通信課程設計--psk通信系統(tǒng)性能仿真(已修改)
2025-01-25 19:20 本頁面
【正文】 機械與電氣工程學院程序設計課程設計報告 設計題目: PSK通信系統(tǒng)性能仿真 專業(yè)班級: 通信102 姓 名: 學 號: 指導老師: 完成日期: 2014年1月 1目錄 一、設計目的 2二、設計任務 2三、設計內(nèi)容 2四、設計原理 2五、調(diào)制與測試 5六、實驗結(jié)果 6七、心得與體會 7參考文獻 7一、設計目的 鞏固并綜合應用所學到的通信系統(tǒng)原理、數(shù)字信號處理、MATLAB等方面的知識，培養(yǎng)自學能力，提高解決實際問題的能力，增強系統(tǒng)分析與設計數(shù)字通信系統(tǒng)的技能； 能熟練地在MATLAB平臺上進行M文件編程； 能使用MATLAB仿真數(shù)字通信系統(tǒng)的基本性能，并對仿真結(jié)果進行理論分析。二、設計任務 根據(jù)選定的題目查閱通信系統(tǒng)原理、數(shù)字信號處理、MATLAB編程方面的資料； 寫出相關(guān)原理，并用MATLAB分析仿真； 得到仿真結(jié)果，并將相關(guān)數(shù)據(jù)與理論分析結(jié)果對比分析。三、設計內(nèi)容完成M=4的PSK通信系統(tǒng)的Monte Carlo仿真，檢測器為計算按式給出的接收信號相位，并將最接近的相位的信號選為信號點。四、設計原理 PSK是利用載波的不同相位表示相應的數(shù)字信息。對于二進制相位調(diào)制（M=2)來說，兩個載波相位是0和π。對于M相相位調(diào)制來說M=2k，這里k是每個傳輸符號的信息比特數(shù)。4PSK是M=4的載波相位調(diào)制。這里，將理論差錯概率與仿真的差錯概率比較，進一步觀察仿真與理論值之間的差別。同時，用不同的判決準則對接受信號進行判決。并比較兩種判別方法的差別。 調(diào)制解調(diào)原理一組M載波相位調(diào)制信號波形的一般表示為：是發(fā)送濾波器的脈沖形狀，A為信號的幅度。將式中的余弦函數(shù)的相角看成兩個相角的和，可以將上表示為將歸一化，則函數(shù)能量、A可歸一化到1。這樣一個相位調(diào)制信號可以看做兩個正交載波，起始幅度取決于在每個信號區(qū)間內(nèi)的相位，因此，數(shù)字相位調(diào)制信號在幾何上可以用和的二維向量來表示，即圖一 表示M=4的信號點星座圖。圖一從AWGN信道中，在一個信號區(qū)間內(nèi)接收到的帶寬信號可以表示為這里和是加性噪聲的兩個正交分量。 可以將這個接收信號與，給出的和作相關(guān)，兩個相關(guān)器的輸出產(chǎn)生受噪聲污損的信號分量，它們可表示為 式中和定義為 這兩個正交噪聲分量和是零均值，互不相關(guān)的高斯隨機過程。這樣，和。和的方差是 最佳檢測器將接收信號向量r投射到M個可能的傳輸信號向量{}之一上去，并選取對應于最大投影的向量。據(jù)此，得到相關(guān)準則為 ，m=0,1,…，M1由于全部信號都具有相等的能量，因此，對數(shù)字相位調(diào)制一種等效的檢測器標準是計算接收信號向量r=(,)的相位為 并從信號集{}中選取其相位最接近的信號。在AWGN信道中，因為二相相位調(diào)制與二進制PAM是相同的，所以差錯概率為，式中是每比特的能量。四相相位調(diào)制可以看作兩個正交載波上的二相相位調(diào)制系統(tǒng)，所以1個比特的差錯概率與二相相位調(diào)制是一樣的。對于M4的符號差錯概率不存在簡單的閉式表達式。對的一種好的近似式是 式中比特/符號。判決方法:（1）最大投影法：最佳檢測器將接收到的信號向量r投射到M個可能的傳輸信號向量之一上去，并選取對應于最大投影的向量。試驗中用的是將r向量與作為標準的s向量作向量積后選取最大者的方法。（2）對數(shù)字相位調(diào)制一種等效的檢測器標準是計算接收信號向量r=(,)的相位為 并從信號集{}中選取其相位最接近的信號。五、調(diào)制與測試1. 先產(chǎn)生一個4種符號（2比特）的序列，將它映射到相應的4相信號點，如圖中M=4的情況所示程序：N=10000。E=1。 % energy per symbo
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