正交编码加BPSK与MFSK性能仿真.docx

正交编码加BPSK与MFSK性能仿真1、正交编码加BPSK仿真1.1、系统模型通信系统模型如图1所示。图1 正交编码加BPSK系统框图各模块的功能和参数设置：数字信源：产生等概的0、1序列。正交编码：将输入的01序列映射为M阶Hadamard正交序列，编码效率为上采样：将编码后的数据进行插零，如果过采样率为，则相邻码元符号之间插入Fs-1个0.平方根升余弦滤波器：接收端与发送端采用相同的平方根升余弦滤波器，两者综合的效果相当于一个升余弦滤波器，能够抵抗码间干扰，同时也实现了匹配滤波。本仿真中，采用FIR滤波器，滚降系数，抽头个数.其中，为滤波器阶数，为滤波器的过采样率。 AWGN：加性高斯白噪声，根据系统仿真设置的来计算符号信噪比，对于实信号，两者之间的转换关系为：其中，为比特信噪比，为编码效率，定义式如，为过采样率。下采样：对接收端经过平方根升余弦滤波器之后的输出进行抽取采样。这里需要注意滤波器的延迟，综合发送端和接收端滤波器的影响，输出延迟为：相关检测：对采样数据进行相干检测，即对每个符号的接收波形分别与个正交波形进行相关运算，得到最大的相关值，所对应的正交波形即为该符号的发送波形，利用编码映射关系即可得到发送序列的估计。误码率统计：利用蒙特卡洛方法对误码率进行估计。1.2、MATALB仿真1.2.1、正交编码加BPSK不同编码效率由式，不同的Hadamard正交波形的阶数M决定了不同的编码效率。对于不同的比特信噪比，分别仿真时的误比特率性能，并且根据式转换关系，分别以、为横坐标做出BER性能曲线，如图2和图3所示。由图2、3可以看出，随着M阶数的增加，相同、时，误码率降低。即编码效率越低，误码率越低。误码性能的提高是以降低编码效率或者提高系统带宽为代价的。当采用M进制的正交信号时，所需传输带宽为未编码信号带宽的倍。作为对比，图2中还做出了未编码BPSK的误码率性能，可以看到，当M=2,4时，误码率性能要低于未编码的BPSK，其原因可以这样理解：采用编码可以带来编码增益，但同时编码增加的冗余比特使得在相同的 情况下码元信噪比降低，性能恶化。M=2、4时后者的影响要大于前者。而当 时，编码增益的提高影响更大，所以误比特率性能提高。图2 正交编码加BPSK不同编码效率下的BER（1）图3 正交编码加BPSK不同编码效率下的BER（2）1.2.2、不同仿真采样率下误码率性能取M=8，分别仿真过采样率为时系统的误码率，在不同的横坐标下做出误码率曲线，如图4,5所示。图4 正交编码加BPSK不同采样率下的BER（1）由图4可以看出，在相同的比特信噪比时误码率性能在不同的采样率情况下是一样的，图中不同曲线之间的误差是随机误差。而由图5中显示，在相同的条件下，随着采样率的提高，误码率降低。原因在于，相同时，采样率越高对应的越大，其误码率就越低。所以，对于连续信道，用作为横坐标比用更具有可比性，因为它是用平均传输每一个原始信息比特的能量与信道噪声的功率谱密度作比较，从而避免了因冗余的引入使得总传输能量增加而造成的不可比性。图5 正交编码加BPSK不同采样率下的BER（2）2、MFSK仿真2.1、系统模型采用相干检测的MFSK系统模型如图6所示。图6 MFSK系统框图各模块的功能和参数设置：数字信源：产生等概的0、1序列。MFSK编码：采用正交MFSK波形调制，这与正交编码加BPSK相类似，都是将个信息比特映射为不同的正交波形（序列）。设每个符号的样本数为，则编码效率为上采样：将编码后的数据进行插零，如果过采样率为，则相邻码元符号之间插入Fs-1个0.平方根升余弦滤波器：接收端与发送端采用相同的平方根升余弦滤波器，两者综合的效果相当于一个升余弦滤波器，能够抵抗码间干扰，同时也实现了匹配滤波。本仿真中，采用FIR滤波器，滚降系数，抽头个数N=30.AWGN：加性高斯白噪声，根据系统仿真设置的来计算符号信噪比，对于实信号，两者之间的转换关系为：其中，为比特信噪比，为编码效率，定义式如，为过采样率。下采样：对接收端经过平方根升余弦滤波器之后的输出进行抽取采样。这里需要注意滤波器的延迟，综合发送端和接收端滤波器的影响，输出延迟为：相关检测：对采样数据进行相关检测，即对每个符号的接收波形分别与个正交波形进行相关运算，得到最大的相关值，所对应的正交波形即为该符号的发送波形，利用编码映射关系即可得到发送序列的估计。误码率统计：利用蒙特卡洛方法对误码率进行估计。2.2、MATALB仿真2.2.1、MFSK不同调制阶数分别仿真时正交MFSK相干检测时误比特率性能，并且根据式转换关系，分别以、为横坐标做出BER性能曲线，如图7和图8所示。图7 正交编码加BPSK不同编码效率下的BER（1）由图7、8可以看出，随着M阶数的增加，相同、时，误码率降低。即编码效率越