QPSK通信系统MC仿真

1、 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21. 未加信道纠错码的QPSK调制通信系统框图：22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31）最大投影点准则进行判决62）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13六实验心得13一实验目的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QPS

2、K调制通信系统框图：高斯均匀随机数发生器均匀随机数发生器nc 检测器 QPSK 映射 rc2比特符号 比较 rs高斯均匀随机数发生器 符号差错计数器 比特差错计数器1）. 生成二进制信源序列d（i）（i=0，1）。首先产生01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

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。注：最大投影点准则：向量r在向量s上的投影为：.2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。（7,4）汉明码是一种分组码，4个信息位，3个监督位，最小码距为3，有检测2个错码和纠正一位错码的功能

4、。 三实验内容（一） 未加信道纠错编码的QPSK调制通信系统子函数模块：1）最大投影点准则进行判决a,计算噪声方差2分别为0、0.1、0.5、1.0时的误码率和误信率；b,画出在每种2时，在检测器输入端1000个接受到的信号加噪声的样本（星座图）；部分代码N=1000(图1.1-图1.4，N值不变) 2=0时，误码率误信率均为0 2=0.1时，误码率误信率均为0图1.1 图1.22=0.5时，误码率11.20%,误信率为5.80%，星座图很混乱，误判率很高。图1.32=1.0时，误码率24.80%,误信率为13.10%，星座图特别混乱，乱成一团，误判率特别高。图1.4c. 画出N不同时的Mon

5、te Carlo仿真误码率和误信率曲线。部分代码：下图1.5-图1.8中 红色：理论误比特率曲线，*：未加信道编码的误比特率曲线N=1000 图 1.5N=5000图1.6N=10000 图1.7N=100000 图1.82）.将上检测器的判决准则改为最小欧氏距离准则进行判决，比较与上面结果的差别。2=0时，误码率误信率均为0.00% 2=0.1时，误码率为0.30%，误信率为0.15%图2.1 图2.22=0.5时，误码率11.60%,误信率为6.00%，星座图很混乱，误判率很高。图2.32=1.0时，误码率25.10%,误信率为13.15%，星座图特别混乱，乱成一团，误判率很高。 图2.4

6、2）将判决准则改为最小距离法画出Monte Carlo仿真误比特率曲线和理论误比特率曲线在N不同时分别与上图1.5，图1.6，图1.7，图1.8近似相同。（二）信道纠错编码（7,4）汉明码+QPSK调制的通信系统。下图3.1和图3.2中 蓝色：未进行信道编码的仿真误比特率曲线，绿色：用（7,4）汉明码进行信道编码的仿真误比特率曲线。N=10000，2=0.5 图3.1N=100000，2=0.5 图3.2四实验结果分析及结论1. 在输入数据相同时，噪声方差2越大，误码率和误信率越大，误码率大约是误比特率的两倍。说明传输信道对通信系统的通信质量有很大影响. 而检测器的判别准则分别采用最小距离判决

7、法和最大投影准则法判决的结果略有差异，考虑到每次实验的误差，差异基本可以忽略，认为采用最小距离准则和最大投影准则的判决结果相同。2. 由各点时的Monte Carlo仿真误比特率曲线可以看出，仿真误比特率（未进行信道编码）略大于理论误比特率，且仿真点数越多,各点连接起来的曲线越贴近理论曲线，即各信噪比下的误比特率越接近于理论值。当信噪比较大时，误比特率可为0，当信噪比较小时，误比特率逐渐接近0.5。3. 由图3.1和图3.2可看出：编码后的误比特率曲线在未编码的误比特率之下。在同一信噪比时，经过信道纠错编码的QPSK调制系统误信率小于未加信道编码的系统；对于其中某一曲线，增大信噪比，误码率大大

8、降低。使用信道纠错编码，在大信噪比时，可以提高传输系统的可靠性。所以对传输性能要求比较高的系统，或者信道传输特性不理想的系统，可以采用信道纠错编码提高传输的可靠性。4. 对于进行信道编码的QPSK调制系统系统，当信噪比7db时，此系统的误码率和误比特率得到改善，小于db时，误比特率和未进行信道编码的系统差别不大，这是因为信噪比较小时，误比特率较高，在一个码组中有两个或两个以上错误比特的概率增大，这时监督码不能够起到检错纠错的作用。五实验问题及解决1给定均值和方差的正交高斯噪声的编写问题，做实验内容1时其他子函数编写有清晰的思路，但是噪声函数的生成有很大困难，后来百度搜索找到解决方法，老师讲解后，理解了如何生成正交高斯噪声。2对Monte Carlo仿真不了解，查询资料后大致知道就是画出曲线图，预想随着SNR的增大，画出的仿真误码率曲线和理论误码率曲线越来越接近，但是图中好像差别变大了，看了一会才明白y轴取对数了。六实验心得1这是本学期通信原理实验的第二次软件实验，最开始做实验的时候觉得MATLAB的使用很复杂，并且需要编写那么多的子函数，感觉无从下手。而在本次做实验的过程中，明显感觉比做第一次实验更得心应手，使用matlab更熟练，参考实验指