通信系统仿真实验

通信系统仿真实验

一、实验目的

1、采用不同调制（QPSK 和8PSK ）时系统的误码率和误比特率性能仿真对比；

2、仿真研究信道编码对通信系统性能的影响；

3、信道编码对通信系统性能的影响，删余卷积码的Pb 性能(不同生成元，不同删余码，软硬判决)。

二、实验环境

Matlab

三、实验原理

1、实验（一）

QPSK 和8PSK 的理论误码率以及误比特率公式: 采用Matlab 中自带函数pskdemod ，pskdemod 调制解调，信道为高斯白噪信道，采取自带函数awgn 加噪。以及biterr 和symerr 统计误比特率和误码率曲线；

2、实验（二）

1）对实验（一）所搭建的通信系统采用生成元为[171,133]的

[2,1,6]非系统码进行卷积编码。并采用硬判决和软判决，比较不同判24811[1] , (sin )228

e e r P erfc P erfc r π=--≈ 1/b 21(1),log k P Pe k M =--=

决方式下的误比特率性能

2）加入删余码的卷积编码。删余码是对对原卷积码有规律地删除一定数量码元符号，减少发送的比特数。如将1/2码率的卷积删成3/4码率的卷积码在译码时在删掉的位补零。分别用convenc函数编码、vitdec函数和译码。译码采用软判决，软判决则将波形进行多电平量化，再送往译码器。最后用biterr函数统计误比特率，比较不同删余图样下的误比特率性能；

3）采用第三代移动通信中用于话音业务的生成元为[561,753]的[2,1,8]非系统卷积码及其软判决译码。比较1）中的误比特率性能。

四、实验结果

1、QPSK和8PSK的误码率与误比特率性能比较（如下图所示），

图1 误码率性能曲线

由图1可知，QPSK的误码率低于8PSK，其调制性能也优于8PSK，并且仿真次数达到50次，结果显示已经接近理想曲

线。

图2 误比特率性能曲线

由图2可知，QPSK较8PSK的误比特率低，其调制性能好，实际统计分析的误比特率曲线也较接近理想的曲线。

2、同一生成元下的不同判决方式的误比特率分析，判决方式采用硬判决和软判决。仿真结果如下：

红色线迹表示QPSK硬判决误比特率，蓝色线迹表示QPSK 的软判决误比特率，显然采取软判决方式的译码性能优于硬判决方式。

3、不同删余图样，软判决下的不同误比特率性能分析

由仿真结果图可知，对于（2,1,6）码，做3/4的删余卷积编码，比7/8的删余卷积码的编码性能好，说明删余的越多，系统接收端译码性能越差，即误比特率更高。

4、不同生成元在软判决下的误比特率分析（如下图），可知

五、程序流程

信源产生

卷积编码是否删余软判决不同删余下的

软判决生成元

选择

硬判决

绘出误比特率曲线

绘出误比特率曲线绘出

误比特率曲线另一生成元下的

软判决

比较QPSK 和8PSK

调制解调性能

绘出

误比特率

误码率曲线

误比特

率分析误比特率分析误比特率分析

误比特/码率分析

六、程序清单

tongxinxitongfz.m 主程序

Pskcom.m QPSK 和8PSK 的对比

Idealpeb.m 理想误码率和误比特率计算

Hscom.m 软硬判决对比

hscom3g.m 不同生成元的对比

Hsdeletecom.m 不同删余码的对比

dec42bin.m dec82bin.m bin8dec4.m bin2dec4.m 进制转换程序

七、心得体会

1、习惯性的按照C 编程方法忽略了matlab 的矩阵运算能力，而在处理理想的误比特率计算时候，竟然使用for 循环按位运算，严重影响运算速度。

2、教员给出的理想的误码率和误比特率计算公式也应该是错的，但是我开始并没有怀疑，只在面对结果思考为什么误比特率竟然会大于1，最后也没能想出个结果来，直到发现公式的错误。正确的公式应该是

3、由于我采用了多次实验取统计平均的方法，但是我在循环控制设定控制量的时候，却把单个的循环次数当做数组处理了，结果造成在取平均运算时候，始终没能除以正确的次数，而是除以了1，以至于最后的结果运算时误比特率大于了1.而且致使我在检查程序找错浪费了很多时间。

4、统计分析应该是需要多次试验取平均的，开始的时候我只是做了一次实验就得出结果，而结果也正好正确。但是确应该重复实验统计分析才可以，最后我的程序是经过50次实验后的统计平均值。从结果来看比单次实验结果要更加准确。

5、加在高斯信道上的信噪比一定是码元信噪比，而在绘制误比特率曲线时候必须对信噪比做码元到比特信噪比的转换，即)(log /02b 2M SNR N E =。 1/b 21(1),log k P Pe k M

=--=