通信原理课程设计 数字通信原理课程设计

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1、通信原理课程设计数字通信原理课程设计先验等概的2ASK最佳接收机设计1.摘要:在数字通信系统中,接收端收到的是发送信号和信道噪声之和。噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能。这因影响信息可靠传输的不利因素将直接作用到接收端,对信号接收产生影响。从接收角度,什么情况下接收系统是最好的?这就需要讨论最佳接收问题。本次课程设计,我的课题是先验等概的2ASK最佳接收机的设计,就是对通信系统的最佳接收这一问题,进行分析与设计。2.设计要求:我设计的题目是;先验等概的2ASK最佳接收机设计。要求:1、用simulink对系统建模

2、26通信原理课程设计数字通信原理课程设计先验等概的2ASK最佳接收机设计1.摘要:在数字通信系统中,接收端收到的是发送信号和信道噪声之和。噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能。这因影响信息可靠传输的不利因素将直接作用到接收端,对信号接收产生影响。从接收角度,什么情况下接收系统是最好的?这就需要讨论最佳接收问题。本次课程设计,我的课题是先验等概的2ASK最佳接收机的设计,就是对通信系统的最佳接收这一问题,进行分析与设计。2.设计要求:我设计的题目是;先验等概的2ASK最佳接收机设计。要求:1、用simulink对系统

3、建模262、输入数字信号序列并进行接收判决。3、通过多次输入输出对所设计的系统性能进行分析4、对解调原理进行分析。3最佳接收机的原理:3.1数字信号的最佳接收假设:通信系统中的噪声是均值为0的带限高斯白噪声,其单边功率谱密度为n0;并设发送的二进制码元的信号为“0”和“1”,发送概率分别为P(0)和P(1),P(0)+P(1)=1。设此通信系统的基带截止频率小于fH,则根据低通信号抽样定理,接收噪声电压(先仅讨论噪声电压,噪声主要是低频信号)可以用其抽样值表示,抽样速率要求不小于奈奎斯特速率2fH。设在一个码元持续时间Ts内以2fH的速率抽样,共得到k个抽样值,则有k=2

4、fHTs。每个噪声电压抽样值都是正态分布的随机变量,故其一维概率密度可以写为æni2öf(ni)=expç-2÷ç÷2psnè2snø1sn2为噪声的方差,即噪声平均功率。噪声的均值为0。26设接收噪声电压n(t)的k个抽样值的k维联合概率密度函数为fk(n1,n2,L,nk)噪声为加性高斯白噪声,且其各抽样值相互独立,在(0,Ts)观察时间的k个噪声样值均为正态分布,则n(t)的统计特性可用多维联合概率密度函数表示为fk(n1,n2,L,nk)=f(n1)f(n2)Lf(nk)=12psnkæ1expçç-2s2nèön÷å÷i=1øk2i1k2当k很大时(只有k很大时

5、统计平均才有意义),å26代表在观察时间(0,Ts)niki=1内的平均功率(k是在Ts内抽样个数)且有:当k很大时:利用上式关系,并注意到:2sn=n0fH(噪声功率等于功率谱密度乘以信号带宽)1k21n=åi2fTki=1Hs1Tsåni=1k2iòTs1n(t)dt=2fHTs2åni=1k2i故联合概率密度:n=(n1,n2,…,nk)为一个k26维矢量,表示一个码元内噪声的k个抽样值,可以看作是k维空间中的一个点。f(n)不是时间函数。上式中,当Ts、n0和k给定后,f(n)仅决定于该码元期间内噪声的能量:f(n)=12psnké1expê-ën0òTsùn2(

6、t)dtúûòTsn2(t)dt由于噪声的随机性,在每个码元持续时间中的积分不相同,这就使被传输的码元中有一些会发生错误,而另一些则无错。再考虑接收电压r(t)为信号电压s(t)和噪声电压n(t)同时存在情况:r(t)=s(t)+26n(t)则在发送码元确定之后,接收电压r(t)的随机性将完全由噪声决定(码元信号本身是确知的),故它仍服从高斯分布。其方差仍为sn2,但是均值变为s(t)。当发送码元“0”的信号波形为s0(t)时,接收电压r(t)的k维联合概率密度函数为r=s+n表示k维矢量,即一个码元内接收电压的k个抽样值。s则表示一个码元内信号电压的k个抽样值。同理,当

7、发送码元“1“的信号波形为s1(t)时,接收电压r(t)的k维联合概率密度函数为推广到通信系统传输的是M进制码元:当发送信号为s1,s2,…,si,…,sM之一,发送码元是si时,接收电压的k维联合概率密度函数为判决准则:设发送码元“1”的概率为P(1),发送码元“0”的概率为P(0)(P(0)和P(1)称为先验概率),则总误码率Pe等于26f1(r)=12nì1expí-în0f0(r)=12psnkì1expí-în0ò0[r(t)-s0(t)]dtýþTs2ükòTs26ü[r(t)-s1(t)]dtýþ2fi(r)=1

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