C언어를 이용하여 BPSK,QPSK,BFSK 구현 및 이해하기.

소개

엑셀을 이용하여 노이즈가 없는 변조신호와 노이즈가 있는 변조신호를 비교 할 수 있다. 눈에 보이는 만큼의 노이즈가 끼여도 우리는 낮은 에러확률로 복조할 수 있다.
Visual studio 2008 사용자로서 다른 코딩 자료들은 잘 안돌아가는 경향이 있다는 것을 알고 있다. 본 자료는 2008 및 6.0에서 구현 가능함을 확인한 자료이다.

컴파일 실행환경

전자공학과 통신이론 2 HW#2
2010년 11월 04일

목표 : BPSK, QPSK, BFSK 방식의 수신기를 구현하고, 각 성능을 측정하여 비교한다.

개요 :
▪ 각 Data File에는 AWGN Channel를 통하여 수신된 신호가 저장되어 있고, 각 통신 방식에 대한 규격은 다음과 같다.

▪ BPSK#1
- File Name : bpsk1.dat
- Symbol 구간 : 20 Samples
- Carrier :
- 위상 : Bit=1일 때 0, Bit=0일 때 180

▪ BPSK#2
- File Name : bpsk2.dat
- Symbol 구간 : 20 Samples
- Carrier :
- 위상 : Bit=1일 때 0, Bit=0일 때 90

▪ QPSK#1
- File Name : qpsk1.dat
- Symbol 구간 : 20 Samples
- Carrier :
- 위상 : Bit="10"일 때 45, Bit="00"일 때 135, Bit="01"일 때 225,
Bit="11"일 때 315

▪ QPSK#2
- File Name : qpsk2.dat
- Symbol 구간 : 40 Samples
- Carrier :
- 위상 : QPSK#1과 동일

▪ BFSK
- File Name : bfsk.dat
- Symbol 구간 : 20 Samples
- Carrier : Bit=1일때 , Bit=0일 때
- 위상 : 0

문제 :
0. 각 신호를 Plot 하여 신호가 Noisy한 것을 확인한다.

1. BPSK#1, BPSK#2, QPSK#1, QPSK#2, BFSK 각각에 대하여 Signal Space를 그리고, 최적 수신기를 C Code로 구현하고, 각 방법에 대한 Bit Error Rate를 구하시오. (실제 보낸 Bit 정보는 bit.dat 에 있고 총 1,000 Bit 이다.)
2. BPSK#1과 BPSK#2의 BER 성능 차이를 이론적으로 설명하시오.
3. BPSK#2와 QPSK#1의 BER 성능 관계를 분석하고 이론적으로 설명하시오.
4. QPSK#1과 QPSK#2의 BER 성능 관계를 분석하고 이론적으로 설명하시오.
5. BPSK#2와 BFSK의 BER 성능 관계를 분석하고 이론적으로 설명하시오.

Hint : QPSK#1의 Error Rate : 3.0% ~ 3.5%

제출물(11월 11 수업시간) :
▪ 모든 C Code
▪ 문제 1의 결과
▪ 문제 2, 3, 4, 5의 설명

본문내용

공간 좌표로 신호를 나타내었을 때 신호의 오차를 최대한 줄이기 위해서는 신호들의 공간좌표가 멀어지는게 좋다. 반대로 신호들이 공간좌표 상에 밀집되어 있으면 조금의 노이즈로 인한 오류가 일어나게 된다. 이러한 이론을 따졌을 때 위상의 차이가 90°일 때 두 신호는 공간상에서 의 거리차이를 가지게 된다. 반면에 두 신호의 위상차이가 180°일 때 두신호는 공간상에서 의 거리차이를 가지게 된다. 그러므로 BPSK1의 복조 방법이 훨씬 에러가 적게 되는 것이다. 또한 두 신호의 위상차이가 270°가 되었다 하더라도 위상차이가 90°인 공간좌표와 다를 것 없이 신호간 거리차이가 이 되므로 에러 개수는 같게 된다. 2진 PSK에서는 두 신호의 위상차이가 180°일 때 가장 적은 에러 개수를 가지게 된다.

참고자료

· 없음