數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率仿真分析

1、3 G移動通信實際檢驗報告實驗名稱：數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率仿真分析學生姓名：學生編號：學生班：主修科目：實驗日期：1.實驗目的1.掌握幾種典型的數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率分析方法。2.掌握誤碼率對數(shù)字通信系統(tǒng)的影響及其改進方法。2.實驗原理1、數(shù)字通信系統(tǒng)的主要性能指標通信的任務是傳遞信息，因此信息傳遞的有效性和可靠性是通信系統(tǒng)最重要的質(zhì)量指標。有效性指的是在給定信道中可以傳輸?shù)男畔⒘?，而可靠性指的是接收信息的準確性。為了提高效率，有必要提高傳輸速率，但可靠性會降低。因此，效度和信度是矛盾的，可以互換的。降低有效性可以提高可靠性，降低可靠性也可以提高有效性。數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性通常用信息傳輸速率來衡量。當

2、信道不變時，傳輸速率越高，效果越好。傳輸速率有三種定義：符號速率():單位時間內(nèi)傳輸?shù)姆枖?shù)，單位為波特，因此也稱為波特率；信息速率():單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?比特數(shù))，單位是比特/秒(b/s)，因此也稱為比特率。消息速率():單位時間內(nèi)傳輸?shù)南?shù)。對于多進制通信系統(tǒng)，符號速率和信息速率之間的關系是：特別地，在二進制數(shù)字通信系統(tǒng)中，當信源的各種可能消息的出現(xiàn)概率相等時，符號速率和信息速率相等。在實際應用中，默認情況下兩個速率通常相等，因此二進制符號通常簡稱為位。數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性是通過誤碼率來衡量的。它還有三種不同的定義：差錯率():指錯誤接收的符號數(shù)占發(fā)送符號總數(shù)的比例，即誤碼率():

3、指錯誤接收的比特數(shù)在發(fā)送的比特總數(shù)中所占的比例，即誤詞率():指錯誤接收的單詞數(shù)在傳輸單詞總數(shù)中所占的比例。如果一個字由k個比特組成，每個比特由一個符號傳輸，則字差錯率等于對于二進制系統(tǒng)，誤碼率和誤碼率明顯相等。多進制信號的每個符號包含比特，并且特定的錯誤代碼符號可以具有不同的錯誤模式。其中，有些錯誤模式正好是1位錯誤。假設這些擦除模式以相等的概率出現(xiàn)，當一個符號中出現(xiàn)錯誤時，具有特殊錯誤的N比特比例的數(shù)學期望等于因此，當m相對較大時，誤碼率等于在實際應用中，它是計算誤碼率的一個非常重要的參數(shù)。是單位比特的平均信號能量，是噪聲的單邊功率譜密度。然而，人們可以直接測量實際系統(tǒng)中的平均信號功率S和

4、噪聲功率N，然后計算信噪比。如果二進制通信系統(tǒng)的信息傳輸速率是，而接收機帶寬是，信噪比可以表示為這里，它是每單位頻帶的比特率，表示特定調(diào)制方案下的頻帶利用率，也稱為頻帶效率。在二進制數(shù)字調(diào)制中，接收機可以采用相干解調(diào)或非相干解調(diào)，它們具有不同的抗噪聲能力和誤碼性能。從相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩方面分析了數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率。2.相干解調(diào)中的誤碼率相干解調(diào)需要在接收端產(chǎn)生一個相干參考載波信號，其一般模型如下：圖10-1相干解調(diào)的一般模型讓接收到的信號乘以具有相同頻率和相位的相干載波經(jīng)過低通濾波后，得到在實際應用中，相干解調(diào)常常與最佳接收相混淆。確切地說，只有當相干解調(diào)中的濾波器嚴格按照匹配濾波器的要

5、求設計時，才是真正的最佳接收。根據(jù)通信原理的知識，二進制調(diào)制的最小誤碼率下面分析相干解調(diào)中幾種典型的二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率：對于2ASK信號，因為。而且，確實有因此，對于2PSK信號，可以發(fā)現(xiàn)，對于2FSK信號，存在，其相關系數(shù)為它們彼此正交。當它非常大時，它也接近0。對于的2FSK信號，其誤碼率為3.非相干解調(diào)中的誤碼率非相干解調(diào)的最大優(yōu)點是不需要在接收端生成相干參考載波。因此，它的設備相對簡單和便宜，但與相干解調(diào)相比，它的性能有點差。對于2FSK信號，有(2)2ASK與2FSK相同，即(3)對于2DPSK信號，有下圖顯示了不同二進制數(shù)字通信系統(tǒng)的相干解調(diào)和非相干解調(diào)之間的誤碼率比較。圖

6、10-2二進制調(diào)制的誤碼率曲線從上圖可以看出，使用相干解調(diào)時的誤碼率低于使用非相干解調(diào)時的誤碼率，這也表明使用相干解調(diào)時的抗噪聲能力更強。4.多元數(shù)字調(diào)制的誤碼率在多進制數(shù)字調(diào)制中，在每個符號間隔中可以發(fā)送M種符號。在實際應用中，n通常被視為大于1的正整數(shù)。當攜帶信息的參數(shù)分別是載波的幅度、頻率或相位時，多進制幅度鍵控(MASK)、多進制頻移鍵控(MFSK)和多進制相移鍵控(MPSK)是對應的。這些參數(shù)中的兩個也可以組合用于調(diào)制，例如多進制正交幅度鍵控(QAM)。多頻帶數(shù)字調(diào)制的調(diào)制和解調(diào)方法類似于二進制調(diào)制，主要區(qū)別在于基帶形成階段。相干解調(diào)主要用于解調(diào)。以下是相干解調(diào)中多級數(shù)字調(diào)制的一些典

7、型誤碼率公式：多進制幅度鍵控(MASK)多進制頻移鍵控(MFSK)多進制相移鍵控(MPSK)(4)多進制正交調(diào)幅這里3.實驗內(nèi)容1.編寫MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)瑞克接收機。2.修改信噪比，觀察三種合并算法的誤碼率。4.實驗代碼全部清除；dn=100d=randint(1，dn)；d4_qpsk=d(1，2:2:dn) 2*d(1，1:2: dn-1)；i=1:dn/2如果d4_qpsk(1，I)=0I(1，I)=1；Q(1，I)=1；其他如果d4_qpsk(1，I)=1I(1，I)=-1；Q(1，I)=1；其他如果d4_qpsk(1，I)=2I(1，I)=1；Q(1，I)=-1；其他如果d4_qp

8、sk(1，I)=3I(1，I)=-1；Q(1，I)=-1；目標目標目標目標目標din _ 2psk=2 * d-1；en _ min=-10；en _ max=0；en _ d=0.5cn=1000s _ n=1；對于en=en_min:en_d:en_maxern _ 2psk=0；ern _ 2 ask=0；ern _ qpsk=0；SNR=en 10 * log(2)/log(10)；對于y=1:cndout_2psk=awgn(din_2psk，SNR)；dout_2ask=awgn(d，SNR)；Iout=awgn(輸入，信噪比)；Qout=awgn(Q，信噪比)；dout _ 2p

9、sk=符號(dout _ 2psk)；i=1:dn如果dout_2ask(1，i)0.5 dout_2ask(1，I)=1；否則dout_2ask(1，I)=0；目標if dout_2ask(1，i)=d(1，I)ern _ 2 ask=ern _ 2 ask 1；目標目標dout _ 2psk=(dout _ 2psk 1)* 0.5；i=1:dnif dout_2psk(1，i)=d(1，I)ern _ 2psk=ern _ 2psk 1；目標目標i=1:dn/2if Iout(1，i)0if Qout(1，i)0dout_qpsk(1，2 * I)=0；dout_qpsk(1，2 * I

10、-1)=0；其他dout_qpsk(1，2 * I)=0；dout_qpsk(1，2 * I-1)=1；目標其他if Qout(1，i)0dout_qpsk(1，2 * I)=1；dout_qpsk(1，2 * I-1)=0；其他dout_qpsk(1，2 * I)=1；dout_qpsk(1，2 * I-1)=1；目標目標if dout_qpsk(1，2*i)=d(1，2 * I)ern _ qpsk=ern _ qpsk 1；目標if dout_qpsk(1，2*i-1)=d(1，2 * I-1)ern _ qpsk=ern _ qpsk 1；目標目標目標error_rate_2psk(1

11、，s _ n)=ern _ 2psk/dn/cn；error_rate_2ask(1，s _ n)=ern _ 2 ask/dn/cn；error_rate_qpsk(1，s _ n)=ern _ qpsk/dn/cn；pbpsk(1,s_n)=qfunc(sqrt(10(snr/10)；p2ask(1,s_n)=qfunc(sqrt(0.25*10(snr/10)；Pqpsk(1，s _ n)=0.5 * 2 * qfunc(sqrt(2*2*10(en)/10)*(sin(pi/4)2)；s _ n=s _ n 1；目標x=en_min:en_d:en_max .子情節(jié)(1，2，1)；符號(x，error_rate_2psk，o-，x，Pbpsk，*-，x，error_rate_2ask，o-，x，P2ask，*-)；圖例(bpsk仿真值，bp