通信課程設(shè)計(jì)--psk通信系統(tǒng)性能仿真(已修改)
2025-01-25 19:20 本頁(yè)面
【正文】 機(jī)械與電氣工程學(xué)院程序設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目: PSK通信系統(tǒng)性能仿真 專業(yè)班級(jí): 通信102 姓 名: 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)老師: 完成日期: 2014年1月 1目錄 一、設(shè)計(jì)目的 2二、設(shè)計(jì)任務(wù) 2三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 2四、設(shè)計(jì)原理 2五、調(diào)制與測(cè)試 5六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 6七、心得與體會(huì) 7參考文獻(xiàn) 7一、設(shè)計(jì)目的 鞏固并綜合應(yīng)用所學(xué)到的通信系統(tǒng)原理、數(shù)字信號(hào)處理、MATLAB等方面的知識(shí)，培養(yǎng)自學(xué)能力，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增強(qiáng)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)數(shù)字通信系統(tǒng)的技能； 能熟練地在MATLAB平臺(tái)上進(jìn)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(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行理論分析。二、設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)選定的題目查閱通信系統(tǒng)原理、數(shù)字信號(hào)處理、MATLAB編程方面的資料； 寫(xiě)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(duì)比分析。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容完成M=4的PSK通信系統(tǒng)的Monte Carlo仿真，檢測(cè)器為計(jì)算按式給出的接收信號(hào)相位，并將最接近的相位的信號(hào)選為信號(hào)點(diǎn)。四、設(shè)計(jì)原理 PSK是利用載波的不同相位表示相應(yīng)的數(shù)字信息。對(duì)于二進(jìn)制相位調(diào)制（M=2)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)載波相位是0和π。對(duì)于M相相位調(diào)制來(lái)說(shuō)M=2k，這里k是每個(gè)傳輸符號(hào)的信息比特?cái)?shù)。4PSK是M=4的載波相位調(diào)制。這里，將理論差錯(cuò)概率與仿真的差錯(cuò)概率比較，進(jìn)一步觀察仿真與理論值之間的差別。同時(shí)，用不同的判決準(zhǔn)則對(duì)接受信號(hào)進(jìn)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(hào)波形的一般表示為：是發(fā)送濾波器的脈沖形狀，A為信號(hào)的幅度。將式中的余弦函數(shù)的相角看成兩個(gè)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(gè)相位調(diào)制信號(hào)可以看做兩個(gè)正交載波，起始幅度取決于在每個(gè)信號(hào)區(qū)間內(nèi)的相位，因此，數(shù)字相位調(diào)制信號(hào)在幾何上可以用和的二維向量來(lái)表示，即圖一 表示M=4的信號(hào)點(diǎn)星座圖。圖一從AWGN信道中，在一個(gè)信號(hào)區(qū)間內(nèi)接收到的帶寬信號(hào)可以表示為這里和是加性噪聲的兩個(gè)正交分量。 可以將這個(gè)接收信號(hào)與，給出的和作相關(guān)，兩個(gè)相關(guān)器的輸出產(chǎn)生受噪聲污損的信號(hào)分量，它們可表示為 式中和定義為 這兩個(gè)正交噪聲分量和是零均值，互不相關(guān)的高斯隨機(jī)過(guò)程。這樣，和。和的方差是 最佳檢測(cè)器將接收信號(hào)向量r投射到M個(gè)可能的傳輸信號(hào)向量{}之一上去，并選取對(duì)應(yīng)于最大投影的向量。據(jù)此，得到相關(guān)準(zhǔn)則為 ，m=0,1,…，M1由于全部信號(hào)都具有相等的能量，因此，對(duì)數(shù)字相位調(diào)制一種等效的檢測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)算接收信號(hào)向量r=(,)的相位為 并從信號(hào)集{}中選取其相位最接近的信號(hào)。在AWGN信道中，因?yàn)槎嘞辔徽{(diào)制與二進(jìn)制PAM是相同的，所以差錯(cuò)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(gè)正交載波上的二相相位調(diào)制系統(tǒng)，所以1個(gè)比特的差錯(cuò)概率與二相相位調(diào)制是一樣的。對(duì)于M4的符號(hào)差錯(cuò)概率不存在簡(jiǎn)單的閉式表達(dá)式。對(duì)的一種好的近似式是 式中比特/符號(hào)。判決方法:（1）最大投影法：最佳檢測(cè)器將接收到的信號(hào)向量r投射到M個(gè)可能的傳輸信號(hào)向量之一上去，并選取對(duì)應(yīng)于最大投影的向量。試驗(yàn)中用的是將r向量與作為標(biāo)準(zhǔn)的s向量作向量積后選取最大者的方法。（2）對(duì)數(shù)字相位調(diào)制一種等效的檢測(cè)器標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)算接收信號(hào)向量r=(,)的相位為 并從信號(hào)集{}中選取其相位最接近的信號(hào)。五、調(diào)制與測(cè)試1. 先產(chǎn)生一個(gè)4種符號(hào)（2比特）的序列，將它映射到相應(yīng)的4相信號(hào)點(diǎn)，如圖中M=4的情況所示程序：N=10000。E=1。 % energy per symbo
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