無線通訊系統模擬 姓名:顏得洋 學號:B09622050

觀察QPSK, MSK的波形及頻譜的差異

模塊參數設定 建立模擬系統 M-PSK Modulator Baseabnd：是一種數位的相位調變，可產生有M種的相位變化。當M=4時，可依據基頻的QPSK調變處理原始訊號。 MSK Modulator Baseband：是一種數位的相位調變，為一種CPFSK (Continuous Phase FSK)訊號。其相位變化為線性增加或減少90度，故相位僅有四種可能0度、90度、180度及270度。 複數與實數間的轉換：使用Complex to Real-Imag元件可將原本的複數轉成實數與虛數兩部份；由於Scope只能單看ㄧ維訊號，所以需藉此元件轉成實數ㄧ維與虛數一維，在輸入到Scope。 複數與實數間的轉換：使用Complex to Real-Imag元件將可原本的複數轉成實數與虛數兩部份；由於Scope只能單看一維訊號，所以需藉此元件轉成實數一維與虛數一維，再輸入到Scope 觀看訊號的頻域響應：使用Spectrum Scope來觀看調變後訊號的頻率響應，利用FFT（快速傅立葉轉換）將時域訊號轉到頻譜上，其中FFT長度為128 。 建立示波器來觀看訊號：使用Scope來觀看時域訊號，此實驗將觀到BPSK、QPSK、MSK調變後訊號。

設定各元件參數值 1. Random Integer Generator M-ary number：輸入整數數值產生的範圍，設定為4 Initial seed：設定亂數產生的依據，設定為37 　 Sample time：取樣時間，設定為１ Frame-based output：以frame格式輸出，設定為不勾選 Samples per frame：每個frame的取樣數目 Output data type：數值輸出的資料型態，設定為double 2. Bernoulli Binary Generator Probability of a zero：0出現的機率，設定為 0.5。 Initial seed：設定亂數產生的依據，設定為 61 Sample time：取樣時間，設定為 1 Frame-base output：以frame格式輸出，設定為不勾選。 Sample per frame：每個frame的取樣數。 Output data type：輸出的資料型態，設定為double。

3. M-PSK Modulator Baseband M-ary number：設定調變階數，設定為 4 Constellation ordering：資料在IQ座標上的對應位置，設定為Binary Phase offset(red)：調變相位偏移量，設定為pi/4 Output data type：輸出資料的型態，設定為double 4. Zero-order Hold Zero-order Hold1、Zero-order Hold2使用相同設定 Sample time：取樣時間，設定為le-3 5. MSK Modulator Baseband Input type：輸入資料格式，設定為 Bit Phase offset：調變相位偏移量，設定為 0 Samples per symbol：每個symbol要被取樣的數目，設定為 16 　 Output data type：輸出的資料型態，設定為 double 6. Complex to Real-Imagl Complex to Real-Imagl 、Complex to Real-Imag2 使用相同設定 Sample time：取樣時間，設定為-1

7. Spectrum Scope Spectrum Scope1、Spectrum Scope2 使用相同設定 Buffer input：將訊號儲存做頻譜分析，設定為打勾 Buffer size：設定累積的資料量，設定為128 Buffer overlap：連續buffer重疊的樣本數量，設定為64 Window type：window處理方式，設定為Periodic Specify FTP length：是否設定訊號做FFT資料量，設定為打勾 FFT length：訊號做傅立葉轉換的資料量，設定為128 Number of spectral averages：頻譜平均的數量，設定為１ 8. Scope Scope1、Scope2 使用相同設定 Numbet of axes：視窗數量，設定為 3 9. Axis Properties Frequency unit：頻率單位，設定為Hertz Frequency range：設定顯示頻率範圍，設定為-FS/2...FS/2 其他部分使用預設值

模擬結果分析 Scope1 顯示QPSK調變的訊號，模擬時間設為10的波形。分別是：(上圖) 為I-channel訊號，(中圖)為Q-channel訊號，(下圖)為原始訊號。

模擬結果分析I-Channel的訊號頻譜

模擬結果分析Q-Channel的訊號頻譜

模擬結果分析 Scope 2 顯示MSK調變的訊號，模擬時間設為10的波形。分別是：(上圖) 為I-channel訊號，(中圖)為Q-channel訊號，(下圖)為原始訊號。

觀察QPSK, MSK調變後的眼圖 訊號空間圖及位元錯誤率

設定各元件參數值 1. Bernoulli Binary Generator Probability of a zero ： 0出現的機率，接設定為 0.5 Initial seed ：設定亂數產生的依據，接設定為 61 Sanple time ： 取樣時間，Bernoulli Binary Generator1，設定為 0.5 　　　　　　　　　　　　 Bernoulli Binary Generator2，設定為 1 Frame-base output ：以frame格式輸出，接設定為勾選 Samples per frame：每個Frame的取樣數，接設定為 2 Output data type：輸出的資料型態，接設定為 double

設定各元件參數值 2. M-PSK Modulator Baseband M-ary number：設定調變階數，設定為 4 Input type：輸入資料型態，設定為 Bit Constallation ordering：資料在IQ座標上的對應位置，設定為 Gray Phase offset(red)：調變向位偏移量，設定為 pi/4 Output data type：輸出資料的型態，設定為 double\ 3. M-PSK Demodulator Baseband M-ary number：設定為調變階數，設定為 4 Constellation ordering：資料在IQ座標上的對應位置，設定為 Gray Phase offset(red)：調變相位偏移量，設定為 pi/4 Output data type：輸出資料的型態，設定為 double

設定各元件參數值 4. MSK Modulator Baseband Input type：輸入資料格式，設定為 Bit Phase offset：調變相位偏移量，設定為 0 Samples per symbol：每個symbol要被取樣的數目，設定為 1 Output data type：輸出的資料型態，設定為 double 5. MSK Demodulator Baseband Traceback length：推算路徑長度，設定為 16

設定各元件參數值 6. AWGN Channel AWGN Channel1、AWGN Channel2使用相同設定 Initial seed：設定亂數產生的依據，皆設定為 67 Mode：雜訊對於訊號的影響方式，皆設定為 Eb/No Eb/No：設定訊號雜訊比的強度，皆設定為 5 Number of bits per symbols：每一symbol的位元數，皆設定為 1 Input Signal power：訊號強度，皆設定為 1 Symbol period(s)：symbol的週期為 2

設定各元件參數值 7. Error Rate Calculation Receive delay：接收端訊號的延遲時間，依序： Error Rate Calculation1設定為 0 Error Rate Calculation2設定為 16 Computation delay：計算的延遲時間，設定為 0 Computation mode：選擇計算的模式，設定為 Entire frame Output data：計算結果的匯出方式，設定為 Port Stop simulation：中斷模擬的條件，設定為不勾選 Target number of symbols：設定錯誤數量到達設定值時中斷模擬 Maximum number of symbols：設定接收數量到達設定值時中斷模擬

設定各元件參數值 10. Display Format：數值顯示型態，設定為short_e Decimation：顯示的資料間距，設定為 1 11. Discrete-Time Scatter Plot Scope Discrete-Time Scatter Plot Scope1、Discrete-Time Scatter Plot Scope2、Discrete-Time Scatter Plot Scope3、Discrete-Time Scatter Plot Scope4使用相同設定 Samples per symbol：符元（symbol）取樣數，設定為 1 Offset(samples)：開始顯示的取樣點，設定為 0 Points displayed：每次顯示的點數（資料量），設定為 40 New points per display：每次更新的點數（資料量），設定為 10

設定各元件參數值 12. Discrete-Time Eye Diagram Scope Discrete-Time Eye Diagram Scope1、Discrete-Time Eye Diagram Scope2、Discrete-Time Eye Diagram Scope3、Discrete-Time Eye Diagram Scope4使用相同設定 Samples per symbol：每個符元的取樣數，設定為 8 Offset (samples)：延後顯示的取樣點數，設定為 0 Sambols per trace：每調取線的符元數，設定為 1 Traces displayed：每條顯示的取樣數量，設定為 40 New traces per display：每次更新的曲線數量，設定為 10

設定各元件參數值 步驟-5：設定完所有元件參數值，完成元件連線並且存檔。 步驟-6：設定Stop time為inf，打開示波器觀察訊號並且按下執行鍵，即可觀察其波形。

模擬結果分析 星座圖主要用於表現經過調變後的複數訊號。如左圖為乾淨的QPSK 星座圖，右圖為含雜訊影響的QPSK星座圖。

模擬結果分析 左圖為乾淨的MSK星座圖，右圖為含雜訊影響的MSK星座圖。

觀察QPSK, MSK調變後的訊號星座圖中訊號相位的變化

設定各元件參數值 1. Bernoulli Binary Generator Probability of a zero ： 0出現的機率，接設定為 0.5 Initial seed ：設定亂數產生的依據，接設定為 61 Sample time：取樣時間，依序： Bernoulli Binary Generator-QPSK，設定為 0.5 Bernoulli Binary Generator-MSK，設定為 1 Frame-base output ：以frame格式輸出，皆設定為勾選 Samples per frame：每個Frame的取樣數，依序： Bernoulli Binary Generator-QPSK，設定為 2 Output data type：輸出的資料型態，皆設定為 double

設定各元件參數值 2. M-PSK Modulator Baseband M-ary number：設定為調變階數，設定為 4 Input type：輸入資料型態，設定為 Bit Constellation ordering：資料在IQ座標上的對應位置，設定為 Binary Phase offset (red)：調變相位偏移量，設定為 pi/4 Output data type：輸出資料的型態，設定為 double 3. MSK Modulator Baseband Phase offset (red)：調變相位偏移量，設定為 0 Samples per symbol：每個symbol要被取樣的數目，設定為 8

設定各元件參數值 4. AWGN Channel AWGN Channel-QPSK、AWGN Channel-MSK使用相同設定 Initial seed：設定亂數產生的依據，設定為 67 Mode：雜訊對於訊號的影響方式，設定為 Eb/No Eb/No：設定訊號雜訊比的強度，設定為 10 Number of bits per symbols：每一symbol的位元數量，依序： AWGN Channel-QPSK為 2、AWGN Channel-MSK為 1 Input Signal power：訊號強度，設定為 1 Symbol period(s)：symbol的週期，設定為 1

設定各元件參數值 5. Discrete-Time signal Trajectory Scope Discrete-Time signal Trajectory Scope1、Discrete-Time signal Trajectory Scope 2、Discrete-Time signal Trajectory Scope 3、Discrete-Time signal Trajectory Scope 4使用相同設定 Samples per symbol：符元（symbol）取樣數，設定為 2 Symbols displayed：每次顯示的點數（資料量），設定為 40 Neq points per display：每次更新的點數（資料量），設定為 10 Input Signal power：訊號強度，皆設定為1 Symbol period(s)：symbol的週期為1

設定各元件參數值 步驟-5：設定完所有元件參數值，完成元件連線並且存檔。 步驟-6：設定Stop time為inf，打開示波器觀察訊號並且按下執行鍵，即可觀察其波形。

模擬結果分析 相位軌跡圖主要說明傳送後訊號的相位位置。如左圖為乾淨的QPSK 相位軌跡圖，右圖為含雜訊影響的QPSK相位軌跡圖。

模擬結果分析 左圖為乾淨的MSK相位軌跡圖，右圖為含雜訊影響的MSK相位軌跡圖。

END