(BPSKQPSK8PSK16QAM等调制方式的性能仿真及频率利用率的对比及分析.docVIP

引言 2 1 BPSK QPSK 8PSK 16QAM 调制方式的性能仿真和频率利用率的对比分析 2 1.1 BPSK QPSK 8PSK 的性能仿真 2 1.2 16QAM 的性能仿真 6 2 四种调制方式各自的使用场景 9 3 能量利用率 10 3.2 QPSK的能量效率 10 3.3 8PSK的能量效率 10 3.4 16QAM的能量效率 11 结论 11 参考文献 11 引言 随着信息事业的迅猛发展，对数字信号调制性能上的要求越来越高本文对BPSK QPSK 8PSK 16QAM等调制方式的性能进行仿真及频率利用率的对比及分析，主要对QPSK和16QAM的相关性能进行了阐述。并对上述四种调制方式各自的使用场景进行总结。同时分析以上四种方式的能量效率，即每比特能量消耗的对比分析。 1 BPSK QPSK 8PSK 16QAM 调制方式的性能仿真和频率利用率的对比分析 1.1 BPSK QPSK 8PSK 的性能仿真 BPS K调制方式：所谓 BPSK就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。在恒参信道条件下，相移键控(BPSK) 与幅移键控( AS K) 和频移键控( F S K) 相比，具有较高的抗噪声干扰性能，且能有效地利用所给定的信道频带，即使在有多径衰落的信道中也有较好的结果，所以BPSK是一种较好的调制方式。 四相相移键控( Q P S K ) 是一种性能优良，应用十分广泛的数字调制方式，它的频带利用率高，是二相相移键控( B P S K) 的2倍。且Q P S K调制技术的抗干扰性能强，采用相干检测时其误码率性能与B P S K相同。 8PSK，即8 Phase Shift Keying，也就是八相相移键控的意思。QPSK调制方式中，每个相位包含了2位二进制信息，而8PSK调制方式中，每个相位包含了3位二进制信息，因而编码效率提高了50%，但同时，8PSK的抗扰性比QPSK要低很多。 8PSK调制星座图： 经过上面的介绍可以发现，这三种信号的调制本质是一样的。因此这里只据一列进行说明：我们对M=4PSK通信系统进行蒙特卡洛仿真,其系统框图如图 1 所示。 如上图所示，由仿真式 定义给出随机变矢量r，是信号相关器的输出和判决器的输入。产生—个正交( 2比特)符号序列，将其映射到相应的四相信号点上。使用随机数发生器将（0,1）划分成四个均匀的区间，分别对应信息比特00,01,11,10。通过改变信号的能量参数来控制接收信号的噪声比。判决器有决定。将判决器的输出与发送符号相比较，计算出误符号数和误比特数。在不同的信噪比下发送10000个符号的蒙特卡洛仿真。 图 1 用MATLAB进行仿真 程序清单如下： （1）函数文件Pskmoto.m进行蒙特卡洛仿真 function[pb,ps]=pskmoto(snr_in_dB) N=10000; E=1; snr=10^(snr_in_dB/10);%计算信噪比的数值 sgma=sqrt(E/snr)/2; n=[0 0]; s00=[1 0];s01=[0 1]; s11=[-1 0];s10=[0 -1]; for i=1:N; temp=rand;%区间为（0,1）的一个随机变量 if(temp0.25) dsource1(i)=0; dsource2(i)=0; elseif(temp0.5) dsource1(i)=0; dsource2(i)=1; elseif(temp0.75) dsource1(i)=1; dsource2(i)=0; else dsource(i)=1; dsource(i)=1; end;end;%判决、误码率的计算 numofsymbolerror=0; numofbiterror=0; for i=1:N; n=gngauss(sgma); if((dsource1(i)==0)(dsource2(i)==0)) r=s00+n; elseif((dsource1(i)==0)(dsource2(i)==1)) r=s01+n; elseif((desource1(i)==1)(dsouce2(i)==0)) r=s10+n; else