QPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)的設(shè)計與仿真樣本

*******************實踐教學(xué)*******************Xxxxx大學(xué)計算機(jī)與通信學(xué)院春季學(xué)期計算機(jī)通信課程設(shè)計題目：QPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)設(shè)計與仿真專業(yè)班級：通信工程姓名：lwdickey學(xué)號：指引教師：張sir成績：摘要在數(shù)字信號調(diào)制方式中QPSK是當(dāng)前最慣用一種數(shù)字信號調(diào)制方式,它具備較高頻譜運(yùn)用率、較強(qiáng)抗干擾性、在電路上實現(xiàn)也較為簡樸。調(diào)制技術(shù)是通信領(lǐng)域里非常重要環(huán)節(jié)，一種好調(diào)制技術(shù)不但可以節(jié)約頻譜資源并且可以提供良好通信性能。QPSK調(diào)制是一種具備較高頻帶運(yùn)用率和良好抗噪聲性能調(diào)制方式，在數(shù)字移動通信中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。本次設(shè)計在理解QPSK調(diào)制解調(diào)原理基本上應(yīng)用MATLAB語言來完畢仿真，仿真出了QPSK調(diào)制以及解調(diào)仿真圖，涉及已調(diào)信號波形，解調(diào)后信號波形，眼圖和誤碼率。在仿真基本上分析比較了各種調(diào)制辦法性能，并通過比較仿真模型與理論計算性能，證明了仿真模型可行性。核心字：QPSK；調(diào)制解調(diào)；MATLAB；分析與仿真目錄TOC\o"1-3"\u摘要 1前言 11緒論 21.1通信技術(shù)歷史和發(fā)展 21.1.1通信概念 21.1.2通信發(fā)展史簡介 21.2數(shù)字調(diào)制發(fā)呈現(xiàn)狀和趨勢 32QPSK調(diào)制解調(diào)基本原理設(shè)計 42.12PSK數(shù)字調(diào)制原理 42.24PSK調(diào)制和解調(diào) 53QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真 83.1 MATLAB軟件簡介 83.22PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真 93.34PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真 103.4運(yùn)用MATLAB研究4PSK信號 11總結(jié) 14參照文獻(xiàn) 15道謝 16附錄 17前言信息化社會，數(shù)字技術(shù)迅速發(fā)展，數(shù)字器件也廣泛運(yùn)用，數(shù)字信號解決技術(shù)也越來越重要。進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著晶體管、集成電路浮現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。特別是在20世紀(jì)后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計算機(jī)和光導(dǎo)纖維等當(dāng)代技術(shù)成果問世，通信技術(shù)在不同方向都獲得了巨大成功。隨著技術(shù)進(jìn)步，特別是超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號解決技術(shù)發(fā)展，使得復(fù)雜電路設(shè)計得以用少量幾塊即成電路模塊實現(xiàn)，有些硬件電路功能還可以用軟件代替實現(xiàn)。因而使得某些較復(fù)雜調(diào)制技術(shù)可以容易地實現(xiàn)并投入使用。這方面條件使得新更復(fù)雜調(diào)制體制迅速地不斷涌現(xiàn)。QPSK調(diào)制與解調(diào)具備一系列獨(dú)特長處，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線通信中，成為當(dāng)代通信中一種十分重要調(diào)制解調(diào)方式。QPSK數(shù)字解調(diào)涉及：模數(shù)轉(zhuǎn)換、抽取或插值、匹配濾波、時鐘和載波恢復(fù)等。依照所解決基帶信號進(jìn)制不同，分為二進(jìn)制和多進(jìn)制，多進(jìn)制與二進(jìn)制相比較，其頻帶運(yùn)用率更高。當(dāng)代社會發(fā)展規(guī)定通信系統(tǒng)功能越來越強(qiáng)，性能越來越高，構(gòu)成越來越復(fù)雜；這就要借助于功能強(qiáng)大計算機(jī)輔助分析設(shè)計技術(shù)和工具才干實現(xiàn)。MATLAB完畢仿真，它由一系列工具構(gòu)成。這些工具以便顧客使用MATLAB函數(shù)和文獻(xiàn)，其中許多工具采用是圖形顧客界面。涉及MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調(diào)試器、途徑搜索和用于顧客瀏覽協(xié)助、工作空間、文獻(xiàn)瀏覽器。隨著MATLAB商業(yè)化以及軟件自身不斷升級，MATLAB顧客界面也越來越精致，更加接近Windows原則界面，人機(jī)交互性更強(qiáng)，操作更簡樸。并且新版本MATLAB提供了完整聯(lián)機(jī)查詢、協(xié)助系統(tǒng)，極大以便了顧客使用。簡樸編程環(huán)境提供了比較完備調(diào)試系統(tǒng)，程序不必通過編譯就可以直接運(yùn)營，并且可以及時地報告浮現(xiàn)錯誤及進(jìn)行出錯因素分析。本設(shè)計重要研究數(shù)字通信過程中調(diào)制解調(diào)過程。從原理上說受調(diào)載波可以是任意，只要已調(diào)信號適合心動傳播就可以了，但是事實上，大多數(shù)通信系統(tǒng)中，都選取正弦信號作為載波。這是由于正弦信號簡樸，便于產(chǎn)生和接受。1緒論1.1通信技術(shù)歷史和發(fā)展1.1.1通信概念通信就是克服距離上障礙，從一地向另一地傳遞和互換消息。消息是信息源所產(chǎn)生，是信息物理體現(xiàn)，例如，語音、文字、數(shù)據(jù)、圖形和圖像等都是消息（Message）。消息由模仿消息（如語音、圖像等）以及數(shù)字消息（如數(shù)據(jù)、文字等）之分。所有消息必要在轉(zhuǎn)換成電信號（普通簡稱為信號）后才干在通信系統(tǒng)中傳播。因此，信號（Signal）是傳播消息手段，信號是消息物資載體。相應(yīng)信號可以分為模仿信號和數(shù)字信號，模仿信號自變量可以是持續(xù)或離散，但幅度是持續(xù)，如電話機(jī)、電視攝像機(jī)輸出信號就是模仿信號。數(shù)字信號自變量可以是持續(xù)或離散，但幅度是離散，如計算機(jī)等各種數(shù)字終端設(shè)備輸出信號就是數(shù)字信號。數(shù)字通信系統(tǒng)較模仿通信系統(tǒng)而言，具備抗干擾能力強(qiáng)、便于加密、易于實現(xiàn)集成化、便于與計算機(jī)連接等長處。因而，數(shù)字通信更能適應(yīng)對通信技術(shù)高規(guī)定。1.1.2通信發(fā)展史簡介遠(yuǎn)古時代，遠(yuǎn)距離傳遞消息是以書信形式來完畢，這種通信方式明顯具備傳遞時間長缺陷。為了在盡量短時間內(nèi)傳遞盡量多消息，人們不斷地嘗試所能找到各種最新技術(shù)手段。1837年創(chuàng)造莫爾斯電磁式電報標(biāo)志著電通信開始。之后，運(yùn)用電進(jìn)行通信研究獲得了長足進(jìn)步。1866年運(yùn)用海底電纜實現(xiàn)了跨大西洋越洋電報通信。1876年貝耳創(chuàng)造了電話，運(yùn)用電信號實現(xiàn)了語音信號有線傳遞，使信息傳遞變得既迅速又精確，這標(biāo)志著模仿通信開始，由于它比電報更便于交流使用，因此直到20世紀(jì)前半葉這種采用模仿技術(shù)電話通信技術(shù)比電報得到了更為迅速和廣泛發(fā)展。1937年瑞威斯創(chuàng)造脈沖編碼調(diào)制標(biāo)志數(shù)字通信開始。20世紀(jì)60年代后來集成電路、電子計算機(jī)浮現(xiàn)，使得數(shù)字通信迅速發(fā)展。在70年代末在全球發(fā)展起來模仿移動電話在90年代中期被數(shù)字移動電話所代替，既有模仿電視也正在被數(shù)字電視所代替。1.2數(shù)字調(diào)制發(fā)呈現(xiàn)狀和趨勢進(jìn)入20世紀(jì)以來，隨著晶體管、集成電路浮現(xiàn)與普及、無線通信迅速發(fā)展。特別是在20世紀(jì)后半葉，隨著人造地球衛(wèi)星發(fā)射，大規(guī)模集成電路、電子計算機(jī)和光導(dǎo)纖維等當(dāng)代技術(shù)成果問世，通信技術(shù)在如下幾種不同方向都獲得了巨大成功。微波中繼通信使長距離、大容量通信成為了現(xiàn)實。移動通信和衛(wèi)星通信浮現(xiàn)，使人們隨時隨處可通信愿望可以實現(xiàn)。光導(dǎo)纖維浮現(xiàn)更是將通信容量提高到了此前無法想象地步。電子計算機(jī)浮現(xiàn)將通信技術(shù)推上了更高層次，借助當(dāng)代電信網(wǎng)和計算機(jī)融合，人們將世界變成了地球村。微電子技術(shù)發(fā)展，使通信終端體積越來越小，成本越來越低，范疇越來越廣。例如國內(nèi)移動電話顧客初次超過了固定電話顧客。依照國家信息產(chǎn)業(yè)部記錄數(shù)據(jù)，究竟移動電話顧客近4億。隨著當(dāng)代電子技術(shù)發(fā)展，通信技術(shù)正向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和寬帶化方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，人們對通信規(guī)定越來越高，各種技術(shù)會不斷地應(yīng)用于通信領(lǐng)域，各種新通信業(yè)務(wù)將不斷地被開發(fā)出來。到那時人們生活將越來越離不開通信。本文中提到調(diào)制方式大都是可以實用，已經(jīng)采用近年，并且至今依然被采用著。但是，這些調(diào)制辦法還不是很完善，有許多值得改進(jìn)之處。因而，在這些基本數(shù)字調(diào)制辦法基本上，近年來不斷研究出新或改進(jìn)調(diào)制辦法。事實上，在基本和先進(jìn)調(diào)制辦法之間并沒有明確界限。這些辦法都是不間斷地發(fā)展出來，日后者自然比原有者更先進(jìn)。此外，隨著技術(shù)進(jìn)步，特別是超大規(guī)模集成電路和數(shù)字信號解決技術(shù)發(fā)展，使得復(fù)雜電路設(shè)計得以用少量幾塊即成電路模塊實現(xiàn)，有些硬件電路功能還可以用軟件代替實現(xiàn)。因而使得某些較復(fù)雜調(diào)制技術(shù)可以容易地實現(xiàn)并投入使用。這方面條件使得新更復(fù)雜調(diào)制體制迅速地不斷涌現(xiàn)。當(dāng)前，改進(jìn)數(shù)字調(diào)制方式重要有偏置正交相移鍵控，/4正交差分相移鍵控，最小頻移鍵控，高斯最小頻移鍵控，正交頻分復(fù)用，網(wǎng)格編碼調(diào)制等，這里對最小頻移鍵控作一簡介。2QPSK調(diào)制解調(diào)基本原理設(shè)計2.12PSK數(shù)字調(diào)制原理2PSK信號用載波相位變化來表征被傳播信息狀態(tài)，普通規(guī)定0相位載波和π相位載波分別表達(dá)傳“1”和傳“0”。2PSK碼元序列波形與載頻和碼元持續(xù)時間之間關(guān)系關(guān)于。當(dāng)一種碼元中包具有整數(shù)個載波周期時，在相鄰碼元邊界處波形是不持續(xù)，或者說相位是不持續(xù)。當(dāng)一種碼元中包括載波周期數(shù)比整數(shù)個周期多半個周期時，則相位持續(xù)。當(dāng)載波初始相位差90度時，即余弦波改為正弦波時，成果類似。以上闡明，相鄰碼元相位與否持續(xù)與相鄰碼元初始相位與否相似不可混為一談。只有當(dāng)一種碼元中包具有整數(shù)個載波周期時，相鄰碼元邊界處相位跳變才是由調(diào)制引起相位變化[16]。2PSK信號產(chǎn)生辦法重要有兩種。第一種叫相乘法，是用二進(jìn)制基帶不歸零矩形脈沖信號與載波相乘，得到相位反相兩種碼元。第二種辦法叫選取法，是用此基帶信號控制一種開關(guān)電路，以選取輸入信號，開關(guān)電路輸入信號是相位相差同頻載波。這兩種辦法復(fù)雜限度差不多，并且都可以用數(shù)字信號解決器實現(xiàn)。碼變換相碼變換相乘S（t）載波eo（t）雙極性不歸零圖12PSK及2DPSK調(diào)制方框2.24PSK調(diào)制和解調(diào)四進(jìn)制絕對相移鍵控(4PSK)直接運(yùn)用載波四種不同相位來表達(dá)數(shù)字信息。如下參照相位參照相位000o11180o01270o1090o45o11135o0100225o10315o參照相位圖24PSK信號相位φn矢量圖由于每一種相位代表兩個比特信息，因而每個四進(jìn)制碼元可以用兩個二進(jìn)制碼元組合來表達(dá)。兩個二進(jìn)制碼元中前一比特用a來表達(dá)，后一比特用b表達(dá)，則雙比特ab與載波相位關(guān)系入下圖：雙比特碼元載波相位（φn）abA方式B方式011000110o90o180o270o225o315o45o135o表1雙比特ab與載波相位關(guān)系四進(jìn)制信號可等效為兩個正交載波進(jìn)行雙邊帶調(diào)制所得信號之和。這樣，就把數(shù)字調(diào)相和線性調(diào)制聯(lián)系起來，為四相波形產(chǎn)生提供根據(jù)。4PSK信號調(diào)制和解調(diào)（1）4PSK調(diào)制原理：4PSK調(diào)制辦法有正交調(diào)制方式（雙路二相調(diào)制合成法或直接調(diào)相法）、相位選取法、插入脈沖法等。這里咱們采用正交調(diào)制方式。4PSK正交調(diào)制原理如圖：串串/并變換單/雙極性換單/雙極性換×移相π/2載波震蕩+acosωctsinωct-+輸入4PSK輸出圖34PSK正交調(diào)制原理方框圖b×它可以當(dāng)作是由兩個載波正交2PSK調(diào)制器構(gòu)成。圖中串/并變換器將輸入二進(jìn)制序列分為速度減半兩個并行雙極性序列a和b（a,b碼元在事件上是對齊），再分別進(jìn)行極性變換，把極性碼變?yōu)殡p極性碼（0→-1，1→+1）然后分別調(diào)制到cosωct和sinωct兩個載波上，兩路相乘器輸出信號是互相正交抑制載波雙邊帶調(diào)制（DSB）信號，其相位與各路碼元極性關(guān)于，分別由a和b碼元決定。經(jīng)相加電路后輸出兩路合成波形，即是4PSK信號。圖中兩個乘法器，其中一種用于產(chǎn)生0o與180o兩種相位狀態(tài)，另一種用于產(chǎn)生90o與270o兩種相位狀態(tài)，相加后就可以得到45o，135o，225o，和315o四種相位（2）4PSK解調(diào)原理4PSK信號是兩個載波正交2PSK信號合成。因此，可以仿照2PSK相干檢測法，用兩個正交相干載波分別檢測兩個分量a和b，然后還原成二進(jìn)制雙比特串行數(shù)字信號。此法稱作極性比較法（相干解調(diào)加碼反變換器方式或相干正交解調(diào)發(fā)）帶通濾波器帶通濾波器××低通濾波器低通濾波器抽樣判決抽樣判決位定期并/串變換正交載波源4PSK輸入yi(t)yB(t)cosωctsinωctyA(t)zB(t)xA(t)zA(t)xB(t)ab圖44PSK信號解調(diào)器原理方圖在不考慮噪聲及傳播畸變時，接受機(jī)輸入4PSK信號碼元可表達(dá)為yi(t)=Acos(ωct+φn)輸入相位φncosφn極性sinφn極性判決器輸出ab45o135o225o315o+--+++--10011100表2抽樣判決器判決準(zhǔn)則判決器是按極性來判決。即正抽樣值判為1，負(fù)抽樣值判為0.兩路抽樣判決器輸出a、b，經(jīng)并/串變換器就可將并行數(shù)據(jù)恢復(fù)成串行數(shù)據(jù)。3QPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真3.1 MATLAB軟件簡介MATLAB軟件是美國Mathworks公司產(chǎn)品，MATLAB是英文MATrixLABoratory(矩陣實驗室)縮寫。MATLAB軟件系列產(chǎn)品是一套高效強(qiáng)大工程技術(shù)數(shù)值運(yùn)算和系統(tǒng)仿真軟件，廣泛應(yīng)用于當(dāng)今航空航天、汽車制造、半導(dǎo)體制造、電子通信、醫(yī)學(xué)研究、財經(jīng)研究和高等教誨等領(lǐng)域，被譽(yù)為“巨人肩膀上工具”。研發(fā)人員借助MATLAB軟件能迅速測試設(shè)想構(gòu)想，綜合評測系統(tǒng)性能，迅速設(shè)計更好方案來保證更高技術(shù)規(guī)定。同步MATLAB也是國家教委重點(diǎn)倡導(dǎo)一種計算工具。MATLAB重要由C語言編寫而成，采用LAPACK為底層支持軟件包。MATLAB編程非常簡樸，它有著比其她任何計算機(jī)高檔語言更高編程效率、更好代碼可讀性和移植性，以致被譽(yù)為“第四代”計算機(jī)語言，MATLAB是所有MathWorks公司產(chǎn)品數(shù)值分析和圖形基本環(huán)境。此外MATLAB還擁有強(qiáng)大2D和3D甚至動態(tài)圖形繪制功能，這樣顧客可以更直觀、更迅速進(jìn)行各種算法比較，從中找出最佳方案。從通信系統(tǒng)分析與設(shè)計、濾波器設(shè)計、信號解決、小波分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到控制系統(tǒng)、模糊控制等方面來看，MATLAB提供了大量面向?qū)I(yè)領(lǐng)域工具箱。通過工具箱，以往需要復(fù)雜編程算法開發(fā)任務(wù)往往只需一種函數(shù)就能實現(xiàn)，并且工具箱是開放可擴(kuò)展集，顧客可以查看或修改其中算法，甚至開發(fā)自己算法。當(dāng)前，MATLAB已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工程設(shè)計各個領(lǐng)域，如電子、通信等領(lǐng)域；它已成為國際上最流行計算機(jī)仿真軟件設(shè)計工具。當(dāng)前MATLAB不再僅僅是一種矩陣實驗室，而是一種實用、功能強(qiáng)大、不斷更新高檔計算機(jī)編程語言。當(dāng)前從電子通信、自動控制圖形分析解決到航天工業(yè)、汽車工業(yè)，甚至是財務(wù)工程。MATLAB都憑借其強(qiáng)大功能獲得了極大用武之地。廣大學(xué)生可以使用MATLAB來協(xié)助進(jìn)行信號解決、通信原理、線性系統(tǒng)、自動控制等課程學(xué)習(xí)；科研工作者可以使用MATLAB進(jìn)行理論研究和算法開發(fā)；工程師可以使用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)級設(shè)計與仿真。3.22PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真系統(tǒng)方框圖圖5運(yùn)營成果如下：圖63.34PSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真系統(tǒng)框圖圖7運(yùn)營成果如下：3.4運(yùn)用MATLAB研究4PSK信號系統(tǒng)方框圖：圖8運(yùn)營成果如下：圖9實際傳播系統(tǒng)不也許完全滿足無碼間串?dāng)_傳播條件，評價傳播系統(tǒng)一種定性并且簡樸辦法就是觀測信號通過加有噪聲信道后眼圖上右圖是信號沒有通過任何系統(tǒng)眼圖，下面是信號通過信噪比為26dB高斯白噪聲后眼圖。最下面是信號通過信噪比為16dB后眼圖。通過對比可以懂得信噪比越大，信號眼圖越清晰，信噪比越小，眼圖越模糊，沒有噪聲話，眼圖最清晰，近似線狀。眼圖不但反映信噪比對信號影響，并且反映信號之間串?dāng)_大小。眼圖中變化參數(shù)設(shè)立，可以發(fā)現(xiàn)最佳判決時刻變化。圖10圖11圖12總結(jié)在通信和信息傳播系統(tǒng)、工業(yè)自動化或電子工程技術(shù)中，調(diào)制和解調(diào)應(yīng)用最為廣泛。本設(shè)計研究了2PSK和4PSK調(diào)制和解調(diào)原理，以及運(yùn)用MATLAB對其調(diào)制和解調(diào)進(jìn)行了編程和編譯仿真，得到結(jié)論和理論上是一致。簡樸并且快捷。同步運(yùn)用MATLAB中SIMYULINK對2PSK和4PSK通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真研究了其傳播特性，及傳播中噪聲對系統(tǒng)影響。而調(diào)制和解調(diào)基本原理是運(yùn)用信號與系統(tǒng)頻域分析和傅里葉變換基本性質(zhì)，將信號頻譜進(jìn)行搬移，使之滿足一定需要，從而完畢信號傳播或解決。調(diào)制與解調(diào)又分模仿和數(shù)字兩種，在當(dāng)代通信中，調(diào)制器載波信號幾乎都是正弦信號，數(shù)字基帶信號通過調(diào)制器變化正弦載波信號幅度、頻率或相位，產(chǎn)生幅度鍵控（ASK）、相位鍵控（PSK）、頻率鍵控（FSK）信號，或同步變化正弦載波信號幾種參數(shù)，產(chǎn)生復(fù)合調(diào)制信號。本課程設(shè)計重要簡介基于Matlab對2PSK和4PSK進(jìn)制調(diào)制仿真實現(xiàn).本研究具備可對比性，對比2PSK和4PSK通信原理和星座圖可發(fā)現(xiàn)其中不同點(diǎn)，但是頻譜圖近似相似。通信中信道信噪比設(shè)立越大信噪傳播越抱負(fù)，與理論上是相符合。2PSK和4PSK傳播系統(tǒng)也具備對比性，本研究在文中列出了仿真過程中每個元件仿真參數(shù)設(shè)立。比較其中不同點(diǎn)咱們發(fā)現(xiàn)其中參數(shù)基本相似。也闡明了她們傳播原理基本相似，都運(yùn)用了相位不同表達(dá)了不同碼元傳播。參照文獻(xiàn)[1]《電子技術(shù)實驗教程[M]》王紫婷西南交大出版社[2]《通信原理》王福昌熊兆飛黃本雄清華大學(xué)出版社[3]《MATLAB仿真技術(shù)與應(yīng)用教程》鐘麟王峰國防工業(yè)出版社[4]《MATLAB通信仿真與技術(shù)應(yīng)用》劉敏魏玲國防工業(yè)出版社[5]《Simulink通信仿真開發(fā)手冊》孫屹吳磊國防工業(yè)出版社[6]《數(shù)字通信原理與技術(shù)》（第二版）王興亮西安電子科技大學(xué)出版社[8]《徐炳祥等通信原理(第5版)》樊昌信北京國防工業(yè)出版社[9]《精通MATLAB6.5版》張志涌等北京航空航天大學(xué)出版社[10]《MATLAB通信仿真及應(yīng)用實例祥》鄧華等解人民郵電出版社道謝通過本次計算機(jī)通信課程設(shè)計，讓我在除了課本知識之外知識有了更好理解，對QPSK調(diào)制解調(diào)工作原理有了更好理解，在設(shè)計之前，收集了諸多材料，但當(dāng)真正進(jìn)一步設(shè)計時，卻也遇到了諸多問題，讓我體會到了設(shè)計規(guī)定在于系統(tǒng)性，可行性，精確性，諸多問題浮現(xiàn)給咱們設(shè)計帶來了難度，也同步是更大一次挑戰(zhàn)，最后，在教師以及同窗協(xié)助下，克服了種種困難，順利完畢了本次計算機(jī)通信課程設(shè)計，在此，一方面要感謝學(xué)校安排本次課程設(shè)計，讓我有機(jī)會對本次課程設(shè)計可以進(jìn)一步理解和設(shè)計，再次感謝教師細(xì)心指引和改正，尚有同組同窗互相團(tuán)結(jié)和協(xié)助，使我完畢了本次計算機(jī)通信課程設(shè)計，使我在求學(xué)道路上有了更多方面知識獲得。設(shè)計過程中查閱了大量關(guān)于QPSK調(diào)制解調(diào)設(shè)計書籍，鞏固了此前所學(xué)過知識，并且學(xué)到了諸多在課本上所沒有學(xué)到過知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合必要性，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有把所學(xué)理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才干真正為社會服務(wù)，從而提高自己實際動手能力和獨(dú)立思考能力。再次感謝學(xué)校，感謝張教師，感謝同窗。附錄MATLAB程序%QPSKsimulationwithGraycodingandsimpleRayleigh(noLOS)multipathandAWGNadded%Runfromeditordebug(F5)%JC-7/1/08%Thepurposeofthism-fileistoshowabasebandsimulatedversionofQPSKwith%Graycoding(RayleighmultipathandAWGNadded)whichmaygivevalidresults%(stilltryingtofigureoutifthisprogramiscorrect-multipathsosubjective)%whencomparedtotheoritical/simulatedAWGNMPSKanalysisSERandBER.%Thesimulationassumesasinglechannel(nodiversityorFECcodesotherthanGray)%perfectsystemwithperfectsyncandnointersymbolinterference.Theprogramcontains%noRootRaisedCosineorRaisedCosinefiltersastheywouldjustadddelay.Ihope%itwillbeusefultootherstoplaywithandgiveabasicunderstandingoftheproblems%encounteredinthechannelwithvarioustypesofmultipath.%Ihaveprovidedcomments，notesandreferencesforreview.Youcanalso%downloadthefilesim_qpskgray.munderJCfileforBERandSERsimulation%onlyinAWGNchannel.Whatthisallprovesisthatyouneedatleast17dB%offademarginat10-3BERwithRayleighmultipathwhencomparingonlywithAWGN%atSNRof7to8dB.Ofcourseyoucanlowerthiswithantennadiversity，F(xiàn)ECcodes,etc%orpossiblywithDSSSwithpsuedorandomcodesIfyouhavethecommunicationstoolbox%youcanmakecomparisonswithwhatitgivesinit'splots(seereferences)%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%TRANSMITTER%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%clear%randn('state',0);%keepsbitsthesameonrerunsnr_data_bits=10000;%0'sand1's，keepevennumber-Takes~1minuteforarunof1million%64000allowsbitsandcomplexvaluestobeshowninarrayeditornr_symbols=nr_data_bits/2;b_data=(randn(1，nr_data_bits)>.5);%random0'sand1'sb=(b_data);%MapthebitstobetransmittedintoQPSKsymbolsusingGraycoding.The%resultingQPSKsymboliscomplex-valued，whereoneofthetwobitsineach%QPSKsymbolaffectstherealpart(Ichannel)ofthesymbolandtheother%bittheimaginarypart(Qchannel).Eachpartissubsequently%modulatedtoformthecomplex-valuedQPSKsymbol.%%TheGraymappingresultingfromthetwobranchesareshownwhere%onesymbolerrorcorrespondstoonebiterrorgoingcounterclockwise.%imaginarypart(Qchannel)%^%|%10x|x00(oddbit，evenbit)%|%+>realpart(Ichannel)%|%11x|x01%|%Input:%b=bits{0，1}tobemappedintoQPSKsymbols%%Output:%d=complex-valuedQPSKsymbols0.70711+0.70711i，etcd=zeros(1,length(b)/2);%definitionoftheQPSKsymbolsusingGraycoding.forn=1:length(b)/2p=b(2*n);imp=b(2*n-1);if(imp==0)&&(p==0)d(n)=exp(j*pi/4);%45degreesendif(imp==1)&&(p==0)d(n)=exp(j*3*pi/4);%135degreesendif(imp==1)&&(p==1)d(n)=exp(j*5*pi/4);%225degreesendif(imp==0)&&(p==1)d(n)=exp(j*7*pi/4);%315degreesendendqpsk=d;SNR=0:30;%changeSNRvaluesBER1=[];SNR1=[];SER=[];SER1=[];sigma1=[];%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Rayleighmultipath/AWGN(AdditiveWhiteGaussianNoise)%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%forSNR=0:length(SNR);%loopoverSNR-changeSNRvalues(0,5,10etcdB)sigma=sqrt(10.0^(-SNR/10.0));sigma=sigma/2;%Requiredadivisionby2togetclosetoexactsolutions(Notes)-WHY?%Isdividingbytwo(2)legitimate?%sigma1=[sigma1sigma];%addRayleighmultipath(noLOS)tosignal(qpsk)x=randn(1,nr_symbols)；y=randn(1,nr_symbols);ray=sqrt(0.5*(x.^2+y.^2));%variance=0.5-TrackstheoriticalPDFcloselympqpsk=qpsk.*ray;%addnoisetoQPSKGraycodedsignalswithmultipathmpsnqpsk=(real(mpqpsk)+sigma.*randn(size(mpqpsk)))+i.*(imag(mpqpsk)+sigma.*randn(size(mpqpsk)));%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Receiver%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%r=mpsnqpsk;%receivedsignalplusnoiseandmultipath%Detector-WhenGraycodingisconfiguredasshown，thedetectionprocess%becomesfairlysimpleasshown.AsystemwithoutGraycodingrequiresamuch%morecomplexalgorithimdetectionmethodbhat=[real(r)<0;imag(r)<0];%detectorbhat=bhat(:)';bhat1=bhat;%0'sand1'sne=sum(b~=bhat1);%numberoferrorsBER=ne/nr_data_bits;SER=ne/nr_symbols;%considerthistobePs=log2(4)*Pb=2*PbSER1=[SER1SER];BER1=[BER1BER];SNR1=[SNR1SNR];end%Notes：TheoriticalQPSKEXACTSOLUTIONforseveralSNR=Eb/NopointsonBER/SERplot%AssumingGraycodingandAWGN%Pb=Q(sqrt(2SNRbit))%Ps=2Q(sqrt(2SNRbit))[1-.5Q(sqrt(2SNRbit))]%SNR=7dB%SNRbit=10^(7/10)=5.0118getratio%Pb=Q(sqrt(2*SNRbit))=Q(sqrt(10.0237))=7.7116e-4(biterrorrate)%whereQ=.5*erfc(sqrt(10.0237)/1.414)%Ps=2*Q-Q^2=2*(7.7116e-4)-(7.7116e-4)^2=1.5e-3(symbolerrorrate)%SNR=9dB%SNRbit=10^(9/10)=7.943getratio%Pb=Q(sqrt(2*SNRbit))=Q(sqrt(15.866))=3.37e-5(biterrorrate