基于某MATLAB中的BPSK误码性能研究.doc

word基于MATLAB中的BPSK误码性能研究摘要： BPSK〔Binary Phase Shift Keying 〕即双相频移键控，是把模拟信号转换成数据值的转换方式之一利用偏离相位的复数波浪组合来表现信息键控移相方式的一种本实验将简要介绍BPSK调制方式的特点，调制解调方法，以与在Matlab中在AWGN信道中的误码性能在载波相位调制中，通信信道传输的信息寄寓在载波相位中，于二进制相位调制而言，两个载波的相位即θ =0和θ =π ，用以代表二进制“1〞和“0〞，而载波振幅和频率保持不变基于MATLAB的Monte Carlo仿真可用于分析BPSK调制在AWGN信道中的误码性能[关键词] BPSK; MATLAB; 载波；误码率1 引言 BPSK〔 Binary Phase Shift Keying〕，BPSK使用了基准的正弦波和相位反转的波浪，使一方为0，另一方为1，从而可以同时传送承受2值(1比特)的信息由于最单纯的键控移相方式虽抗噪音较强但传送效率差，所以常常使用利用4个相位的QPSK和利用8个相位的8PSK 与模拟通信系统相比，数字调制和解调同样是通过某种方式，将基带信号的频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上去。

不同的是，数字调制的基带信号不是模拟信号而是数字信号 在大多数情况下，数字调制是利用数字信号的离散值去键控载波对载波的幅度、频率或相位进展键控，便可获得ASK、FSK、PSK等这三种数字调制方式在抗干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面，以相干PSK的性能最好，目前已在中、高速传输数据时得到广泛应用2 BPSK调制原理二进制相移键控〔BPSK〕是利用载波的相位的变换来传递信息，而振幅和频率保持不变，BPSK的时域表达式为：0〔发送“0〞时〕或1〔发送“1〞时〕改写之后为或另外BPSK信号一般用双极性〔bipolarity〕全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波相乘表征PSK各信号具有一样的能量，即表示每个传输符号能量，定义为一个矩形脉冲 ，0≤t≤T于是在符号区间0≤t≤T传输的信号波形可表示为〔其中A=〕如此 如果将其看成两相角之和，即可表示为其中是两个正交基函数，定义为并把改两个基函数能量归一化到1BSK星座图如下： BPSK星座图3 BPSK相位解调与检测AWGN信道中，承受信号可表示为：=其中和是加性噪声的两个正交分量 将承受信号与和做互相关，两个相关器的输出即可产生受噪声污染的信号分量，可表示为=，m=0,1,2,3其中 且两正交噪声分量是零均值互不相关的高斯随机过程，于是和的方差是： 最优检测器将承受信号向量r投射到所有可能的传输信号向量之一上，并选对应于最大投影的向量，据此相关准如此即为 m=0,1,2,3由于全部信号都具有相等的能量，因此数字相位调制的一种等效检测器标准就是计算接收信号向量的相位：并从信号集中选取其相位最接近的信号。

在AWGN信道中，二相相位调制与二进制PAM一样，过失概率为：，其中为每比特能量代码：% BPSK在AWGN平坦衰落信道的无码性能仿真*************************************%*************************** *************************************clf;clc;SNRindB1=0:2:15; % 给定要进展仿真的信噪比(dB)SNRindB2=0:0.1:15; % 给定要进展理论计算的信噪比(dB)%************对SNRindB1进展Monte Carlo仿真********************************for i=1:length(SNRindB1) pb=BPSK2(SNRindB1(i)); % 调用BPSK2函数对给定信噪比进展仿真 smld_bit_err_prb(i)=pb; % 通过调用函数仿真获得比特误码率end;%**************************************************************************%*************对SNRindB2进展理论分析***************************************for i=1:length(SNRindB2) SNR=exp(SNRindB2(i)*log(10)/10); % dB单位信噪比化成一般式信噪比 theo_err_prb(i)=Qfunct(sqrt(2*SNR)); % 调用Q函数计算理论值end;%**************************************************************************% *************绘制相关曲线************************************************colordef whiteh1=semilogy(SNRindB1,smld_bit_err_prb,'g*'); %绘制比特误码率曲线holdh2=semilogy(SNRindB2,theo_err_prb,'g'); %绘制理论比特误码率曲线legend('BPSK仿真误码率','BPSK理论误码率');xlabel('E/N(dB)')ylabel('Pe')title('BPSK在AWGN信道中的误码性能 ')4 在AWGN信道中BPSK的误码性能 基于前面的仿真原理，利用MATALB的MC仿真进展理论的实际验证。

并将理论值与仿真值进展比照，分析数学理想模型建立的合理性，首先由MATLAB程序产生信号源，再模拟AWGN平坦衰落信道中叠加加性高斯白噪声，在接收端对接收信号进展检测与估值，并对信号进展判决恢复原始信号得到仿真比特误码率和理论比特误码率如下：分析：从上图可以看出，仿真比特误码率和理论比特误码率非常接近，不管是在信噪比拟低的情况下，还是信噪比拟高的情况下，两者都符合得很好，但可以看出，随着信噪比逐渐加大，两者渐渐有了“分歧〞，慢慢显示出差距来，这说明在大信噪比的情况下，理论值还是会偏离实际值的，但是误码率越来越小，越来越向好的方向开展下面如此给出了三种调制方式的误码性能比拟 分析：将QPSK，BPSK，16QAM，FSK四种调制方式，包括理论值与实际值，放在同一个图下，对他们进展比照，可以很清晰地发现，QPSK在信噪比拟小时，仿真值和理论值就有了偏离，且两者数值都比拟大，当信噪比越来越大时，仿真值成直线几乎没变化，而实际值的Pe值逐渐变小，这种调制方式不是很可取；16QAM的性能跟QPSK相比，在低信噪比时，Pe值较大〔还要大于QPSK的〕，随着信噪比逐渐增大，16QAM的Pe值逐渐减小，且理论值与实际值比拟契合，在大信噪比情况下，误码性能略逊与QPSK的；FSK的理论值和实际值在各种信噪比下都比拟契合，两者几乎没有大的差距，非常理想，无论是在低，高信噪比下，性能都要比QPSK的优越一些；BPSK性能最优！理论值与实际值契合得比拟理想，而在低，高信噪比情况下，Pe值都是最低的，且随着信噪比逐渐增大，Pe实际值迅速减小，实现起来性能十分优越。

因此在选择对误码性能要求较高的系统时，BPSK可作为首选，FSK次之，QPSK和16QAM再考虑实际情况选择，而在其他状态时，也可优先选择BPSK5 我的收获 本文简要介绍了BPSK的性质原理与调制与解调方法，以与在AWGN信道中的误码分析，并在MATLAB下进展了Monte Carlo仿真，验证了模型的正确性，从误码率曲线图中我们可以清楚地知道不同信噪比下BPSK系统的误码性能且信噪比越大，理论图形与仿真图形偏离越大，但是Pe值越小并且将QPSK，BPSK，FSK，16QAM四种调制方式放在一个图形下进展比拟，显示各自优缺点，得到结论，从而知道实际应用，这个是非常有现实意义的参考文献【1】 树棠译.现代通信系统.使用MATLAB.：电子工业.2006.【2】【3】【4】 / 。