数字信号的最佳接收性能的研究

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1、数字信号的最佳接收性能的研究Thebestdigitalsignalreceptionperformance摘要：本文研究数字信号最佳接收性能，运用MATLAB进行编程仿真2ASK,2FSK,2PSK调制解调过程，按照错误概率最小作为“最佳”的准则比较各种调制的误码率情况。得出在E／n相同最佳接受时PSK系统的性能最佳，其次是FSK系统；ASK系统的性能最差。Abstract:Thispaperstudiesthebestsignalreceivingperformance,usingtheMATLABprogrammingsimulationof2A

2、SK,2FSK,2PSKmodulationanddemodulationprocess,witherrorofminimumerrorprobabilityasa"best"standardcomparisonofvariousmodulationrate.关键字：最佳接收误码率Keywords：optimumreceptionprobabilityoferror引言：数字通信系统的在多方面的优于性使其应用广泛，本文着重研究讨论数字信号的传输系统最佳接受的问题，对于二进制的2ASK、2FSK、2PSK进行讨论，应用Matlab进行仿真，更加直观的了解

3、数字调制系统的性能，比较得出各个调制方式的优劣。二进制数字通信系统性能评估应从的误码率性能、频带利用率、对信道的适应能力等方面进行。选取误码率作为最佳接收的对比准则。以数字通信系统传输质量的度量标准——错误判决的概率为依据,数字信号的最佳接收按照错误概率最小作为“最佳”的准则噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。由于噪声影响接收端电压表现随机性，所以码元错误的概率必须建立在电压的统计特性的研究上。数学理论指导编程，仿真验证数学思想。使用MATLAB仿真软件对比确知信号（2ASK、2FSK、2PSK）的最佳接收机的误码率。一仿真思路1.建立统计模

4、型数字信号的接收的过程可以理解为一个统计判决的过程。建立以下的统计模型：-18-噪声信道判决规则信号2.在统计模型的基础上建立接收原理的方框图：WWs(t)s(t)相乘器比较器相乘器积分器相加器积分器相加器r(t)3.调制方法[1]：二进制振幅键控（2ASK）频移键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”或“1”。二进制振幅键控的表达式为：s(t)=A(t)cos(w0+θ)0＜t≤T式中，w0=2πf0为载波的角频率2ASK信号的产生方法通常有两种：相乘法和开

5、关法在接收端，2ASK有两种基本的解调方法：非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）；2FSK信号看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。2FSK信号的调制方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器，使其能够输出两个不同频率的码元。第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。2FSK信号的接收也分为相关和非相关接收两类；2PSK以载波的相位变化作为参考基准的，当基带信号为0时相位相对于初始相位为0，当基带信号为1时相对于初始相位为180°。4.对比准则：2ASK二进制振幅键控2FSK二进制

6、频移键控2PSK二进制相位键控是数字调制的三种方式。通过之前通信实验得知结论：1)2ASK和2PSK所需带宽是码元速率的2倍；2FSK所需的带宽是2ASK和2PSK高。2)误码率取决于解调器输入信噪比，2PSK优于2FSK优于2ASK。-18-5.软件仿真:MATLAB是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件，它的交互式集成界面能够帮助用户快速的完成数值分析、数字信号处理、仿真建模、和优化等功能。运用MATLAB编程实现2ASK,2FSK,2PSK调制解调过程，并且输出其调制后的波形，画出频谱、功率谱密度图，并比较各种调制的误码率情况。6.误码率曲线的绘

7、制：一般蒙特卡洛仿真是针对最佳接收机的，对于来自同一信道的接收信号，信道高斯噪声的功率谱密度是不变的，最佳接收机性能之所以比一般接收机好，是由于其输入信噪比是一般接收机的2倍（一般接收机带通滤波器带宽按2/Ts计算）；故信道高斯白噪声的单边带功率谱密度即可按最佳接收机设计，也可按普通接收机设计。二结果讨论1.最佳接收机的误码性2．误码率信号类型最佳接收机误码率2ASK2FSK2PSK3.误码率和信噪比关系图：1.所有调制方式性能对比；-18-2.2ask2fsk2psk相干解调实际误码率和理论误码率对比。4．结论：在E／n相同最佳接受时2PSK系统的性

8、能最佳，其次是2FSK系统；2ASK系统的性能最差，简而言之-18-，在信噪比相同，2PSK误