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1、MonteCarlo仿真山东大学通信原理实验QPSK通信系统的MonteCarlo仿真实验报告班级：通信一班姓名:荣林林20071001089李海强2007120108631RongLinlin&LiHaiQiangShanDongUniversityMonteCarlo仿真山东大学通信原理实验一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab的使用；4、掌握4PSK通信系统的MonteCarlo仿真方法；5、掌握4PSK通信系统的的组成原理；6、比较编码信号和为编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码的理解；二、系统
2、框图及编程原理实验原理PSK是利用载波的不同相位表示相应的数字信息。对于二进制相位调制（M=2)来说，两个载波相位是0和π。对于M相相位调制来说M=2k，这里k是每个传输符号的信息比特数。4PSK是M=4的载波相位调制。这里，将理论差错概率与仿真的差错概率比较，进一步观察仿真与理论值之间的差别。同时，用不同的判决准则对接受信号进行判决。并比较两种判别方法的差别。一．QPSK调制原理1．信号能量分析一组M载波相位调制信号波形的一般表示式为m=[0，M-1]式中是发送滤波器的脉冲形状，它决定了传输信号的频谱特性，A是信号的幅度。注意到，PSK信号对所有m都具有相等的能量，即
3、31RongLinlin&LiHaiQiangShanDongUniversityMonteCarlo仿真山东大学通信原理实验代表每个传输符号的能量。2．噪声分析传输信号的信道假设被加性噪声n(t)所污损，这样信号在接收端将产生误码。因为n(t)是功率谱为的白高斯过程的一个样本函数，所以噪声分量就是零均值高斯型的，即3．信号判决分析最佳检测器将接收信号向量r投射到M个可能的传输信号向量{}之一上去，并选取对应于最大投影的向量。据此，得到相关准则为m=[0,M-1]检测器观察到接收信号向量，并计算r在4种可能的信号向量上的投影。根据选取对应于最大投影的信号点作为判决，从而
4、判决出信号。同时，检测器的判决准则也可采用最小距离法，即利用星座图上符号间的距离进行判决，从而得到判决结果。31RongLinlin&LiHaiQiangShanDongUniversityMonteCarlo仿真山东大学通信原理实验二．MonteCarlo仿真过程仿真框图如图（一）图（一）用于MonteCarlo仿真的4PSK系统的方框图如图所示，利用一个随机数发生器，产生（0，1）范围内的随机数。再将这个范围分成四个相等的区间（0，0.25），（0.25，0.5），（0.5，0.75），（0.75，1.0），这些子区间分别对应于00，01，11，10信息比特对，再用
5、这些比特对来选择信号相位向量。加性噪声的同相分量和正交分量，在上面讨论过，即为零均值，方差为的统计独立的高斯随机变量。在检测器观察到的接收信号向量，利用上面讨论的两种检测方法，得到判决结果，并与传输符号作比较，最后对符号差错和比特差错计数三、信道纠错编码信道解码QPSK解调AWGN信道QPSK调制信道编码输入数据31RongLinlin&LiHaiQiangShanDongUniversityMonteCarlo仿真山东大学通信原理实验在随机信道中，错码的出现是随机的，且错码之间是统计独立的。有高斯白噪声引起的错码就具有这种性质。所以，当信道中加性噪声为这种噪声时，就成
6、这种信道为随机信道。由于发送码元是随机的，接收端是无法预知的，也无法识别其中有无错码，为此，可在发送端的信息码元序列中，增加一些监督码元，这些监督码元与信息码元之间有一定的关系，接收端利用这种关系，来发现和纠正其中的可能存在的错码。在信息码元中加入监督码元就称为差错控制编码，也称纠错编码。汉明编码就是一种能够纠正一位错码，且编码效率较高的线性分组码。具体的汉明编码过程主要为：以（7，4）汉明编码为例，发送端信息序列以4个一组，再加上3个监督位，构成7为发送信息。其中，a0,a1,a2为监督位，a3,a4,a5,a6为信息序列。用S1，S2，S3为三个校正因子，当[S1,
7、S2,S3]=001,错码位置a0,010,错码位置a1,100,错码位置a2,011,错码位置a3,101,错码位置a4,110,错码位置a5,111,错码位置a6,000,无错码。在发送端编码时，信息位a3,a4,a5,a6的值决定于输入信号，因此他们是随机的，监督位的a2,a1,a0根据信息位的取值按照监督关系（即是校验因子的值全为零），可以解得：31RongLinlin&LiHaiQiangShanDongUniversityMonteCarlo仿真山东大学通信原理实验a2=a6a5a4,a1=a6a5a3,a0=a6a4a3,给
