基于matlab的QPSK与BPSK信号性能比较仿真(2)

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2.3.2 QPSK系统误码率

在QPSK体制中，由其矢量图（图2.7）可以看出，因噪声的影响使接收端解调时发生错误判决，是由于信号矢量的相位发生偏离造成的。例如，设发送矢量的相位为45，它代表基带信号码元“11”，若因噪声的影响使接收矢量的相位变成135，则将误判为“01”。当各个发送矢量以等概率出现时，合理的判决门限应该设在和相邻矢量等距离的位置。在图中对于矢量“11”来说，判决门限应该设在0和90。当发送“11”时，接收信号矢量的相位若超出这一范围（图

????90 0?图2.6 QPSK信号解调原理框图 图2.7 QPSK噪声容限

中阴影区），则将发生错判。设f(?)为接收矢量（包括信号和噪声）相位的概率密度，则发生错误的概率为：

Pe?1???/20f(?)d?

省略计算f(?)和Pe的繁琐过程，直接给出计算结果：

1Pe?1?[erfcr/2]2

2上式计算出的是QPSK信号的误码率。若考虑其误比特率，正交的两路相干解调方法和2PSK中采用的解调方法一样。所以其误比特率的计算公式也和2PSK的误码率公式一样。

2.4 QPSK信号在AWGN信道下仿真

仿真代码见附录代码2。 运行结果如图2.8：

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图2.8 AWGN环境下QPSK系统的仿真和理论结果

由运行结果可以看出，仿真值与理论值基本吻合，误码率值随信噪比增大而下降。

第三章 BPSK通信系统原理与仿真

3.1 BPSK信号的调制原理

s(t)双极性不归零码型变换乘法器e2PSK(t)cos?ct图3.1 模拟调制方法

开关电路cos?ct0e2PSK(t)?s(t)图3.2 键控调制方法

1800移相BSPK信号通常有2种调制方式，分别如图3.1、3.2所示。

在2PSK中，通常用初始相位0和p分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域

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表达式为

e2PSK(t)?Acos(?ct??n)式中，?n表示第n个符号的绝对相位：

?n??1”时??,发送“?0，发送“0”时因此，上式可以改写为

?Acos?ct,概率为Pe2PSK(t)????Acos?ct,概率为1?P3.2 BPSK解调原理及误码率分析

BPSK信号的解调器原理方框图3.3和波形图3.4，这里给出的解调框图采用相干解调的接收方法。

带通滤波器

ae2PSK(t)相乘器c低通滤波器d抽样判决器定时脉冲e输出cos?ctb图3.3 BPSK信号相干解调框图

波形图中，假设相干载波的基准相位与2PSK信号的调制载波的基准相位一致（通常默认为0相位）。但是，由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出数字信

ectb10011atTstdt10011t图3.4 相干解调波形示意图

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号全部出错。这种现象称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。这也是2PSK方式在实际中很少采用的主要原因。另外，在随机信号码元序列中，信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。

第四章 QPSK与BPSK性能比较

4.1 QPSK与BPSK在多信道下比较仿真

QPSK仿真程序见代码3。BPSK仿真程序见代码4。

下面对QPSK与BPSK在多信道下的BER-SNR曲线进行横向及纵向的比较，如表4-1所示。

4.1.1 纵向比较分析

图中依次给出LOS信道、莱斯平坦衰落信道、莱斯频率选择性衰落、瑞利平坦衰落信道、瑞利频率选择性衰落。比较频率选择性衰落和其相应的平坦衰落，可发现频率选择性衰落比相应的平坦衰落的性能差。比较莱斯信道和瑞利信道，可发现不存在视距分量的瑞利信道比存在视距分量的任何莱斯信道的性能差。

表4-1 QPSK与BPSK在多信道下性能比较

信道 QPSK BPSK LOS

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莱斯平坦衰落 莱斯频率选择性衰落 信道 QPSK BPSK 瑞利平坦衰落