【matlab】仿真4PSK调制信号在高斯信道下的性能，并与理论分析结果比较——理论篇

1.     试编写程序，仿真4PSK调制信号在高斯信道下的性能，并与理论分析结果比较。

 

一、4PSK调制信号在高斯信道下的性能仿真

仿真4PSK的调制以及解调的仿真图，包括已调信号的波形，解调后的信号波形，眼图和误码率。

在仿真的基础上分析比较了各种调制方法的性能，并比较仿真模型与理论性能，证明了仿真模型是否有效。

目前，改进的数字调制方式主要有偏置正交相移键控，π/4正交差分相移键控，最小频移键控，高斯最小频移键控，正交频分复用，网格编码调制等。

这里我们采用最小频移键控。

二、4PSK的调制与解调

四进制绝对相移键控(4PSK)直接利用载波的四种不同相位来表示数字信息。如图1所示

                                图1 4PSK信号相位矢量图 

由于每一种相位代表两个比特信息，因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。两个二进制码元中的前一比特用a来表示，后一比特用b表示，则双比特ab与载波相位的关系入下表1：

                                    表1  双比特ab与载波相位的关系

双比特码元

载波相位（φ_n）

 a

b

A方式

B方式

0

0

0^o

225^o

1

0

90^o

315 ^o

1

1

180^o

45 ^o

0

1

270^o

135 ^o

 

 

 

 

 

 

 

关键原理：分别对两个正交载波信号进行双边带调制—>相加—>四进制信号。

显而易见，通过这种方法巧妙地便将数字调相和线性调制结合起来，从而为四相波形的产生提供理论支撑。

4PSK的调制方法有正交调制方式（双路二相调制合成法或直接调相法）、相位选择法、插入脉冲法等。

这里我们采用正交调制方式。

4PSK的正交调制原理如图2：

                                图2  4PSK正交调制原理方框图

框架分析：由两个载波正交的2PSK调制器组合

Step1：串/并变换器：将输入的二进制序列分为速度减半的两个并行双极性序列a和b（a,b码元在事件上是对齐的）

Step2：再分别进行极性变换，把极性码变为双极性码（0→-1，1→+1）Step3：然后分别调制到cosω_ct和sinω_ct两个载波上，两路相乘器输出       的信号是相互正交的抑制载波的双边带调制（DSB）信号，其       相位与各路码元的极性有关，分别由a和b码元决定。

Step4：两个乘法器，其中一个用于产生0^o与180^o两种相位状态，另一个用于产生90^o与270^o两种相位状态，相加后就可以得到45^o，135^o，225^o，和315^o四种相位。经相加电路后输出两路的合成波形，即是4PSK信号。