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本实验使用matlab仿… 本文为学习所用严禁转载。 本文参考链接 https://zhuanlan.zhihu.com/p/667382398 QPSK代码及高斯白噪声如何产生 https://ww2.mathworks.cn/help/signal/ref/butter.html 滤波器 https://www.python100.com/html/4LEF79KQK398.html 低通滤波器
本实验使用matlab仿真了五种数字调制方式OOK、2FSK、2PSK、QPSK、4QAM在加性高斯白噪声信道中的误码率与归一化信噪比的关系。其中码元速率为100bps码元个数为6666OOK、BPSK载波频率为1KHz2FSK两个载波频率分别为1KHz500Hz。OOK、2FSK、2PSK均采用相干解调的方式。下面是各种调制解调方式下的误码率曲线。 clear all;
close all;
clc;
M 6666; % 产生码元数
L 100; % 每码元复制L次方便观察
Ts 0.01; % 每个码元的宽度即码元的持续时间
Rb 1/Ts; % 码元速率
dt Ts/L; % 采样间隔
Fs 1/dt; % 采样率
TotalT M*Ts; % 总时间
t 0:dt:TotalT-dt; % 时间
fc1 10*Rb; % 载波频率是码元速率的10倍即载波的周期是码元周期的1/10
fc2 4*Rb; % 2fsk另一个载波的频率
SNR -10:0.5:10; % 信噪比范围BER_ask2 zeros(1,length(SNR)); % 2ASK误码率
BER_psk2 zeros(1,length(SNR)); % BPSK误码率
BER_fsk2 zeros(1,length(SNR)); % 2FSK误码率
BER_qpsk zeros(1,length(SNR)); % QPSK误码率
BER_qam4 zeros(1,length(SNR)); % 4QAM误码率% 产生二进制随机数据data_ask2 randi([0,1],1,M);%产生0和1的二进制随机数data_fsk2 randi([0,1],1,M);%产生0和1的二进制随机数data_psk2 data_ask2*2 -1 ;%借助2ASK的随机数产生-1和1的二进制随机数data_qpsk randi([0 3],M,1);%qpsk的码元范围是0~3data_qam4 randi([0 3],M,1);%qam的码元范围是0~3% 产生单极性不归零矩形脉冲波形data_sample_ask2 repmat(data_ask2,L,1); % 每个码元复制L次data_sample_ask2 reshape(data_sample_ask2,1,M*L); % 产生单极性不归零矩形脉冲波形data_sample_psk2 repmat(data_psk2,L,1); % 每个码元复制L次data_sample_psk2 reshape(data_sample_psk2,1,M*L); % 产生双极性不归零矩形脉冲波形data_sample_fsk2 repmat(data_fsk2,L,1); % 每个码元复制L次data_sample_fsk2 reshape(data_sample_fsk2,1,M*L); % 产生单极性不归零矩形脉冲波形% 产生2ASK已调信号
carrier1 cos(2*pi*fc1*t); % 载波1的正弦波
carrier2 cos(2*pi*fc2*t); % 载波2的正弦波mod_ask2 data_sample_ask2.*carrier1; % 2ASK的调制mod_psk2 data_sample_psk2.*carrier1; % 2PSK的调制mod_fsk2 data_sample_fsk2.*carrier1 (1-data_sample_fsk2).*carrier2;% 2FSK的调制mod_qpsk pskmod(data_qpsk,4,pi/4);% QPSK的调制mod_qam4 qammod(data_qam4,4);% 4QAM的调制for i 1:length(SNR)% 通过实时测量已调信号的功率对已调信号加入高斯白噪声noise_ask2 awgn (mod_ask2,SNR(i),measured);noise_psk2 awgn (mod_psk2,SNR(i),measured);noise_fsk2 awgn (mod_fsk2,SNR(i),measured);noise_qpsk awgn (mod_qpsk,SNR(i),measured);noise_qam4 awgn (mod_qam4,SNR(i),measured);% 对接受信号进行带通滤波滤除通频带外的噪声[b1,a1] butter(4,[0.8*fc1 1.2*fc1]/(Fs/2),bandpass); % 设计带通滤波器[b2,a2] butter(4,[0.8*fc2 1.2*fc2]/(Fs/2),bandpass); % 设计带通滤波器r_ask2 filter(b1,a1,noise_ask2); % 对接收的已调信号进行带通滤波,滤除带外噪声r_psk2 filter(b1,a1,noise_psk2); % 对接收的已调信号进行带通滤波,滤除带外噪声r_fsk2_fc1 filter(b1,a1,noise_fsk2); % 对接收的已调信号进行带通滤波,滤除带外噪声r_fsk2_fc2 filter(b2,a2,noise_fsk2); % 对接收的已调信号进行带通滤波,滤除带外噪声% 对接收信号进行相干解调dem_ask2 r_ask2.*carrier1;dem_psk2 r_psk2.*carrier1;dem_fsk2_fc1 2*r_fsk2_fc1.*carrier1;dem_fsk2_fc2 2*r_fsk2_fc2.*carrier2;% 对解调信号进行低通滤波滤除载波倍频分量以获得码元coe_lowpass fir1(6,2*fc1/Fs); % 低通滤波将两倍的载波频率分量滤除lowpass_ask2 filter(coe_lowpass,1,dem_ask2); lowpass_psk2 filter(coe_lowpass,1,dem_psk2);lowpass_fsk2_fc1 filter(coe_lowpass,1,dem_fsk2_fc1);lowpass_fsk2_fc2 filter(coe_lowpass,1,dem_fsk2_fc2); % 对解调信号进行抽样判决sample_ask2 lowpass_ask2(L/2:L:end); % 码元中点时间抽样sample_psk2 lowpass_psk2(L/2:L:end); % 码元中点时间抽样sample_fsk2_fc1 lowpass_fsk2_fc1(L/2:L:end); % 码元中点时间抽样sample_fsk2_fc2 lowpass_fsk2_fc2(L/2:L:end); % 码元中点时间抽样decision_ask2 (sample_ask20.5);decision_psk2 (sample_psk20);decision_fsk2 (sample_fsk2_fc1sample_fsk2_fc2); decision_qpsk pskdemod(noise_qpsk,4,pi/4);decision_qam4 qamdemod(noise_qam4,4);% 计算误码个数和误码率error_ask2 sum(xor(data_ask2,decision_ask2));error_psk2 sum(xor(data_ask2,decision_psk2)); %这里因为PSK是ASK的随机序列产生的所以和ASK比较error_fsk2 sum(xor(data_fsk2,decision_fsk2)); error_qpsk sum(xor(data_qpsk,decision_qpsk)); error_qam4 sum(xor(data_qam4,decision_qam4)); BER_ask2(i) error_ask2/M; % 2ASK误码率BER_psk2(i) error_psk2/M; % 2PSK误码率BER_fsk2(i) error_fsk2/M; % 2FSK误码率BER_qpsk(i) error_qpsk/M; % QPSK误码率BER_qam4(i) error_qam4/M; % 4QAM误码率
end
% 计算理论误码率
% Pe zeros(1,length(SNR));
% for i 1:length(SNR)
% r 10^(SNR(i)/10);
% Pe(i) qfunc(sqrt(r)); % 2ASK理论误码率公式
% end
% 绘制误码率曲线% semilogy横轴是线性纵轴10倍一格
semilogy(SNR,BER_ask2,b-d,LineWidth,2); % 2ASK仿真曲线
hold on;
semilogy(SNR,BER_psk2,y-h,LineWidth,2); % BPSK仿真曲线
hold on;
semilogy(SNR,BER_fsk2,g-o,LineWidth,2); % 2FSK仿真曲线
hold on;
semilogy(SNR,BER_qpsk,k-*,LineWidth,2); % QPSK仿真曲线
hold on;
semilogy(SNR,BER_qam4,r-s,LineWidth,2); % 4QAM仿真曲线
hold on;
% semilogy(SNR,Pe,m-); % 理论曲线
% grid on;xlabel(归一化信噪比Eb/N0 (dB));
ylabel(误码率BER);
legend(OOK,BPSK,2FSK,QPSK,4QAM);
title(误码率曲线);
经过上述仿真得到误码率曲线如下。
