Communication Theory_exp2 MPSK通信系统的设计与性能研究

目录

一、实验目的

二、实验原理

2-1调制解调原理

2-1-1发送端：一组M载波相位调制信号

2-1-2接收端：最佳检测器判决方法

2-2 8PSK系统框图

三、实验内容

3-1设计子函数

3-1-1 8PSK信号生成子函数（对照给出4PSK信号生成子函数）

3-1-2 添加高斯噪声子函数

3-1-3 星座图绘制子函数

3-1-4 8PSK检测器子函数（对照给出4PSK检测器子函数）

3-2设计主函数

3-2-1 8PSK调制不同方差星座图系统

3-2-2 QPSK+8PSK调制对比系统

四、遇到的问题及收获

4-1遇到的问题

4-2收获

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代码文件在资源~

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MPSK通信系统的Monte Carlo仿真方法 
5. 掌握MPSK通信系统的组成原理 
6. 学习报告的写作、排版方法，掌握报告写作的重点，体现个人工作量和创新性。

二、实验原理

2-1调制解调原理

2-1-1发送端：一组M载波相位调制信号

 2-1-2接收端：最佳检测器判决方法

2-2 8PSK系统框图

图 1 8PSK系统框图

三、实验内容

3-1设计子函数

3-1-1 8PSK信号生成子函数（对照给出4PSK信号生成子函数）

①函数名：yingshe

功能：生成随机的3比特序列（二进制数)，并将它们映射到 8PSK 信号的相应相位。计算每个3比特序列对应的同相（I）和正交（Q）分量。

输入：信号个数L

输出：同相（I）和正交（Q）分量、每个信号对应索引phase_index、8PSK的8个相位phases

②功能实现思路：

首先用rand函数生成3*L个0到1之间的随机数，然后以0.5为界转化为1、0二进制序列。每三个一组，每组的3比特化为十进制数作为改组的phase_index，即格雷码。对应每个phase_index计算同相、正交分量。

③代码及关键注释：

function [I,Q,phase_index,phases] = yingshe(L)

rand_num = rand(1, L*3); % L个信号，每个信号对应3个比特，所以这里产生3*L个随机数

for j= 1:L*3 %随机数转化为0、1二进制序列

if rand_num(j) < 0.5

rand_num (j) = 0;

else

rand_num (j) = 1;

end

end

I = zeros(1, L);

Q = zeros(1, L);

phase_index= zeros(1, L);

% 定义8PSK的8个相位（以弧度为单位）

phases = [0, pi/4, 3*pi/4,pi/2, 7*pi/4,3*pi/2, pi, 5*pi/4];

%相位依次对应000 001 010 011 100 101 110 111

% 将二进制序列映射到8PSK

for i = 1:L

% 3个一组转换为3比特

bits = rand_num(3*i-2:3*i);



% 将3比特转换为十进制（格雷码）

phase_index(i) = bits(1) * 4 + bits(2) * 2 + bits(3)+1;%索引1来访问数组中的第一个元素



% 计算同相和正交分量

I(i) = cos(phases(phase_index(i)));

Q(i) = sin(phases(phase_index(i)));

end

end

④对照给出4PSK信号生成子函数代码及关键注释：（变更处已给出注释，思路一样）

function [Q_I,Q_Q,Q_phase_index,Q_phases] = Q_yingshe(L)

rand_num = rand(1, L*2); % L个信号，每个信号对应2个比特

for j= 1:L*2 %随机数转化为0、1二进制序列

if rand_num(j) < 0.5

rand_num (j) = 0;

else

rand_num (j) = 1;

end

end

Q_I = zeros(1, L);

Q_Q = zeros(1, L);

Q_phase_index= zeros(1, L);

% 定义QPSK的4个相位（以弧度为单位）

Q_phases = [0, pi/2, 3*pi/2, pi];

%相位依次对应00 01 10 11

% 将二进制序列映射到QPSK

for i = 1:L

% 2个一组转换为2比特

bits = rand_num(2*i-1:2*i);

% 将2比特转换为十进制

Q_phase_index(i) = bits(1) * 2 + bits(2) * 1 +1;

Q_I(i) = cos(Q_phases(Q_phase_index(i)));

Q_Q(i) = sin(Q_phases(Q_phase_index(i)));

end

end