Pi4-DQPSK系統(tǒng)誤碼性能的MATLAB仿真本文利用MATLAB進(jìn)行了一個(gè)Pi4-DQPSK系統(tǒng)誤碼性能的仿真分析。首先，介紹了Pi4-DQPSK系統(tǒng)的基本概念和原理。隨后，利用MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，并實(shí)現(xiàn)了基本的調(diào)制、解調(diào)、水線濾波器和誤碼率統(tǒng)計(jì)等功能。最后，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得出了系統(tǒng)的誤碼性能曲線和誤碼率的下降速度等性能指標(biāo)。一、Pi4-DQPSK系統(tǒng)基本概念和原理Pi4-DQPSK（PhaseShiftKeying）是一種常用的數(shù)字調(diào)制方式，它是將原始數(shù)字信號(hào)通過(guò)一定的編碼方式和調(diào)制方式轉(zhuǎn)換為具有相位差異的信號(hào)。Pi4-DQPSK是對(duì)4相位差位移鍵控調(diào)制（4PSK）的改進(jìn)，它采用四個(gè)相近的相位角來(lái)表示碼元，每?jī)蓚€(gè)相序之間的相位差為$45^\\circ$，具有良好的平移不變性和抗多徑干擾能力。Pi4-DQPSK的調(diào)制原理是在二進(jìn)制信號(hào)源經(jīng)過(guò)碼型轉(zhuǎn)換器（Pi/4-QPSKMapper）后，將獲得的Pi/4-QPSK符號(hào)映射直接映射到相位平面上，然后用基帶I-Q調(diào)制器實(shí)現(xiàn)相位和振幅的調(diào)制。在接收端，采用相干解調(diào)和差分解調(diào)兩種解調(diào)技術(shù)進(jìn)行解調(diào)，通過(guò)解調(diào)器將調(diào)制的信號(hào)恢復(fù)成原始的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的改變和傳輸。二、Pi4-DQPSK系統(tǒng)MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)1.系統(tǒng)建模在MATLAB環(huán)境下，首先需要進(jìn)行的就是系統(tǒng)的建模。建模的過(guò)程包括信號(hào)源、調(diào)制、解調(diào)、濾波器和誤碼率統(tǒng)計(jì)等組建。信號(hào)源是產(chǎn)生二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)作為系統(tǒng)輸入信號(hào)的組件，調(diào)制器將輸入信號(hào)按照一定的調(diào)制方式轉(zhuǎn)化為調(diào)制信號(hào)，解調(diào)器將調(diào)制信號(hào)還原為原始信號(hào)，濾波器用于處理調(diào)制信號(hào)的低通濾波，誤碼率統(tǒng)計(jì)用于分析系統(tǒng)的誤碼性能。2.系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置在建模過(guò)程中，需要設(shè)置一些參數(shù)值，包括信號(hào)頻率、采樣頻率、信噪比、碼元速率等。這些參數(shù)設(shè)置對(duì)系統(tǒng)的仿真結(jié)果會(huì)有明顯的影響，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理設(shè)置。3.調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)Pi4-DQPSK調(diào)制器的實(shí)現(xiàn)主要涉及Pi/4-QPSK映射器和相干調(diào)制器兩部分。映射器將輸入的二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為Pi/4-QPSK符號(hào)，并將它們映射到相位平面上。相干調(diào)制器采用差分編碼和帶限匹配濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)相位和振幅的調(diào)制。4.解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)Pi4-DQPSK解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)主要涉及相干解調(diào)器和差分解調(diào)器兩部分。相干解調(diào)器接收調(diào)制信號(hào)，采用本地的本振參考信號(hào)對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行混頻后，將混頻后的信號(hào)通過(guò)低通濾波器進(jìn)行濾波和限幅，得到解調(diào)輸出信號(hào)。差分解調(diào)器首先將輸入信號(hào)分為I、Q兩路信號(hào)，然后分別對(duì)I、Q兩路信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。5.水線濾波器的實(shí)現(xiàn)水線濾波器用于對(duì)解調(diào)器的輸出信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理，以獲得基帶信號(hào)。6.誤碼率統(tǒng)計(jì)的實(shí)現(xiàn)根據(jù)仿真得到的調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)誤碼率統(tǒng)計(jì)。誤碼率統(tǒng)計(jì)主要分為兩個(gè)部分：比特錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和誤碼率計(jì)算。在比特錯(cuò)誤計(jì)數(shù)中，比較接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)中的差異，并計(jì)算錯(cuò)誤比特個(gè)數(shù)。在誤碼率計(jì)算中，根據(jù)比特錯(cuò)誤個(gè)數(shù)和誤碼總數(shù)計(jì)算誤碼率。三、系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)和性能分析在完成Pi4-DQPSK系統(tǒng)的MATLAB仿真實(shí)現(xiàn)后，接下來(lái)需要進(jìn)行實(shí)際的仿真實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證系統(tǒng)的性能并分析其誤碼率性能等指標(biāo)。首先，可以繪制出Pi4-DQPSK調(diào)制信號(hào)的相位軌跡圖，并通過(guò)對(duì)比相位角差值的變化來(lái)驗(yàn)證其平移不變性。其次，可以繪制出系統(tǒng)的誤碼率曲線圖，并通過(guò)較大量的仿真實(shí)驗(yàn)得出誤碼率的下降速度。誤碼率曲線圖如下所示：通過(guò)誤碼率曲線圖可以明顯看出，Pi4-DQPSK系統(tǒng)的誤碼率隨著信噪比的增大而逐漸減小，且誤碼率的下降速度較快。同時(shí)，由于Pi4-DQPSK具有較好的抗干擾能力，因此在信噪比較低的情況下也能保持較佳的誤