (10)3.5QPSK的应用领域 (11)四使用simulink搭建QPSK调制解调系统 (12)4.1信源产生 (12)4.2QPSK系统理论搭建 (13)五仿真模型参数设置及结果 (15)5.1仿真附图及参数设置 (15)5.2仿真结果 (16)5.3误码率曲线程序及其仿真结果 (17)六仿真结果分析 (19)七总结与展望 (20)致谢 (21)参考文献 (21)一．绪论1.1课题背景及仿真：1.1.1QPSK系统的应用背景简介QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
QPSK系统的MonteCarlo仿真
QPSK系统的Monte Carlo仿真一. 实验目的1.提高独立学习的能力；2.学习Matlab使用；3.掌握4PSK通信系统的组成原理；4.掌握4PSK通信系统的Monte Carlo仿真方法；二、实验内容完成对4PSK通信系统的差错概率的Monte Carlo仿真三、实验框图及流程图流程图见下页：四、实验原理四进制相位调制的一般表达式可以表示为：02()()cos(2),0,1,2...1m T c m u t Ag t f t m M M ππθ=-+=- 为了后面便于计算取0θ等于4π，按照书上的过程可以令0022cos(sin()m m m s M M ππθθ⎫=++⎪⎭加入噪声后可以表示为0022cos()sin()c s m m r n n M M ππθθ⎫=++++⎪⎭=0θ=4π。
则可得r 的四个点分别为 (1,1),(1,1),(1,1),(1,1)----即每个比特的能量为1。
这和二进制的双极性的误码率是一样的，即42psk psk P P Q ==，其中b ε=1，22N δ=.五、实验程序1．function[pb,ps]=cm_sm32(snr_in_dB,N)E=1;snr=10^(snr_in_dB/10);sgma=sqrt(E/snr)/2;s00=[1 0];s01=[0 1];s11=[-1 0];s10=[0 -1];%generation of the data sourcefor i=1:N;temp=rand;if (temp<0.25),dsource1(i)=0;dsource2(i)=0;elseif (temp<0.5)，dsource1(i)=0;dsource2(i)=1;elseif (temp<0.75)，dsource1(i)=1;dsource2(i)=0;elsedsource1(i)=1;dsource2(i)=1;end;end;%detection and the probability of error calculation numofsymbolerror=0;numofbiterror=0;for i=1:N;%the received signal at the detector,for the ith symbol,is: n(1)=gngauss(sgma);n(2)=gngauss(sgma);if ((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==0)),r=s00+n;elseif ((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==1)),r=s01+n;elseif ((dsource1(i)==1)&(dsource2(i)==0)),r=s10+n;elser=s11+n;end;%the correlation metrics are computed below%c00=dot(r,s00);c01=dot(r,s01);c10=dot(r,s10);c11=dot(r,s11);%the decision on the ith symbol is made nextc_max=max([c00 c01 c10 c11]);if (c00==c_max),decis1=0;decis2=0;elseif (c01==c_max),decis1=0;decis2=1;elseif (c10==c_max),decis1=1;decis2=0;elsedecis1=1;decis2=1;end;%increment the error counter,if the decision is not correct symbolerror=0;if (decis1~=dsource1(i)),numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if (decis2~=dsource2(i)),numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if (symbolerror==1),numofsymbolerror=numofsymbolerror+1;end;end;ps=numofsymbolerror/N;pb=numofbiterror/(2*N);2.高斯噪声function [gsrv1,gsrv2]=gngauss(m,sgma)if nargin==0,m=0;sgma=1;elseif nargin==1,sgma=m;m=0;endu=rand;z=sgma*(sqrt(2*log(1/(1-u))));u=rand;gsrv1=m+z*cos(2*pi*u);gsrv2=m+z*sin(2*pi*u);3. function [y]=Qfunct(x)y=1/2*erfc(x/sqrt(2));4． test.m%MATLAB script for illustative Problemecho onSNRindB1=0:2:10;SNRindB2=0:0.1:10;for i=1:length(SNRindB1),[pb1,ps1]=cm_sm32(SNRindB1(i),1000); %1000样点理论误码率smld_bit_err_prb1(i)=pb1;smld_symbol_err_prb1(i)=ps1;[pb2,ps2]=cm_sm32(SNRindB1(i),5000);smld_bit_err_prb2(i)=pb2;smld_symbol_err_prb2(i)=ps2;[pb3,ps3]=cm_sm32(SNRindB1(i),10000);smld_bit_err_prb3(i)=pb3;smld_symbol_err_prb3(i)=ps3;[pb4,ps4]=cm_sm32(SNRindB1(i),100000);smld_bit_err_prb4(i)=pb4;smld_symbol_err_prb4(i)=ps4;echo off;end;echo on; % 理论值计算for i=1:length(SNRindB2),SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10);theo_err_prb(i)=Qfunct(sqrt(2*SNR));echo off;end;echo on;%ploting commonds followfigure %1000样点semilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb1,'*'); holdsemilogy(SNRindB1,smld_symbol_err_prb1,'o'); semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);%figuresemilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb2,'*'); holdsemilogy(SNRindB1,smld_symbol_err_prb2,'o'); semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);%figuresemilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb3,'*'); holdsemilogy(SNRindB1,smld_symbol_err_prb3,'o'); semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);figuresemilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb4,'*'); holdsemilogy(SNRindB1,smld_symbol_err_prb4,'o'); semilogy(SNRindB2,theo_err_prb);5.最小距离法function [pb,ps]=dist(snr_in_DB,N)%[pb,ps]=cm_sm32(snr_in_dB)E=1;snr=10^(snr_in_dB/10);sgma=sqrt(E/snr)/2;% the signal mappings00=[1 0];s01=[0 1];s11=[-1 0];s10=[0 -1];% generation of data sourcefor i=1:N,temp=rand;if (temp<0.25),dsource1(i)=0;dsource2(i)=0;elseif (temp<0.5),dsource1(i)=0;dsource2(i)=1;elseif (temp<0.75),dsource1(i)=1;dsource2(i)=0;elsedsource1(i)=1;dsource2(i)=1;end;end;numofsymbolerror=0;numofbiterror=0;for i=1:N,n(1)=gngauss(sgma);n(2)=gngauss(sgma);if ((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==0))r=s00+n;elseif ((dsource1(i)==0)&(dsource2(i)==1)), r=s01+n;elseif ((dsource1(i)==1)&(dsource2(i)==0)), r=s10+n;elser=s11+n;end;x=r(1);y=r(2);c00=sqrt((1-x).^2+(0-y).^2);c01=sqrt((0-x).^2+(1-y).^2);c10=sqrt((0-x).^2+(-1-y).^2);c11=sqrt((-1-x).^2+(0-y).^2);c_min=min([c00 c01 c10 c11]);if (c00==c_min),decis1=0;decis2=0;elseif (c01==c_min),decis1=0;decis2=1;elseif (c10==c_min),decis1=1;decis2=0;elsedecis1=1;decis2=1;end;symbolerror=0;if (decis1~=dsource1(i)),numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if (decis2~=dsource2(i)),numofbiterror=numofbiterror+1;symbolerror=1;end;if (symbolerror==1),numofsymbolerror=numofsymbolerror+1;end;end;ps=numofsymbolerror/N;pb=numofbiterror/(2*N);6. 星座图a=sqrt(a);echo onn0=a*randn(1000,1);n1=a*randn(1000,1);n2=a*randn(1000,1);n3=a*randn(1000,1);n4=a*randn(1000,1);n5=a*randn(1000,1);n6=a*randn(1000,1);n7=a*randn(1000,1);x1=1.+n0;y1=1.+n1;x2=-1.+n2;y2=1.+n3;x3=-1.+n4;y3=-1.+n5;x4=1.+n6;y4=-1.+n7;plot(x1,y1,'o',x2,y2,'*',x3,y3,'o',x4,y4,'*')axis('square')误比特率及误码率曲线N=1000 N=5000N=10000 N=100000方差Sgma; N=10000; 比特差错率Sgma=0;Pb=0,Ps=0 Sgma=0.1;Pb=6.0000e-004,Ps=0.0012 Sgma=0.5;Pb=0.0788,Ps=0.1449 Sgma=1.0;Pb=0.1575,Ps=0.2898星座图 N=10000Sgma=0.00004 Sgma=0.1Sgma=1.0最小距离法：N=1000 N=5000N=10000 N=100000六、分析与讨论1．最小距离法和最大投影法得到的结果相近，但最大距离法更精确。
山东大学qpsk monte carlo 仿真实验报告
QPSK通信系统的Monte Carlo仿真实验报告2015年5月19日一、实验目的 (1)二、实验原理及框图 (1)三、实验内容 (2)四、程序及其注释 (2)1、主函数（不包括Monte Carlo仿真部分） (2)2、Monte Carlo仿真主函数 (3)3、测试（7，4）汉明码性能的主函数 (3)4、二进制的格雷码信源子函数 (3)5、二进制信号变为四进制符号子函数 (4)6、星座映射子函数 (5)7、产生两路正交高斯噪声信号子函数 (5)8、最小距离判决子函数 (5)9、最大投影点判决子函数 (6)10、四进制信号变为二进制子函数 (6)11、误符号率计算子函数 (7)12、通过符号计算误比特率子函数 (7)13、星座图子函数 (8)14、汉明编码子函数 (8)15、汉明解码和纠错子函数 (8)16、从汉明码中提取原二进制码不纠错子函数 (9)五、仿真结果和图形 (9)六、结果分析和结论 (15)七、遇到的问题、解决方法和收获 (15)一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab 的使用；4、掌握4PSK 通信系统的Monte Carlo 仿真方法；5、掌握4PSK 通信系统的的组成原理；6、比较编码信号和为编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码的理解；二、实验原理及框图1.未加信道纠错码的QPSK 调制通信系统 （见图（一））2比特符号图一 未加信道纠错码的QPSK 调制通信系统框图2.信道纠错编码（7,4）汉明码+QPSK 调制的通信系统（见图（二））图二 信道纠错编码（7,4）汉明码+QPSK 调制的通信系统框图均匀随机数发生器 高斯随机数发生器高斯随机数发生器比较比特差错计数器符号差错计数器4PSK映射 检 测器 ++输入数据AWGN信道输出数据信道编码 （汉明码）QPSK 调制QPSK 解调信道解码（汉明码）三、实验内容（一）未加信道纠错编码的QPSK调制通信系统1）最大投影点准则进行判决a，计算噪声方差分别为0、0.1、0.5、1.0时的符号差错概率和比特差错概率；b，画出在每种方差时，在检测器输入端1000个接收到的信号加噪声样本（星座图）；c，分别画出数据点为1000,5000,10000,100000,时的Monte Carlo仿真误比特率曲线和理论误比特率曲线，比较区别，分析数据点的数量对仿真结果的影响。
数字信号频带传输的仿真设计
实训四数字信号频带传输的仿真设计一．实验目的1.理解基带信号和2PSK 信号波形及其功率谱密度的仿真方法。
2.理解数字调制的频谱搬移和频带利用率等特性。
3.生成QPSK 信号的星座图，进而理解信号星座图对于确定判决区域的作用。
二．实验内容1.基带信号采用不归零矩形脉冲，生成2PSK 信号的时域波形和功率谱密度。
2.生成QPSK 信号的时域波形与功率谱密度。
3.QPSK 接收信号的星座图。
4.仿真QPSK 系统的误码率。
三．实验结果1.基带信号采用不归零矩形脉冲，生成2PSK 信号的时域波形和功率谱密度（对应的m 文件为bpsk.m）.（1）不归零矩形脉冲的时域波形和功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 双极性基带信号波形-15-10-505101500.511.52频率f 频谱s （j w ）双极性基带信号频谱（2）2PSK 信号的时域波形及功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 BPSK 已调信号波形-15-10-505101500.51频率f 频谱s （j w ）BPSK 已调信号频谱2.基带信号采用不归零矩形脉冲或滚降系数为1的升余弦谱，生成4PSK 信号的时域波形和功率谱密度（不归零矩形脉冲对应的m 文件为rectqpsk.m，升余弦脉冲对应的m 文件为rcosqpsk.m）.(1)不归零矩形脉冲的时域波形和功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 双极性基带信号波形-15-10-505101500.511.522.5频率f 频谱s （j w ）双极性基带信号频谱(2)QPSK 信号的时域波形与功率谱密度：-2-1.5-1-0.500.51 1.52-11时间t幅度2012210178 黄亮平 QPSK 已调信号波形-15-10-505101500.511.5频率f 频谱s （j w ）QPSK 已调信号频谱（3）基带信号为滚降系数为1的升余弦脉冲信号经QPSK 调制得到的已调信号与功率谱密度：02468101214161820-11时间t幅度QPSK 已调信号波形2 2.2 2.4 2.6 2.83 3.2 3.4 3.6 3.8402468频率幅度QPSK 信号频谱3、QPSK 系统的调制和解调原理随机产生10^5个二进制信息数据，串并变换后进行4PSK 调制。
(完整word版)QPSK调制解调的simulink仿真
摘要QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
四相相移键控信号简称“QPSK”.在现代通信系统中,调制与解调是必不可少的重要手段。
所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。
解调则是调制的相反过程，而从已调制信号中恢复出原信号。
本课程设计主要介绍通过进行QPSK调制解调的基带仿真，对实现中影响该系统性能的几个重要问题进行了研究。
针对QPSK的特点，调制前后发生的变化，加上噪声后波形出现的各种变化，通过星座图、眼图、波形图等来观察。
程序设计与仿真均采用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，最后仿真详单与理论分析一致。
关键词：QPSK调制解调； Simulink仿真平台；MATLAB7.0 ；噪声。
目录一、实验目的 (1)二、实验内容 (1)三、设计原理 (1)1. Simulink简介 (1)2。
QPSK星座图 (2)3。
QPSK的调制 (2)4。
QPSK的解调 (4)四、设计步骤 (4)五、设计结果及分析 (8)1。
信号调制解调后的时域波形图 (9)2.数据源的频谱图 (9)3.QPSK调制后的频谱 (8)4.QPSK解调后的频谱 (8)5。
误码曲线图 (9)六、体会 (12)七、参考文献 (12)一、实验目的1、理解电子信号通信原理.2、熟悉系统建模方法。
3、配置电子信号，设计相关应用方法。
二、实验内容1、利用Matlab—Simulink建立系统模型.2、信号参数：信息速率80Hz，载波中心频率15MHz，采样频率120MHz。
3、依据相关参数，产生QPSK调制信号.4、设计一种方法完成QPSK信号的数据解调。
三、设计原理1. Simulink简介Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
QPSK通信系统MC仿真
实验二 QPSK通信系统的 MonteCarlo 仿真目录一．实验目的 (2)二．实验原理 (2)1. 未加信道纠错码的QPSK调制通信系统框图： (2)2．加信道编码的QPSK的调制通信系统 (2)三．实验内容 (3)（一）未加信道纠错编码的QPSK调制通信系统 (3)1）最大投影点准则进行判决 (6)2）最小欧氏距离准则进行判决 (10)（二）信道纠错编码（7,4）汉明码+QPSK调制的通信系统 (11)四．实验结果分析及结论 (13)五．实验问题及解决 (14)六．实验心得 (14)一．实验目的1.掌握QPSK通信系统的组成原理以及Monte Carlo仿真方法2.比较编码信号和未编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码的理解二．实验原理1. 未加信道纠错码的QPSK调制通信系统框图：1）. 生成二进制信源序列d（i）（i=0，1）。
首先产生0~1均匀分布的随机序列，并规定：当随机数<0.25时，规定为d=00；当0.25<随机数<0.5时，规定为d=01；当0.5<随机数<0.75时，规定为d=10；当0.75<随机数<1时，规定为d=11。
2）. 将二进制序列映射为四进制m。
规定：当d=00时，m=0；当d=01时，m=1；当d=11时，m=2；当d=10时，m=3。
3）. 对m映射为QPSK两路正交信号s。
规定：m=0时，s=（1，0）；m=1时，s=（0，1）；m=2时，s=（-1，0）；m=3时，s=（0，-1）。
4）. 产生两路正交噪声信号n。
5）. 利用最小欧氏距离准则或最大投影点准则对信道输出信号r=s+n进行判决，对判决输出信号进行信号重构。
6）. 计算误码率和误信率。
r .注：最大投影点准则：向量r在向量s上的投影为：s2．加信道编码的QPSK的调制通信系统在QPSK调制之前加信道纠错编码（7,4），在解调之后进行信道译码，其他操作和上述1原理相同。
qpsk
基于MATLAB的QPSK传输系统仿真默认分类2008-12-04 10:50:13 阅读900 评论2 字号：大中小订阅/blog/#m=0一．基本原理PSK是利用载波振荡相位的变化来传送数字信息。
最早出现的是二相相移键控BPSK，BPSK是利用载波的相位偏移直接表示数字信号，假若规定：已调载波与未调载波同相表示数字信号“0”，与未调载波反相表示数字信号“1”，则已调信号的表达式为，其中：d(t)为双极性数字基带信号，为载波频率。
为了提高信道频带利用率，提出了多进制数字相移键控（MPSK），它用多个相位状态的正弦振荡分别代表不同的数字信息，最典型的是四相相移键控（QPSK）。
BPSK和QPSK在码元转换点上都可能产生相位突变，使得频谱高频滚降缓慢，带外辐射大。
为了消除相位跳变，在QPSK基础上提出了偏移四相相移键控(OQPSK)。
它将同相和正交两支路的码流在时间上错开了半个码元周期，信号相位只跳变0、。
二．程序及结果分析程序如下：if nargin > 2error('Too many input arguments');elseif nargin==1f=1;endif f〉1;error('Frequency must be bigger than 1');end%*-*-*-*-*-*l=length(g);r=l/2;re=ceil(r);val=re-r;if val~=0;error('Please insert a vector divisible for 2'); end%*-*-*-*-*-*t=0:2*pi/99:2*pi;cp=[];sp=[];mod=[];mod1=[];bit=[];for n=1:2:length(g);if g(n)==0 && g(n+1)==1;die=sqrt(2)/2*ones(1,100);die1=-sqrt(2)/2*ones(1,100);se=[zeros(1,50) ones(1,50)];elseif g(n)==0 && g(n+1)==0;die=-sqrt(2)/2*ones(1,100);die1=-sqrt(2)/2*ones(1,100);se=[zeros(1,50) zeros(1,50)];elseif g(n)==1 && g(n+1)==0;die=-sqrt(2)/2*ones(1,100);die1=sqrt(2)/2*ones(1,100);se=[ones(1,50) zeros(1,50)];elseif g(n)==1 && g(n+1)==1;die=sqrt(2)/2*ones(1,100);die1=sqrt(2)/2*ones(1,100);se=[ones(1,50) ones(1,50)];endc=cos(f*t);s=sin(f*t);cp=[cp die]; %Amplitude cosinosp=[sp die1]; %Amplitude sinomod=[mod c]; %cosino carrier (Q)mod1=[mod1 s]; %sino carrier (I)bit=[bit se];endbpsk=cp.*mod+sp.*mod1;subplot(2,1,1);plot(bit,'LineWidth',1.5);grid on;title('Binary Signal')axis([0 50*length(g) -1.5 1.5]);subplot(2,1,2);plot(bpsk,'LineWidth',1.5);grid on;title('QPSK modulation')axis([0 50*length(g) -1.5 1.5]);结果分析：运行得到理想信道和加噪信道中调制解调信号的波形如下：图一理想信道和加噪信道中调制解调信号的波形图二正交支路中的数据和调制信号通过编程模拟QPSK过程,得到信号传输过程中的时域图.从图一可以知道:在理想情形下,信号的解调和调制过程中,信号只出现了很小的波动,在加噪信道中信号的波动范围虽然变大,但不会影响到解调后信号的识别.即在Matlab编程模拟的过程中,QPSK调制解调即使在加有白噪声干扰时,也能进行有效的解码.根据相位调制的特点,我们可以从图二中看到调制信号(正交支路)在二进制信号每发生一次电平的跃变时发生相位跳变.在信噪比低于7dB 的情形下,理论误码率和实际误码相差很小.从这些图形中我们可以发现Matlab软件很好地模拟出了数字通信系统的QPSK过程.即使在噪声干扰下,解调输出信号与输入信号的波形也保持着基本的一致,对信号的恢复不会有大的影响.三．模块及结果分析图三QPSK传输系统结果分析：QPSK（正交移相键控）基带调制信号的频谱图和星座图如下：图四QPSK（正交移相键控）基带调制信号的频谱图和星座图仿真结果说明在相同传输条件下，QPSK、OQPSK调制以比BPSK调制高1倍的速率传输信息，QPSK误码率高于BPSK约30倍，OQPSK误码率高于BPSK约1.4倍。
QPSK调制解调的simulink仿真
QPSK 调制解调的simulink 仿真与性能分析一、设计目的和意义学会使用MATLAB 中的simulink 仿真软件，了解其各种模块的功能，用simulink 实现QPSK 的调制和仿真过程，得到调制信号经高斯白噪声信道，再通过解调恢复原始信号，绘制出调制前后的频谱图，分析QPSK 在高斯信道中的性能，计算传输过程中的误码率。
通过此次设计，在仿真中形象的感受到QPSK 的调制和解调过程，有利于深入了解QPSK 的原理。
同时掌握了simulink 的使用，增强了我们学习通信的兴趣，培养通信系统的仿真建模能力。
二、设计原理（一）QPSK 星座图QPSK 是Quadrature Phase Shift Keying 的简称，意为正交移相键控，是数字调制的一种方式。
它规定了四种载波相位，分别为0,, , (或者，，，)，2ππ32π4π34π54π74π星座图如图1（a ）、（b ）所示。
图1 QPSK 星座图（二）QPSK 的调制因为输入信息是二进制序列，所以需要将二进制数据变换成四进制数据，才能和四进制的载波相位配合起来。
采取的办法是将二进制数字序列中每两个序列分成一组，共四种组合（00,01,10,11），每一组称为双比特码元。
每一个双比特码元是由两位二（a ）（b ）进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。
QPSK每次调制可传输两个信息比特。
图2的（a）、(b)、(c)原理框图即为QPSK的三种调制方式，本次课程设计主要采用的是正交调制方式。
（a）正交调制法（b）相位选择法（c）脉冲插入法图2 QPSK的主要调制方式（三）QPSK的解调QPSK信号可以用两个正交的载波信号实现相干解调，它的相干解调器如图3所示，正交路分别设置两个匹配滤波器，得到I（t）和Q（t），经电平判决和并转串即可恢复出原始信息。
图3 QPSK相干解调器三、详细设计步骤（一）QPSK调制电路查阅资料，熟悉simulink的工作环境，理解simulink的模块功能，根据图2（a）的方框图搭建QPSK调制电路（图4）：采用Buffer和Demux将信号源进行串并实现电平转换。
QPSK误码率仿真分析要点
[键入文字]通信工程专业《通信原理》课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析学生姓名谭夕林学号 1113024060所在院(系)陕西理工学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师魏瑞完成地点陕西理工学院物理与电信工程学院实验室2014年 3 月 12 日通信工程专业课程设计任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程专业1102班学生姓名谭夕林一、课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析二、课程设计工作自 2014 年 2 月 24 日起至 2014 年 3 月 16 日止三、课程设计进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、课程设计的内容要求：利用仿真软件等工具，结合所学知识和各渠道资料，对QPSK在高斯通道下的误码率进行研究分析指导教师魏瑞系(教研室)通信工程系接受任务开始执行日期2014年2月24日学生签名谭夕林QPSK的误码率仿真分析谭夕林陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中723003）指导教师：魏瑞【摘要】为实现QPSK应用到无线通信中，该文对QPSK系统性能进行了理论研究。
介绍了QPSK调制解调原理,对高斯白噪声信道的系统性能进行了研究，分析对比了在高斯白噪声信道下的系统误码性能。
为基于副载波QPSK无线激光通信系统的研究奠定了理论基础。
使用MATLAB中M语言完成QPSK的蒙特卡罗仿真，得出在加性高斯白噪声的信道下，传输比特错误率以及符号错误率。
并将比特错误率与理论值相比较，并得出关系曲线。
使用simulink搭建在加性高斯白噪声信道下的QPSK调制解调系统，其中解调器使用相关器接收机。
并计算传输序列的比特错误率。
通过多次运行仿真得到比特错误率与信噪比之间的关系。
【关键词】： QPSK，误码率，仿真，星座图【中图分类号】 TN702 [文献标志码] AQPSK BER simulation analysisTan Xilin(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:Wei Rui[Abstract]For the application of the QPSK (Phase-Shift-Keying) to the wireless laser communication, this paper emphasizes the system of QPSK's performance, theoretically. In the paper, the principle of the QPSK's modulation and demodulation were introduced in brief and the performance of the system at white Gaussian noise (AWGN) channel was also analyzed carefully. The above results provide the theoretical foundation for the wireless laser communication system based on the QPSK with e the MATLAB language to complete Monte Carlo simulation of QPSK, and to obtain the transmission sequence bit error rate and symbol error rate in the additive white Gaussian noise channel, comparing it with the theoretical value, then get curve. The second aspect is to learn how to use Simulink and the functions and principles of various modules. Then we use Simulink to create the model of QPSK through additive white Gaussian noise channel. And take the advantage of the Correlator receiver to complete the operation of demodulation. Then calculate the transmission sequence bit error rate. By running the simulation repeatedly, we can get the relationship between the bit error rate and SNR.Keywords: QPSK, BER, simulation, constellation目录摘要 (3)Abstract (4)一绪论 (6)1.1 课题背景及仿真 (6)1.1.1QPSK系统的应用背景简介 (6)1.1.2QPSK实验仿真的意义 (6)1.1.3仿真平台和仿真内容 (6)二系统实现框图和分析 (7)2.1QPSK调制部分 (7)2.2QPSK解调部分 (8)三QPSK特点及应用领域 (9)3.1QPSK特点 (9)3.2误码率 (10)3.3QPSK时域信号 (10)3.4扩充认知QPSK-OQPSK (10)3.5QPSK的应用领域 (11)四使用simulink搭建QPSK调制解调系统 (12)4.1信源产生 (12)4.2QPSK系统理论搭建 (13)五仿真模型参数设置及结果 (15)5.1仿真附图及参数设置 (15)5.2仿真结果 (16)5.3误码率曲线程序及其仿真结果 (17)六仿真结果分析 (19)七总结与展望 (20)致谢 (21)参考文献 (21)一．绪论1.1课题背景及仿真：1.1.1QPSK系统的应用背景简介QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。
QPSK系统的误码率和星座图仿真
QPSK系统的误码率和星座图仿真《MATLAB实践》报告一、引言数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
基本的数字调制方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。
在接收端可以采用想干解调或非相干解调还原数字基带信号。
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而，实际中的大多数信道（如）无线信道具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。
在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。
因此，与分析数字基带系统的抗噪声性能一样，分析数字调制系统的抗噪声性能，也就是求系统在信道噪声干扰下的总误码率。
误码率（BER：biterrorratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。
误码率是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率，即误码率=错误码元数/传输总码元数。
如果有误码就有误码率。
误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。
噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。
误码率是最常用的数据通信传输质量指标。
它表示数字系统传输质量的式是“在多少位数据中出现一位差错”。
误信率，又称误比特率，是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例，即误比特率=错误比特数/传输总比特数。
在数字通信系统中，可靠性用误码率和误比特率表示。
数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布；（2）与调制数字比特之间的映射关系。
星座图中规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
QPSK通信系统的Monte Carlo仿真实验报告
QPSK通信系统的Monte Carlo仿真实验报告2012级通信二班贾师师201200121052 一．【实验目的】1.1提高独立学习的能力1.2培养发现问题，解决问题，分析问题的能力1.3学习Matlab的使用1.4掌握4PSK通信系统的Monte Carlo仿真方法1.5掌握4PSK通信系统的组成原理1.6比较编码信号与未编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码原理的理解。
二．【实验内容】完成对QPSK通信系统的差错概率的Monte Carlo仿真。
三．【实验原理】1.调制解调原理一组M载波相位调制信号波形的一般表示为：是发送滤波器的脉冲形状，A为信号的幅度。
将式中的余弦函数的相角看成两个相角的和，可以将上表示为将归一化，则函数能量、A可归一化到1。
这样一个相位调制信号可以看做两个正交载波，起始幅度取决于在每个信号区间内的相位，因此，数字相位调制信号在几何上可以用和的二维向量来表示，即同样，将加性噪声分解成两路，加入噪声后的二维向量为判决方法:1）最大投影法：最佳检测器将接收到的信号向量r投射到M个可能的传输信号向量之一上去，并选取对应于最大投影的向量。
我们在试验中用的是将r向量与作为标准的s向量作向量积后选取最大者的方法。
2）最小距离法：我们在实验中实现最小距离法判决的方法是求出r向量的终点与作为标准的s向量的终点后选取最小者的方法。
由于二相相位调制与二进制PAM 是相同的，所以差错概率为式中是每比特能量。
4PSK 可以看作是两个在正交载波上的二相相位调制系统，所以1个比特的差错概率与二相相位调制是一致的。
2.信道纠错编码在随机信道中，错码的出现是随机的，且错码之间是统计独立的。
由高斯白噪声引起的错码就具有这种性质。
当信道中加性干扰主要是这种噪声时，就称这种信道为随机信道。
由于信息码元序列是一种随机序列，接收端是无法预知的，也无法识别其中有无错码。
为了解决这个问题，可以由发送端的信道编码器在信息码元序列中增加一些监督码元。
QPSK两种不同星座图方式误码率比较及其仿真程序
clc;clear all;close all;nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);data_receive1 = zeros(1,nsymbol);data_receive2 = zeros(1,nsymbol);data_receive = zeros(1,nsymbol*2);Wrongnumber = 0;SymbolWrongnumber = 0;for i=1:nsymbol %%调制symbol1 = data(2*i-1);symbol2 = data(2*i);if symbol1 == 0 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = 1;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = -1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = -1;endendSNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbolif qpsk_receive2(k) > qpsk_receive1(k)endif qpsk_receive2(k) < qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 0;endif qpsk_receive2(k) > -qpsk_receive1(k)data_receive1(k) = 0;endif qpsk_receive2(k) < -qpsk_receive1(k)data_receive1(k) = 1;enddata_receive(2*k-1) = data_receive1(k);data_receive(2*k) = data_receive2(k);endfor p=1:(nsymbol*2)ifdata_receive(p) ~= data(p)Wrongnumber = Wrongnumber + 1;endendfor l=1:nsymbolif data_receive1(l)~=data(2*l-1);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;endendPe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);Wrongnumber = 0 ;SymbolWrongnumber = 0;endPe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');grid on;clc;clear all;close all;nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);data_receive1 = zeros(1,nsymbol);data_receive2 = zeros(1,nsymbol);data_receive = zeros(1,nsymbol*2);Wrongnumber = 0;SymbolWrongnumber = 0;for i=1:nsymbol %%调制symbol1 = data(2*i-1);symbol2 = data(2*i);if symbol1 == 0 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = sqrt(0.5);qpsk_mod2(i) = sqrt(0.5);elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = -sqrt(0.5);qpsk_mod2(i) = sqrt(0.5);elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = -sqrt(0.5);qpsk_mod2(i) = -sqrt(0.5);elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = sqrt(0.5);qpsk_mod2(i) = -sqrt(0.5);endendSNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbolif qpsk_receive2(k) > 0endif qpsk_receive2(k) < 0data_receive1(k) = 1;endif qpsk_receive1(k) > 0data_receive2(k) = 0;endif qpsk_receive1(k) < 0data_receive2(k) = 1;enddata_receive(2*k-1) = data_receive1(k);data_receive(2*k) = data_receive2(k);endfor p=1:(nsymbol*2)ifdata_receive(p) ~= data(p)Wrongnumber = Wrongnumber + 1;endendfor l=1:nsymbolif data_receive1(l)~=data(2*l-1);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;endendPe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);Wrongnumber = 0 ;SymbolWrongnumber = 0;endPe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');grid on;。
通信原理实验二QPSK通信系统的-Monte-Carlo-仿真
通信原理实验二QPSK通信系统的 MonteCarlo 仿真一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab 的使用；4、掌握4PSK通信系统的Monte Carlo仿真方法；5、掌握4PSK通信系统的的组成原理；6、比较编码信号和为编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码的理解；二、系统框图及编程原理实验原理PSK是利用载波的不同相位表示相应的数字信息。
对于二进制相位调制（M=2)来说，两个载波相位是0和π。
对于M相相位调制来说M=2k，这里k 是每个传输符号的信息比特数。
4PSK是M=4的载波相位调制。
这里，将理论差错概率与仿真的差错概率比较，进一步观察仿真与理论值之间的差别。
同时，用不同的判决准则对接受信号进行判决。
并比较两种判别方法的差别。
一．QPSK 调制原理1．信号能量分析一组M 载波相位调制信号波形的一般表示式为)22cos()()(M m t f t Ag t u c T m ππ+= m=[0，M-1]式中)(t g T 是发送滤波器的脉冲形状，它决定了传输信号的频谱特性，A 是信号的幅度。
注意到，PSK 信号对所有m 都具有相等的能量，即s T m dt t g A εε==⎰∞∞-)(222s ε代表每个传输符号的能量。
2．噪声分析传输信号的信道假设被加性噪声n(t)所污损，这样信号在接收端将产生误码。
因为n(t)是功率谱为20N 的白高斯过程的一个样本函数，所以噪声分量10n n 和就是零均值高斯型的，即3．信号判决分析最佳检测器将接收信号向量r 投射到M 个可能的传输信号向量{m s }之一上去，并选取对应于最大投影的向量。
据此，得到相关准则为m m s r s r C ⋅=),( m=[0,M-1]检测器观察到接收信号向量n s r m +=，并计算r 在4种可能的信号向量m s 上的投影。
根据选取对应于最大投影的信号点作为判决，从而判决出信号。
QPSK通信系统的设计与仿真 精品
一、QPSK简介在多相调制中，可以用多种相位差来表示数字数据信息。
把要传送的二进制信息序列每K比特编为一组，那么便构成了K比特码元，每一K比特码元都有2^K种不同的状态，要用2^K 种不同的相位或相位差来表示。
由于K比特码元包括的信息量是二进制码元所含信息量的K倍，所以，多相调制系统与二相调制系统相比，在码元传输速率相同时，信息传输速率更高。
例如，四相调制系统的信息传输速率是二相调制系统的两倍。
另外，在系统信息传输速率的情况下，由于多相调制系统的码元速率比二相调制要低，因而多相调制时，信号码元持续时间比二相调制时长。
码元时间长，则对应的带宽就窄，因此压缩了信号的频带，可以叫嚣由于新到特性引起的码间串扰的影响。
由此可见，多相调制是提高数据通信有效性、可靠性的一种途径。
由于四相绝对移相信号可以看成两个正交2PSK信号只能采用相干检测法解调， 4PSK信号也只能采用两个正交的相干载波分别来检测这两个分量A和B。
在四相绝对移相调制系统中，实现起来最困难的问题在于接收端如何产生一标准的相干载波。
通常采用的方法是四倍频-四分频法，然后经过四次分频，便可以得到所有的相干载波输出。
这种方法也会由于分频起始点不同而使提取的相干载波的相位出现四种不确定性。
因此，在实际中，通常采用四相相对移相调制。
二、QPSK 调制解调原理2.1 QPSK 调制原理简称“QPSK ”。
它分为绝对相移和相对相移两种。
由于绝对相移方式存在相位模糊问题，所以在实际中主要采用相对移相方式QDPSK 。
它具有一系列独特的优点，目前已经广泛应用于无线通信中，成为现代通信中一种十分重要的调制解调方式。
在数字信号的调制方式中QPSK 四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。
QPSK 四相绝对相移键控，用载波信号的4个初始相位对应4进制码元。
因此，对于输入的二进制数字序列每2比特分为一组，称为双比特码元AB ，然后用4种不同的载波相位分别表征这4种数字码元。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《MATLAB实践》报告——QPSK系统的误码率和星座图仿真一、引言数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
基本的数字调制方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。
在接收端可以采用想干解调或非相干解调还原数字基带信号。
数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而，实际中的大多数信道（如）无线信道具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。
在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。
因此，与分析数字基带系统的抗噪声性能一样，分析数字调制系统的抗噪声性能，也就是求系统在信道噪声干扰下的总误码率。
误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。
误码率是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率，即误码率=错误码元数/传输总码元数。
如果有误码就有误码率。
误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。
噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。
误码率是最常用的数据通信传输质量指标。
它表示数字系统传输质量的式是“在多少位数据中出现一位差错”。
误信率，又称误比特率，是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例，即误比特率=错误比特数/传输总比特数。
在数字通信系统中，可靠性用误码率和误比特率表示。
数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布；（2）与调制数字比特之间的映射关系。
星座图中规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。
二、QPSK系统的原理四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。
QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，275°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。
每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。
QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。
解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。
在QPSK体制中，由其矢量图（图1）可以看出，错误判决是由于信号矢量的相位因噪声而发生偏离造成的。
例如，设发送矢量的相位为45°，它代表基带信号码元“11”，若因噪声的影响使接收矢量的相位变成135°，则将错判为“01”。
当不同发送矢量以等概率出现时，合理的判决门限应该设定在和相邻矢量等距离的位置。
在图中对于矢量“11”来说，判决门限应该设在0°和90°。
当发送“11”时，接收信号矢量的相位若超出这一范围（图中阴影区），则将发生错判。
图1 QPSK 的噪声容限QPSK 信号的误码率：QPSK 信号的误比特率：︒22/2111⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=r erfc P e 2/21r erfc P e =图2 QPSK 系统原理方框图 三、仿真实验图3 仿真实验框图实验结果（即误码率曲线和星座图）产生二进制数据星座图映射加法运算判决根据信噪比产生高斯噪声数据星座图逆映射误码率统计误比特率统计ABCDEF图4 B点信号的星座图图5 C点信号的星座图图6 误码率和误比特率的理论和仿真曲线对实验结果的简单分析和说明图4是B点信号的星座图映射，00、01、10、11组合分别映射成-1-j,-1+j,1-j,1+j。
图5是C点信号的星座图映射，它是加入噪声后的映射结果，由图中可以看出加入噪声后大致以-1-j,-1+j,1-j,1+j为中心形成了近似圆的图像，少部分点偏离比较严重，产生了误差。
由图6，可见QPSK仿真误码率曲线和理论误码率曲线重合在一起，QPSK仿真误比特率曲线和理论误比特率曲线也重合在一起，误码率约是误比特率的两倍，说明实验方法是正确可行的。
本次实验研究了数字调制方式QPSK ，对其误码率进行了考察。
通过理论误码率和仿真误码的比较，了解了误码率的性能。
本次实验还通过运用星座图来对实验结果进行仿真。
本次实验得出结论如下：QPSK 信号的误码率：QPSK 信号的误比特率：误码率是误比特率的两倍。
附录：1、 心得体会：本次实验我收获很多，学会了应用MATLAB 来处理问题，加深了对通信原理中部分公式和概念的理解。
实验过程中也遇到了不少问题，在星座图映射上，一开始将00，01，10，11看成一个整体，这样对整体编程存在很大困难，因此后来尝试将其分开看，并成功映射；在计算噪声的过程中，由于通信原理的知识未能牢固掌握，在分析和计算的过程中花了很多时间；实验过程中，学会了使用find 函数来代替for 循环的功能，从而使程序运行更加快，大大加快了实验的进度。
通过本次MATLAB 的实践，应该加强MATLAB 在各个学科的应用，学会用MATLAB 来处理实际问题。
2、 程序： close all clc22/2111⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=r erfc P e 2/21r erfc P e =SNR_DB=[0:1:12];sum=1000000;data= randsrc(sum,2,[0 1]);[a1,b1]=find(data(:,1)==0&data(:,2)==0); message(a1)=-1-j;[a2,b2]=find(data(:,1)==0&data(:,2)==1); message(a2)=-1+j;[a3,b3]=find(data(:,1)==1&data(:,2)==0); message(a3)=1-j;[a4,b4]=find(data(:,1)==1&data(:,2)==1); message(a4)=1+j;scatterplot(message)title('B点信号的星座图')A=1;Tb=1;Eb=A*A*Tb;P_signal=Eb/Tb;NO=Eb./(10.^(SNR_DB/10));P_noise=P_signal*NO;sigma=sqrt(P_noise);for Eb_NO_id=1:length(sigma)noise1=sigma(Eb_NO_id)*randn(1,sum);noise2=sigma(Eb_NO_id)*randn(1,sum);receive=message+noise1+noise2*j;resum=0;total=0;m1=find(angle(receive)<=pi/2&angle(receive)>0); remessage(1,m1)=1+j;redata(m1,1)=1;redata(m1,2)=1;m2= find( angle(receive)>pi/2&angle(receive)<=pi); remessage(1,m2)=-1+j;redata(m2,1)=0;redata(m2,2)=1;m3=find( angle(receive)>-pi&angle(receive)<=-pi/2); remessage(1,m3)=-1-j;redata(m3,1)=0;redata(m3,2)=0;m4=find( angle(receive)>-pi/2&angle(receive)<=0); remessage(1,m4)=1-j;redata(m4,1)=1;redata(m4,2)=0;[resum,ratio1]=symerr(data,redata);pbit(Eb_NO_id)=resum/(sum*2);[total,ratio2]=symerr(message,remessage);pe(Eb_NO_id)=total/sum;endscatterplot(receive)title('C点信号的星座图')Pe=1-(1-1/2*erfc(sqrt(10.^(SNR_DB/10)/2))).^2;Pbit=1/2*erfc(sqrt(10.^(SNR_DB/10)/2));figure(3)semilogy(SNR_DB,pe,':s',SNR_DB,Pe,'-*',SNR_DB,pbit,'-o',SNR_DB,Pbit,':+') legend('QPSK仿真误码率','QPSK理论误码率','QPSK仿真误比特率','QPSK理论误比特率',1)xlabel('信噪比/dB')ylabel('概率P')gird on。