(完整word版)QPSK系统的误码率和星座图仿真

qpsk误码率matlab
【原创实用版】
目录
1.概述
2.QPSK 的误码率
3.MATLAB 在 QPSK 误码率计算中的应用
4.总结
正文
1.概述
QPSK（四相位偏移键控）是一种数字调制技术，常用于无线通信系统中。

在QPSK 系统中，数据信号被调制到载波信号上，以便在无线信道中进行传输。

然而，由于无线信道的不稳定性和噪声等因素，导致传输过程中可能会出现误码。

误码率是用来衡量传输过程中出现的误码数量的指标，它对通信系统的性能有着重要的影响。

2.QPSK 的误码率
QPSK 的误码率可以分为两种：一种是符号间干扰（ISI）导致的误码，另一种是噪声引起的误码。

符号间干扰是由于多径效应、频率偏移等原因导致的信号之间的相互干扰。

噪声主要来自于无线信道的加性高斯白噪声（AWGN）以及信道本身的非线性等因素。

3.MATLAB 在 QPSK 误码率计算中的应用
MATLAB 是一种强大的科学计算软件，可以用来模拟和计算 QPSK 的误码率。

在 MATLAB 中，我们可以利用现有的通信工具箱或者自定义函数来模拟 QPSK 调制和解调过程，以及计算误码率。

例如，我们可以使用 MATLAB 的通信工具箱中的 QPSK 调制和解调函数，以及误码率计算函数。

首先，我们需要生成一个包含噪声的信号，然后使用 QPSK 调制函数将数据信号调制到载波信号上。

接着，我们使用 QPSK 解调函数对接收到的信号进行解调，并计算误码率。

4.总结
QPSK 误码率是衡量 QPSK 通信系统性能的重要指标。

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(完整)QPSK系统的误码率和星座图仿真编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)QPSK系统的误码率和星座图仿真）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)QPSK系统的误码率和星座图仿真的全部内容。

目录一、课题内容………………………………………..…。

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..1二、设计目的……………………………………….。

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…。

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1三、设计要求…………………………………………………。

.1四、实验条件................................................。

....。

(1)五、系统设计....................................................。

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.. (2)六、详细设计与编码……………………………。

……………。

.41. 设计方案………………………………。

…….…..……。

42。

编程工具的选择……………………………………。

…。

43。

程序代码…………………………………….。

.………。

54. 运行结果及分析 (8)七、设计心得………………………………………。

……….。

9八、参考文献……………………………….………。

………。

10一、课题内容基于MATLAB或C语言模拟仿真OFDM通信系统。

主要功能：1、搭建基带OFDM系统仿真平台,实现OFDM信号体制与解调；2、能够画出输入数据与输出数据的星座图；3、能在不同信噪比信道的情况下,对信号进行误码分析。

3、能够和理论误码率公式比较二、设计目的1、综合应用《Matlab原理及应用》、《信号与系统》、《通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念；2、培养学生系统设计与系统开发的思想；3、培养学生利用软件进行通信仿真的能力。

%％QPSKclc；clear all;close all；nsymbol = 50000;％％每种信噪比下符号数的发送符号数data = randi(［0，1]，1,nsymbol*2）；%%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros（1，nsymbol);qpsk_mod2 = zeros（1,nsymbol);data_receive1 = zeros（1,nsymbol）;data_receive2 = zeros（1,nsymbol)；data_receive = zeros(1，nsymbol*2)；Wrongnumber = 0；SymbolWrongnumber = 0;for i=1:nsymbol %%调制symbol1 = data(2*i-1）;symbol2 = data（2＊i);if symbol1 == 0 ＆symbol2 == 0qpsk_mod1（i）= 1；qpsk_mod2(i) = 0；elseif symbol1 == 0 ＆symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2（i）= 1；elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i）= —1;qpsk_mod2(i) = 0；elseif symbol1 == 1 ＆symbol2 == 0qpsk_mod1(i）= 0;qpsk_mod2(i) = -1;endendSNR_dB = 1:10；％％%信噪比dB形式SNR = 10.^（SNR_dB/10）；%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt（1/(2＊SNR(loop）））；％%%根据符号功率求噪声功率qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn（1,nsymbol）;qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1，nsymbol); %％添加复高斯白噪声for k=1:nsymbolif qpsk_receive2(k）> qpsk_receive1(k）data_receive2(k）= 1；endif qpsk_receive2（k）〈qpsk_receive1(k）data_receive2（k) = 0；endif qpsk_receive2（k）〉—qpsk_receive1(k)data_receive1（k) = 0；endif qpsk_receive2（k) 〈-qpsk_receive1(k）data_receive1(k）= 1；enddata_receive(2＊k—1) = data_receive1（k）;data_receive（2＊k）= data_receive2(k)；endfor p=1：（nsymbol*2）if data_receive（p) ~= data（p）Wrongnumber = Wrongnumber + 1；endendfor l=1:nsymbolif data_receive1(l）~=data(2*l—1）;SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;elseif data_receive2(l）~= data（2＊l)；SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1；endendPe(loop）=SymbolWrongnumber/nsymbol；Pb（loop)=Wrongnumber/（nsymbol＊2）；Wrongnumber = 0 ;SymbolWrongnumber = 0；endPe_theory = 1-（1—qfunc（sqrt(SNR))）.^2；Pb_theory = 0。

qpsk调制在高斯信道下误码率仿Q P S K调制在高斯信道下误码率仿真引言：无线通信领域中，对信号进行调制是一种常见的技术手段，常见的调制方式有正交幅度调制（Q A M），正交频分复用（O F D M）等。

Q P S K调制是其中一种常用的调制方式，它可以在给定信号带宽的情况下实现更高的数据传输速率。

在实际的通信系统中，信道的噪声和干扰会引起误码率的增加。

因此，对Q P S K调制在高斯信道下的误码率进行仿真研究，对于优化和设计无线通信系统具有重要的意义。

一、问题定义在高斯信道下，Q P S K调制技术，信号传输过程中以下问题需要被回答：1.Q P S K调制的原理及优势；2.高斯信道的特点；3.误码率的定义；4.误码率与信噪比之间的关系；5.Q P S K调制在高斯信道下的误码率的仿真。

二、Q P S K调制的原理及优势Q P S K调制是基于正交滤波的技术，将输入比特流分成两个并行的比特流，分别用正弦波和余弦波进行调制，然后合并成一个复合信号进行传输。

它的优势在于可以在给定信号带宽下实现较高的数据传输速率，同时具有较好的抗噪声干扰能力。

三、高斯信道的特点高斯信道是一种理想化的信道模型，它的噪声服从高斯分布。

高斯分布是一种概率分布函数，具有均值为0和方差为σ^2的特点。

在高斯信道中，噪声对信号的影响呈现为增加在信号上的高斯噪声。

四、误码率的定义误码率是衡量数据传输过程中发生错误的概率，通常用比特错误率或码字错误率来表示。

比特错误率指的是接收的比特流中发生错误的比特数占总比特数的比例，码字错误率指的是接收到的码字中发生错误的码字数占总码字数的比例。

五、误码率与信噪比之间的关系信噪比是衡量信号与噪声干扰之间关系的一个指标，它定义为信号的功率与噪声功率之比。

误码率与信噪比之间存在一定的关系，通常是一个对数函数的关系。

随着信噪比的增加，误码率会逐渐减小，即传输的误码率随着信噪比的增加而改善。

当信噪比较小时，误码率可能会很高，导致接收信号的质量较差。

[键入文字]通信工程专业《通信原理》课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析学生姓名谭夕林学号 **********所在院(系)陕西理工学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师魏瑞完成地点陕西理工学院物理与电信工程学院实验室2014年 3 月 12 日通信工程专业课程设计任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程专业1102班学生姓名谭夕林一、课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析二、课程设计工作自 2014 年 2 月 24 日起至 2014 年 3 月 16 日止三、课程设计进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、课程设计的内容要求：利用仿真软件等工具，结合所学知识和各渠道资料，对QPSK在高斯通道下的误码率进行研究分析指导教师魏瑞系(教研室)通信工程系接受任务开始执行日期2014年2月24日学生签名谭夕林QPSK的误码率仿真分析谭夕林陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中723003）指导教师：魏瑞【摘要】为实现QPSK应用到无线通信中，该文对QPSK系统性能进行了理论研究。

介绍了QPSK调制解调原理,对高斯白噪声信道的系统性能进行了研究，分析对比了在高斯白噪声信道下的系统误码性能。

为基于副载波QPSK无线激光通信系统的研究奠定了理论基础。

使用MATLAB中M语言完成QPSK的蒙特卡罗仿真，得出在加性高斯白噪声的信道下，传输比特错误率以及符号错误率。

并将比特错误率与理论值相比较，并得出关系曲线。

使用simulink搭建在加性高斯白噪声信道下的QPSK调制解调系统，其中解调器使用相关器接收机。

并计算传输序列的比特错误率。

通过多次运行仿真得到比特错误率与信噪比之间的关系。

【关键词】： QPSK，误码率，仿真，星座图【中图分类号】 TN702 [文献标志码] AQPSK BER simulation analysisTan Xilin(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:Wei Rui[Abstract]For the application of the QPSK (Phase-Shift-Keying) to the wireless laser communication, this paper emphasizes the system of QPSK's performance, theoretically. In the paper, the principle of the QPSK's modulation and demodulation were introduced in brief and the performance of the system at white Gaussian noise (AWGN) channel was also analyzed carefully. The above results provide the theoretical foundation for the wireless laser communication system based on the QPSK with e the MATLAB language to complete Monte Carlo simulation of QPSK, and to obtain the transmission sequence bit error rate and symbol error rate in the additive white Gaussian noise channel, comparing it with the theoretical value, then get curve. The second aspect is to learn how to use Simulink and the functions and principles of various modules. Then we use Simulink to create the model of QPSK through additive white Gaussian noise channel. And take the advantage of the Correlator receiver to complete the operation of demodulation. Then calculate the transmission sequence bit error rate. By running the simulation repeatedly, we can get the relationship between the bit error rate and SNR.Keywords: QPSK, BER, simulation, constellation目录摘要 (3)Abstract (4)一绪论 (6)1.1 课题背景及仿真 (6)1.1.1QPSK系统的应用背景简介 (6)1.1.2QPSK实验仿真的意义 (6)1.1.3仿真平台和仿真内容 (6)二系统实现框图和分析 (7)2.1QPSK调制部分 (7)2.2QPSK解调部分 (8)三QPSK特点及应用领域 (9)3.1QPSK特点 (9)3.2误码率 (10)3.3QPSK时域信号 (10)3.4扩充认知QPSK-OQPSK (10)3.5QPSK的应用领域 (11)四使用simulink搭建QPSK调制解调系统 (12)4.1信源产生 (12)4.2QPSK系统理论搭建 (13)五仿真模型参数设置及结果 (15)5.1仿真附图及参数设置 (15)5.2仿真结果 (16)5.3误码率曲线程序及其仿真结果 (17)六仿真结果分析 (19)七总结与展望 (20)致谢 (21)参考文献 (21)一．绪论1.1课题背景及仿真：1.1.1QPSK系统的应用背景简介QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。

目录Project Seven报告 ........................................................................ 错误!未定义书签。

说明部分........................................................................................ 错误!未定义书签。

1. 理论知识 (1)1.1 QPSK的调制原理 (1)1.2 OQPSK的调制原理 (2)1.3 QPSK信号的平均误比特率 (4)2. 编程实现和仿真结果 (5)3. 仿真结论 (17)4. 参考文献 (19)1. 理论知识1.1 QPSK 的调制原理四相相移键控（QPSK ）又名四进制移相键控，该信号的正弦载波有四个可能的离散相位状态，每个载波相位携带2个二进制符号，其信号的表示为)cos()(i c i t w A t s θ+ 4,3,2,1=i ST t ≤≤0θi 为正弦载波的相位，有四种可能状态：θi 为π/4、3π/4、5π/4、7π/4，此初始相位为π/4的QPSK 信号的矢量图如图1所示。

图1 QPSK 信号的矢量图下面分析QPSK 信号的产生。

将信号表达式进行改写)cos()(i c i t w A t s θ+)sin sin cos (cos t w t w A c i c i θθ-=若θi 为π/4、3π/4、5π/4、7π/4，，则21sin ;21cos ±=±=i i θθ于是，信号表达式可写成]sin )(cos )([2)(t w t Q t w t I At s c c i -=1)(;1)(±=±=t Q t I由此可得到QPSK 调制的产生方法。

图2 QPSK实现框图由框图可见，两路2PSK信号分别调至在相互正交的载波上，这也是QPSK 信号被称为正交载波调制的原因。

QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）调制是一种常见的数字调制方式，它可以使信号在传输时能够更有效地利用频谱资源。

在数字通信系统中，QPSK调制被广泛应用于各种应用场景中，因其具有高效利用频谱和抗干扰能力强等特点而备受青睐。

在QPSK调制中，误码率是一个非常重要的性能指标，它直接影响到系统的可靠性和稳定性。

对QPSK调制的误码率曲线进行分析和绘制是十分重要的。

1. QPSK调制原理QPSK调制是一种采用正交载波的调制方式，它将两路独立的数字信号分别调制到正交的载波上，然后再将两路调制信号叠加在一起进行传输。

在QPSK调制中，每个符号携带两个比特信息，分别代表实部和虚部，因此可以实现在单位频谱带宽内传输两倍的数据量。

QPSK 调制的信号点图形式如下图所示：（此处插入QPSK调制信号点图）2. QPSK调制误码率QPSK调制的误码率是指在传输过程中由于信道噪声或其他干扰因素引起的信号错误率。

误码率通常用比特错误率（BER）来表示，即单位时间内传输的比特中出现错误的比例。

QPSK调制的误码率曲线是描述在不同信噪比条件下系统性能的重要指标，它反映了系统在不同信噪比条件下的可靠性和稳定性。

通常情况下，我们可以通过理论分析或仿真实验来得到QPSK调制的误码率曲线。

3. Matlab绘制QPSK调制误码率曲线Matlab是一款功能强大的科学计算软件，它提供了丰富的绘图函数和工具，可以方便地进行误码率曲线的绘制。

在Matlab中，我们可以利用通信工具箱中的相关函数和工具来实现QPSK调制误码率曲线的分析和绘制。

下面我们将结合实际代码示例来演示如何使用Matlab 进行QPSK调制误码率曲线的绘制。

```matlab设置信号点数目M = 4;设置信噪比范围EbN0dB = 0:10;EbN0 = 10.^(EbN0dB/10);计算误码率ber = berawgn(EbN0,'qam',M);绘制误码率曲线semilogy(EbN0dB,ber,'linewidth',2);grid on;xlabel('Eb/N0 (dB)');ylabel('Bit Error Rate');title('QPSK Modulation BER Curve');```4. 结论通过Matlab的仿真分析和绘图，我们可以得到QPSK调制的误码率曲线。

摘要QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。

四相相移键控信号简称“QPSK”.在现代通信系统中,调制与解调是必不可少的重要手段。

所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。

解调则是调制的相反过程，而从已调制信号中恢复出原信号。

本课程设计主要介绍通过进行QPSK调制解调的基带仿真，对实现中影响该系统性能的几个重要问题进行了研究。

针对QPSK的特点，调制前后发生的变化，加上噪声后波形出现的各种变化，通过星座图、眼图、波形图等来观察。

程序设计与仿真均采用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，最后仿真详单与理论分析一致。

关键词：QPSK调制解调； Simulink仿真平台；MATLAB7.0 ；噪声。

目录一、实验目的 (1)二、实验内容 (1)三、设计原理 (1)1. Simulink简介 (1)2。

QPSK星座图 (2)3。

QPSK的调制 (2)4。

QPSK的解调 (4)四、设计步骤 (4)五、设计结果及分析 (8)1。

信号调制解调后的时域波形图 (9)2.数据源的频谱图 (9)3.QPSK调制后的频谱 (8)4.QPSK解调后的频谱 (8)5。

误码曲线图 (9)六、体会 (12)七、参考文献 (12)一、实验目的1、理解电子信号通信原理.2、熟悉系统建模方法。

3、配置电子信号，设计相关应用方法。

二、实验内容1、利用Matlab—Simulink建立系统模型.2、信号参数：信息速率80Hz，载波中心频率15MHz，采样频率120MHz。

3、依据相关参数，产生QPSK调制信号.4、设计一种方法完成QPSK信号的数据解调。

三、设计原理1. Simulink简介Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中，无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。

实验四误码率的分析1、假定QPSK 信号具有如下的星座图模式：1) 试利用二元数字通信系统的误码性能精确推导QPSK 系统的误码率。

2) 假设系统中的噪声是高斯白噪声，利用matlab 对该系统在工作区间（信噪比0~10dB ）下的误码性能进行仿真。

简答：（1）、试利用二元数字通信系统的误码性能精确推导QPSK 系统的误码率。

解：令0),2(2121)(22>==⎰∞-x x erfc dt e x Q x t π b E 表示每比特信号的能量对于二元数字通信系统：二进制相移键控BPSK ：)(21)2(00N E e r f c N E Q P b b b == 对于QPSK 系统：其比特错误率等于BPSK 的比特错误率，而误码率则是)2()2(2)1(10202N E Q N E Q P P b b b s -=--= 当性噪比较高时，)()2(200N E erfc N E Q P b b s =≈(2)、说明：Eb = Energy-per-bitEs = Energy-per-symbol = nEb with n bits per symbolTb = Bit duration , Rb = Bit Rate, the bit transmission time Tb = 1/RbTs = Symbol durationN0 / 2 = Noise power spectral density (W/Hz)Pb = Probability of bit-errorPs = Probability of symbol-errorEb/N0 = The energy per bit to noise power spectral density ratio。

It is a normalized signal-to-noise ratio (SNR) measure, also known as the "SNR per bit".程序如下：clear allSNR_DB=[0:1:12]; %Signal-to-noise ratio gradually improvesum=1000000;data= randsrc(sum,2,[0 1]); %generate a 1000000*2 random matrix, using [0 1][a1,b1]=find(data(:,1)==0&data(:,2)==0); %returns the row and column indices ofthe evaluated expression which are TRUE. message(a1)=-1-j; % map [ 0 0] to 225°[a2,b2]=find(data(:,1)==0&data(:,2)==1);message(a2)=-1+j; % map [ 0 1] to 135°[a3,b3]=find(data(:,1)==1&data(:,2)==0);message(a3)=1-j; % map [ 1 0] to 275°[a4,b4]=find(data(:,1)==1&data(:,2)==1);message(a4)=1+j;% map [ 0 0] to 45°scatterplot(message)title('B点信号的星座图')A=1;Tb=1;Eb=A*A*Tb;P_signal=Eb/Tb;NO=Eb./(10.^(SNR_DB/10)); %SNR_DB=10.*log10(Eb./NO)P_noise=NO; %noise power 单边功率谱密度(N0)主要用在复数信号中，双边功率谱密度(N0/2)主要用在实信号中。

[键入文字]通信工程专业《通信原理》课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析学生姓名谭夕林学号 1113024060所在院(系)陕西理工学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师魏瑞完成地点陕西理工学院物理与电信工程学院实验室2014年 3 月 12 日通信工程专业课程设计任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信工程专业1102班学生姓名谭夕林一、课程设计题目 QPSK的误码率仿真分析二、课程设计工作自 2014 年 2 月 24 日起至 2014 年 3 月 16 日止三、课程设计进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、课程设计的内容要求：利用仿真软件等工具，结合所学知识和各渠道资料，对QPSK在高斯通道下的误码率进行研究分析指导教师魏瑞系(教研室)通信工程系接受任务开始执行日期2014年2月24日学生签名谭夕林QPSK的误码率仿真分析谭夕林陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中723003）指导教师：魏瑞【摘要】为实现QPSK应用到无线通信中，该文对QPSK系统性能进行了理论研究。

介绍了QPSK调制解调原理,对高斯白噪声信道的系统性能进行了研究，分析对比了在高斯白噪声信道下的系统误码性能。

为基于副载波QPSK无线激光通信系统的研究奠定了理论基础。

使用MATLAB中M语言完成QPSK的蒙特卡罗仿真，得出在加性高斯白噪声的信道下，传输比特错误率以及符号错误率。

并将比特错误率与理论值相比较，并得出关系曲线。

使用simulink搭建在加性高斯白噪声信道下的QPSK调制解调系统，其中解调器使用相关器接收机。

并计算传输序列的比特错误率。

通过多次运行仿真得到比特错误率与信噪比之间的关系。

【关键词】： QPSK，误码率，仿真，星座图【中图分类号】 TN702 [文献标志码] AQPSK BER simulation analysisTan Xilin(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and telecommunication Engineering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:Wei Rui[Abstract]For the application of the QPSK (Phase-Shift-Keying) to the wireless laser communication, this paper emphasizes the system of QPSK's performance, theoretically. In the paper, the principle of the QPSK's modulation and demodulation were introduced in brief and the performance of the system at white Gaussian noise (AWGN) channel was also analyzed carefully. The above results provide the theoretical foundation for the wireless laser communication system based on the QPSK with e the MATLAB language to complete Monte Carlo simulation of QPSK, and to obtain the transmission sequence bit error rate and symbol error rate in the additive white Gaussian noise channel, comparing it with the theoretical value, then get curve. The second aspect is to learn how to use Simulink and the functions and principles of various modules. Then we use Simulink to create the model of QPSK through additive white Gaussian noise channel. And take the advantage of the Correlator receiver to complete the operation of demodulation. Then calculate the transmission sequence bit error rate. By running the simulation repeatedly, we can get the relationship between the bit error rate and SNR.Keywords: QPSK, BER, simulation, constellation目录摘要 (3)Abstract (4)一绪论 (6)1.1 课题背景及仿真 (6)1.1.1QPSK系统的应用背景简介 (6)1.1.2QPSK实验仿真的意义 (6)1.1.3仿真平台和仿真内容 (6)二系统实现框图和分析 (7)2.1QPSK调制部分 (7)2.2QPSK解调部分 (8)三QPSK特点及应用领域 (9)3.1QPSK特点 (9)3.2误码率 (10)3.3QPSK时域信号 (10)3.4扩充认知QPSK-OQPSK (10)3.5QPSK的应用领域 (11)四使用simulink搭建QPSK调制解调系统 (12)4.1信源产生 (12)4.2QPSK系统理论搭建 (13)五仿真模型参数设置及结果 (15)5.1仿真附图及参数设置 (15)5.2仿真结果 (16)5.3误码率曲线程序及其仿真结果 (17)六仿真结果分析 (19)七总结与展望 (20)致谢 (21)参考文献 (21)一．绪论1.1课题背景及仿真：1.1.1QPSK系统的应用背景简介QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控，是一种数字调制方式。

《MATLAB实践》报告——QPSK系统的误码率和星座图仿真一、引言数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。

基本的数字调制方式有振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、绝对相移键控（PSK）、相对（差分）相移键控（DPSK）。

在接收端可以采用想干解调或非相干解调还原数字基带信号。

数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。

然而，实际中的大多数信道（如）无线信道具有丰富的低频分量。

为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。

通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。

在数字通信系统中，信道噪声有可能使传输码元产生错误，错误程度通常用误码率来衡量。

因此，与分析数字基带系统的抗噪声性能一样，分析数字调制系统的抗噪声性能，也就是求系统在信道噪声干扰下的总误码率。

误码率（BER：bit error ratio）是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。

误码率是指错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例，更确切地说，误码率是码元在传输系统中被传错的概率，即误码率=错误码元数/传输总码元数。

如果有误码就有误码率。

误码的产生是由于在信号传输中，衰变改变了信号的电压,致使信号在传输中遭到破坏，产生误码。

噪音、交流电或闪电造成的脉冲、传输设备故障及其他因素都会导致误码（比如传送的信号是1，而接收到的是0；反之亦然）。

误码率是最常用的数据通信传输质量指标。

它表示数字系统传输质量的式是“在多少位数据中出现一位差错”。

误信率，又称误比特率，是指错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例，即误比特率=错误比特数/传输总比特数。

在数字通信系统中，可靠性用误码率和误比特率表示。

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。

%%pskclc;clear all;close all;nsymbol = 1e6;%%每种信噪比下符号数的发送符号数data = randint(1,nsymbol,[0,1]);%%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1bpsk_mod = 2*data-1;%%调制，0转化为-1；1转化为1spow = norm(bpsk_mod).^2/nsymbol;%%求每个符号的平均值，其中norm是求向量2范数函数SNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:length(SNR)sigma = sqrt(spow/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率s_receive = bpsk_mod+sigma*(randn(1,length(bpsk_mod))+j*randn(1,length(bpsk_mod)));%%添加复高斯白噪声bpsk_demod = (real(s_receive)>0);%%%解调data_receive=double(bpsk_demod);%%接收数据，转化为[err,ser(loop)] = symerr(data,data_receive);%误码率endser_theory = qfunc(sqrt(2*SNR));%理论误码率，注意Q函数和误差函数的对应关系semilogy(SNR_dB,ser,'-k*',SNR_dB,ser_theory,'-bo');title('BPSK信号在AWGN信道下的性能');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误码率','理论误码率');grid on;。

%%dpsk格雷码矩形%%等效基带调制clc;clear all;close all;%%关闭所有窗口，比如之前画的图nsymbol = 1e6;%%每种信噪比下符号数的发送符号数，10^6个数errornumber = zeros(1,10);errorratio = zeros(1,10);dataa = randi([0,1],1,2*nsymbol);%%产生1行，2*nsymbol列均匀分布的随机数datab = zeros(1,2*nsymbol);data_mod1 = zeros(1,nsymbol);%%各参量初始化data_mod2 = zeros(1,nsymbol);data_demod1 = zeros(1,nsymbol);data_demod2 = zeros(1,nsymbol);s_receive1 = zeros(1,nsymbol);s_receive2 = zeros(1,nsymbol);datab_receive = zeros(1,2*nsymbol);dataa_receive = zeros(1,2*nsymbol);datab(1) = xor(0,dataa(1));%%给定初始相位for l = 2:(2*nsymbol)%%逻辑运算datab(l) = xor(dataa(l),datab(l-1));endfor i = 1:nsymbol %%格雷码调制到星座图的映射if datab(2*i-1)==0 && datab(2*i)==0data_mod1(i) = 1;data_mod2(i) = 1;elseif datab(2*i-1)==0 && datab(2*i)==1data_mod1(i) = -1;data_mod2(i) = 1;elseif datab(2*i-1)==1 && datab(2*i)==1data_mod1(i) = -1;data_mod2(i) = -1;elseif datab(2*i-1)==1 && datab(2*i)==0data_mod1(i) = 1;data_mod2(i) = -1;endendSNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt(1/SNR(loop));%%%根据符号功率求噪声功率s_receive1 = data_mod1+sigma * randn(1,length(data_mod1));s_receive2 = data_mod2+sigma * randn(1,length(data_mod2));%%添加复高斯白噪声for k = 1:nsymbol%%反映射if s_receive1(k)>0 && s_receive2(k)>0data_demod1(k) = 0;data_demod2(k) = 0;elseif s_receive1(k)<0 && s_receive2(k)>0data_demod1(k) = 0;data_demod2(k) = 1;elseif s_receive1(k)<0 && s_receive2(k)<0data_demod1(k) = 1;data_demod2(k) = 1;elseif s_receive1(k)>0 && s_receive2(k)<0data_demod1(k) = 1;data_demod2(k) = 0;enddatab_receive(2*k-1) = data_demod1(k);datab_receive(2*k) = data_demod2(k);enddataa_receive(1) = xor(0,datab_receive(1));for n = 2:(2*nsymbol)dataa_receive(n) = xor(datab_receive(n),datab_receive(n-1));endfor m = 1:nsymbolif (dataa_receive(2*m-1) ~= dataa(2*m-1))||(dataa_receive(2*m) ~= dataa_receive(2*m))%%统计误码个数errornumber(loop) = errornumber(loop)+1;endenderrorratio(loop) = errornumber(loop)/nsymbol; %%计算误码率endser_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;%理论误码率，注意Q函数和误差函数的对应关系semilogy(SNR_dB,errorratio,'-k*',SNR_dB,ser_theory,'-ro');title('DPSK信号在AWGN信道下的性能（格雷码）');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误码率','理论误码率');grid on;%%坐标线。

QPSK理论误码率与实际误码率MATLAB仿真程序%%QPSKclc;clear all;close all;nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);data_receive1 = zeros(1,nsymbol);data_receive2 = zeros(1,nsymbol);data_receive = zeros(1,nsymbol*2);Wrongnumber = 0;SymbolWrongnumber = 0;for i=1:nsymbol %%调制symbol1 = data(2*i-1);symbol2 = data(2*i);if symbol1 == 0 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = 1;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = -1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = -1;endendSNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbolif qpsk_receive2(k) > qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 1;endif qpsk_receive2(k) < qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 0;endif qpsk_receive2(k) > -qpsk_receive1(k)data_receive1(k) = 0;endif qpsk_receive2(k) < -qpsk_receive1(k)data_receive1(k) = 1;enddata_receive(2*k-1) = data_receive1(k);data_receive(2*k) = data_receive2(k);endfor p=1:(nsymbol*2)if data_receive(p) ~= data(p)Wrongnumber = Wrongnumber + 1;endendfor l=1:nsymbolif data_receive1(l)~=data(2*l-1);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;endendPe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);Wrongnumber = 0 ;SymbolWrongnumber = 0;endPe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');grid on;。

%%QPSK格雷码clc;clear all;close all;nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);data_receive1 = zeros(1,nsymbol);data_receive2 = zeros(1,nsymbol);data_receive = zeros(1,nsymbol*2);Wrongnumber = 0;SymbolWrongnumber = 0;for i=1:nsymbol %%调制symbol1 = data(2*i-1);symbol2 = data(2*i);if symbol1 == 0 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = 1;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = -1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = -1;endendSNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbolif qpsk_receive2(k) > qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 1;endif qpsk_receive2(k) < qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 0;endif qpsk_receive2(k) > -qpsk_receive1(k)data_receive1(k) = 0;endif qpsk_receive2(k) < -qpsk_receive1(k)data_receive1(k) = 1;enddata_receive(2*k-1) = data_receive1(k);data_receive(2*k) = data_receive2(k);endfor p=1:(nsymbol*2)if data_receive(p) ~= data(p)Wrongnumber = Wrongnumber + 1;endendfor l=1:nsymbolif data_receive1(l)~=data(2*l-1);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;endendPe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);Wrongnumber = 0 ;SymbolWrongnumber = 0;endPe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');grid on;%%QPSK非格雷码clc;clear all;close all;nsymbol = 50000;%%每种信噪比下符号数的发送符号数data = randi([0,1],1,nsymbol*2); %%产生1行，nsymbol列均匀分布的随机数0,1 qpsk_mod1 = zeros(1,nsymbol);qpsk_mod2 = zeros(1,nsymbol);data_receive1 = zeros(1,nsymbol);data_receive2 = zeros(1,nsymbol);data_receive = zeros(1,nsymbol*2);Wrongnumber = 0;SymbolWrongnumber = 0;for i=1:nsymbol %%调制symbol1 = data(2*i-1);symbol2 = data(2*i);if symbol1 == 0 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = 1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 0 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = 1;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 0qpsk_mod1(i) = -1;qpsk_mod2(i) = 0;elseif symbol1 == 1 & symbol2 == 1qpsk_mod1(i) = 0;qpsk_mod2(i) = -1;endendSNR_dB = 1:10;%%%信噪比dB形式SNR = 10.^(SNR_dB/10);%%信噪比转化为线性值for loop= 1:10sigma = sqrt(1/(2*SNR(loop)));%%%根据符号功率求噪声功率qpsk_receive1 = qpsk_mod1 + sigma * randn(1,nsymbol);qpsk_receive2 = qpsk_mod2 + sigma * randn(1,nsymbol); %%添加复高斯白噪声for k=1:nsymbolif qpsk_receive2(k) > -qpsk_receive1(k)data_receive1(k)=0;if qpsk_receive2(k) > qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 1;elsedata_receive2(k) = 0;endelseif qpsk_receive2(k) < -qpsk_receive1(k)data_receive1(k)=1;if qpsk_receive2(k) > qpsk_receive1(k)data_receive2(k) = 0;elsedata_receive2(k) = 1;endenddata_receive(2*k-1) = data_receive1(k);data_receive(2*k) = data_receive2(k);endfor p=1:(nsymbol*2)if data_receive(p) ~= data(p)Wrongnumber = Wrongnumber + 1;endendfor l=1:nsymbolif data_receive1(l)~=data(2*l-1);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;elseif data_receive2(l) ~= data(2*l);SymbolWrongnumber = SymbolWrongnumber + 1;endendPe(loop)=SymbolWrongnumber/nsymbol;Pb(loop)=Wrongnumber/(nsymbol*2);Wrongnumber = 0 ;SymbolWrongnumber = 0;endPe_theory = 1-(1-qfunc(sqrt(SNR))).^2;Pb_theory = 0.5* erfc(sqrt(SNR/2));semilogy(SNR_dB,Pb,'-k*',SNR_dB,Pb_theory,'-bo',SNR_dB,Pe,'-r',SNR_dB,Pe_theory,'g') title('QPSK信号在AWGN信道下的性能');xlabel('信噪比/dB');ylabel('误码率');legend('误比特率','理论误比特率','误码率','理论误码率');grid on;。