通信原理实验报告
实验二QPSK通信系统的Mo
teCarlo仿真
一、实验目的
1提高独立学习的能力2培养发现问题，解决问题，分析问题的能力3学习Matlab的使用4掌握4PSK通信系统的Mo
teCarlo仿真方法5掌握4PSK通信系统的组成原理6比较编码信号与未编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码原理的理解。
二、实验原理
1．调制解调原理一组M载波相位调制信号波形的一般表示式为：
umt
AgT
tcos2fct

2mmM

01M
1
式中gTt是发送滤波器的脉冲形状，决定了传输信号的频谱特性，A是信号的幅度，PSK信
号对所有的m都具有相同的能量，即
mum2tdts
其中的s代表每个传输符号的能量。
当gTt是一个矩形脉冲时，定义为
gTt
20tTT
这时在符号区间0tT内传输的信号波形可以表示为（用As）
umt
2sT
cos2fct
2mm01MM
1
把式中的余弦函数的相角看成两个相角的和，可以将上式表示为
umt

s
gT
t
cos

2mM

cos2f
ct



s
gT
t
si


2mM

si

2fc
t

smc1tsms2t
这里smc
s
cos
2mM

sms

s
si

2mM
，而
1t和
2t是两个正交基函数，定义为
1tgTtcos2fct2tgTtsi
2fct适当地将gTt归一化，就可以将这两个基函数的能量归一化到1。这样一个相位调制信
号可以看作两个正交载波，起幅度取决于在每个信号区间内的相位，因此，数字相位调制信
号在几何上可用smc和sms的二维向量来表示，即
sm


s
cos
2mM

s
si

2mM

f在AWGN信道中，在一个区间内接受到的带通信号可以表示为
rtumt
tumt
ctcos2fct
stsi
2fct其中
ct和
st是加性噪声的同相分量和正交分量，将这个接收信号与给出的1t和2t
作相关，两个相关器的输出可以表示为：
rsm

s
cos
2mM


c
s
si

2mM


s

这两个正交的噪声分量
ct和
st是零均值，互不相关的高斯随机过程，这样
E
cE
s0
E
c
s0，方差为E
c2
E
s2

N02
。
最佳检测器将接收到的信号向量r投射到M个可能的传输信号向量sm之一上去，并
选取对应与最大投影的向量，从而得到相关准则为
C
r
sm

r

sm
。
由于二相相位调制与二进制PAM是相同的，所以差错概率为
P2pskQ

2b

N0
式中b是每比特能量。4PSK可以看作是两个在正交载波上的二相相位调制系统，所以1个比特的差错概率与二相相位调制是一致的。
2．信道纠错编码
在随机信道中，错码的出现是随机的，且错码之间是统计独立的。例如，由高斯白噪声
引起的错码就具有这种性质。因此，当信道中加性干扰主要是这种噪声时，就称这种信r