QPSK および 16QAM ベースバンド信号復調ビット誤り率の理論的限界とシミュレーションの比較
デジタル通信システムでは、変調と復調が重要なステップであり、その中で QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) と 16QAM (16-ary Quadrature Amplitude Modulation) が一般的に使用される変調方式です。復調プロセス中、ビット誤り率 (BER) はシステムのパフォーマンスを測定するための重要な指標であり、送信ビットの総数に対する受信側のビット ストリーム内の誤りビット数の比率を表します。この記事では、QPSK と 16QAM ベースバンド信号復調の理論的限界とシミュレーションの比較について説明し、対応する MATLAB ソース コードを提供します。
- QPSK の変調と復調
QPSK は、2 ビットごとに位相点にマッピングする位相変調テクノロジです。QPSK 変調は 4 つの位相点 (0°、90°、180°、270°) を使用し、それぞれが 2 ビットを表します。復調中に、受信信号の位相が検出されて、どのビットが送信されたかが判断されます。
1.1 QPSK ビット誤り率の理論的限界
QPSK 変調ビット誤り率の理論的限界は、理論計算によって求めることができます。理想的なチャネル条件とガウス ノイズの場合、QPSK のビット誤り率 BER は次の式で求められます。
BER = 0.5 * erfc(sqrt(Eb/N0))
ここで、Eb/N0 はビット エネルギーとノイズ パワーの比を表します。スペクトル密度。この式は、QPSK のビット誤り率の理論上の限界を示します。
1.2 QPSK ビット誤り率シミュレーションの比較
理論的限界とシミュレーション結果の一貫性を検証するために、QPSK 変調と復調の MATLAB シミュレーション コードを以下に示します。
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