西南交通大学移动通信仿真

信息科学与技术学院

移动通信《OFDM仿真实验报告》

班级：

学号:

姓名：

指导老师：马征

2015年7月

题目

摘要：利用Matlab软件，建立QPSK 基带传输系统，比较AWGN信道和Rayleigh信道下的系统BER性能。

一．第一章

简介

四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，275°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座图及接收到

的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。数字调制用“星座图”来描述，星座图中定义了一种调制技术的两个基本参数：（1）信号分布；（2）与调制数字比特之间的映射关系。星座图中规定了星座点与传输比特间的对应关系，这种关系称为“映射”，一种调制技术的特性可由信号分布和映射完全定义，即可由星座图来完全定义。首先将输入的串行二进制信息序列经串－并变换，变成m=log2M个并行数据流，每一路的数据率是R/m，R是串行输入码的数据率。I/Q信号发生器将每一个m比特的字节转换成一对（pn，qn）数字，分成两路速率减半的序列，电平发生器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t)，然后对coswct 和sinwct进行调制，相加后即得到QPSK信号。QPSK是一种频谱利用率高、抗干扰性强的数调制方式, 它被广泛应用于各种通信系统中. 适合卫星广播。例如，数字卫星电视DVB2S 标准中，信道噪声门限低至4. 5 dB，传输码率达到45M bös，采用QPSK 调制方式同时保证了信号传输的效率和误码性能。

二．第二章

系统模型

AWGN信道

Rayleigh信道

三．第三章

编程实现：

MATLAB代码如下：

h=pskmod(m,M);

EbNo=[-1:30];

ray=raylrnd(0.5,1,n)

hray=h.*ray

for i=1:length(EbNo);

yNoise=awgn(h,EbNo(i),'measured');%加入高斯白噪声

yawgn=pskdemod(yNoise,M);%解调信号

[num_biterr,l]=biterr(m,yawgn);%计算高斯白噪声信道下错误的总比特数

AWGNSim(i)=num_biterr/n;%计算高斯白噪声信道下的误比特率

yRayNoise=awgn(hray,EbNo(i),'measured');%通过瑞利信道

yRay=pskdemod(yRayNoise,M);%解调信号

[num_biterrray,ll]=biterr(m,yRay);%计算瑞利信道下错误的总比特数

RayleighSim(i)=num_biterrray/n;%计算瑞利信道下误比特率

end

AWGNTheory=erfc(sqrt(0.5*(10.^(EbNo/10))))-(1/4)*(erfc(sqrt(0.5*(10.^(EbNo/10)) ))).^2;

EsNo_=0.5*(10.^(EbNo/10));

RayTheory= (1-sqrt(EsNo_./(EsNo_+1)))-(1/4)*(1-sqrt(EsNo_./(EsNo_+1))).^2; close all

figure

semilogy(EbNo,AWGNTheory,'bp-','LineWidth',1.5);

hold on;

semilogy(EbNo,AWGNSim,'mx-','LineWidth',1.5);

hold on;

semilogy(EbNo,RayTheory,'rp-','LineWidth',1.5);

semilogy(EbNo,RayleighSim,'gx-','LineWidth',1.5);

hold on;

axis([-1 30 10^-4 1]);

hold on;

grid on;

legend('AWGN-Theory','AWGN-Simulation','Rayleigh-Theory','Rayleigh-Simulation') ;xlabel('Eb/N0,dB');

ylabel('BER');

title('QPSK在OFDM系统下的BER');

四．第四章

仿真结果及讨论

由此次仿真实验可知，由于高斯信道和瑞利信道的影响，波形发生了明显的变化，功率谱密度也发生变化，从高斯和瑞利的对比可知，此次仿真正确，而且瑞利信道的误比特率高于高斯信道，并与理论基本符合。

五．结语

随着通信事业的发展，通信系统的设计也会越来越复杂，通过计算机的仿真，可以大大降低通信过程试验成本。本文设计出一个QPSK仿真模型，以衡量QPSK在高斯白噪声新道和瑞利信道的性能。通过本次QPSK仿真，可以更好地了解QPSK系统的工作原理，巩固了所学的知识。

参考文献：

【1】刘树棠译.现代通信系统.使用MATLAB.北京：电子工业出版社.2006.

【2】樊昌信.通信原理.第六版.北京：国防工业出版社.2008

【3】John G. Proakis通信系统原理.:北京电子工业出版社.2006