11.1數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 11.1.1信源、信道編解碼器設(shè)計(jì)原理 2 2 4 41.3BPSK調(diào)制在AWGN信道中仿真分析 61.4QPSK調(diào)制在AWGN信道中仿真分析 91.5誤碼率隨信噪比變化 為了仿真對比數(shù)字相位調(diào)制BPSK與QPSK的技術(shù)性能，我們需要對數(shù)字通信系統(tǒng)進(jìn)行模擬，然后進(jìn)行不同信噪比以及不同環(huán)境下的仿真性能分析，由此下文我們將進(jìn)行簡單的波形對比，進(jìn)而得出兩種數(shù)字相位調(diào)制性能分析對比結(jié)果。根據(jù)文獻(xiàn)[9]~[14]列出所給參數(shù)表表4-1仿真所用參數(shù)列表1.1數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理對于水聲通信信道模擬的設(shè)計(jì)我們將按照以下系統(tǒng)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖下所示信信宿信源解碼器信道解碼器解調(diào)器通信信道調(diào)制器信道編碼器信源編碼器信源一般為2:1~5:1。其基本原理是根據(jù)源代碼出現(xiàn)的概率大小進(jìn)行排序，以便有較序的加入一些冗余碼元(校驗(yàn)比特或監(jiān)督比特),讓傳輸碼字按一定的數(shù)學(xué)規(guī)律排序(編碼過程);在接收這段傳輸信息的時(shí)候，就可以利用規(guī)律性來解碼被接息序列的目的(解碼過程)。在此次研究中，我們選擇了(7,4)循環(huán)碼作為信調(diào)制解調(diào)部分對于整篇文章來說則是重中之重，我們將選用載頻為2000Hz極性，生成IQ各一行n列的零矩陣，繼而求出碼長，我們把接收到的信號進(jìn)行置進(jìn)行基帶調(diào)制過后，我們對載波波形進(jìn)行脈沖化；將采樣率設(shè)置為8,隨后就比特，一個是四相位，兩個比特，將I模長設(shè)為1時(shí)，即是BPSK調(diào)制。也可以波器(LPF),之后通過加載頻進(jìn)行載波調(diào)制，將調(diào)制過后的信號通入加特定信采樣采樣成形低通加載頻加噪聲性碼元進(jìn)而輸出到信道解碼器中。1.1.3信道模型設(shè)計(jì)原理介質(zhì)外，還包括相關(guān)的轉(zhuǎn)換器(如發(fā)射機(jī)、接收器、饋線和天線、調(diào)制器、解調(diào)器等)。我們把這個擴(kuò)展的通道稱為廣義通道，而前者稱為狹義通道。對于信道的選擇甚為重要，而AWGN信道是一種非常復(fù)雜的信道，在時(shí)間、空虛和頻率察分析，對調(diào)制方式有何影響，并觀察其誤碼率的大小，繼而還原出最終所得新語音。0圖4-3Audioread函數(shù)讀取語音文件輸出信源序列信號0圖4-4量化(把聲音信號放在0-255區(qū)間)圖4-5繪制信源序列火柴桿圖觀察數(shù)據(jù)占比(7,4)循環(huán)碼編碼后信號序列1.3BPSK調(diào)制在AWGN信道中仿真分析在加性高斯白噪聲信道模型中，當(dāng)輸入信噪比為0時(shí)，BPSK調(diào)制解調(diào)波形如下圖所示10圖4-7BPSK調(diào)制信號序列與加入AWGN信道對比圖4-8BPSK解調(diào)后信號序列波形圖繼而通過(7,4)循環(huán)碼解調(diào)信號序列數(shù)據(jù)，放入霍夫曼編碼中解調(diào)還原數(shù)據(jù)，反量化之后輸出波形以及語音文件，輸出后的語音文件信號序列波形如下圖圖4-9(7,4)循環(huán)碼解碼后信號序列圖圖4-10霍夫曼解碼后信號序列圖0圖4-11反量化之后輸出波形圖當(dāng)輸入信噪比為0時(shí)，QPSK調(diào)制解調(diào)波形如下圖所示加入加入AWGN,信噪比為0時(shí)信號序列圖4-12QPSK調(diào)制信號序列與加入AWGN信道對比圖4-13QPSK解調(diào)后與糾錯碼解碼后波形圖比較0圖4-14霍夫曼解碼后信號序列圖0圖4-15反量化之后輸出波形圖1.5誤碼率隨信噪比變化當(dāng)給信噪比賦予-10~40dB,并繪制出每個系統(tǒng)的誤碼率隨信噪比變化曲線分別下：10圖4-18MSK調(diào)制誤碼率隨信噪比變化圖將三條曲線繪制在一個坐標(biāo)軸內(nèi)，將其部分放大，再對比由理論公式繪制出的誤碼率隨信噪比變化曲線可見：110圖4-19三種調(diào)制方式誤碼率隨信噪比變化曲線比較圖三種調(diào)制方式誤碼率隨信噪比變化理論曲線1