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1、机械与电气工程学院程序设计课程设计报告设计题目:PSK通信系统性能仿真专业班级:通信102姓名:学号:指导老师:完成日期:2014年1月1目录一、设计目的2二、设计任务2三、设计内容2四、设计原理2五、调制与测试5六、实验结果6七、心得与体会7参考文献714一、设计目的1、巩固并综合应用所学到的通信系统原理、数字信号处理、MATLAB等方面的知识，培养自学能力，提高解决实际问题的能力，增强系统分析与设计数字通信系统的技能；2、能熟练地在MATLAB平台上进行M文件编程；3、能使用MATLAB仿真数字通信系统的基本性能，并对仿真结果进行理论
2、分析。二、设计任务1、根据选定的题目查阅通信系统原理、数字信号处理、MATLAB编程方面的资料；2、写出相关原理，并用MATLAB分析仿真；3、得到仿真结果，并将相关数据与理论分析结果对比分析。三、设计内容完成M=4的PSK通信系统的MonteCarlo仿真，检测器为计算按式给出的接收信号相位，并将最接近的相位的信号选为信号点。四、设计原理PSK是利用载波的不同相位表示相应的数字信息。对于二进制相位调制（M=2)来说，两个载波相位是0和π。对于M相相位调制来说M=2k，这里k是每个传输符号的信息比特数。4PSK是M=4的载波相位调制。这里
3、，将理论差错概率与仿真的差错概率比较，进一步观察仿真与理论值之间的差别。同时，用不同的判决准则对接受信号进行判决。并比较两种判别方法的差别。调制解调原理一组M载波相位调制信号波形的一般表示为：是发送滤波器的脉冲形状，A为信号的幅度。将式中的余弦函数的相角看成两个相角的和，可以将上表示为将14归一化，则函数能量、A可归一化到1。这样一个相位调制信号可以看做两个正交载波，起始幅度取决于在每个信号区间内的相位，因此，数字相位调制信号在几何上可以用和的二维向量来表示，即图一表示M=4的信号点星座图。图一从AWGN信道中，在一个信号区间内接收到的带
4、宽信号可以表示为这里和是加性噪声的两个正交分量。可以将这个接收信号与，给出的和作相关，两个相关器的输出产生受噪声污损的信号分量，它们可表示为式中和定义为这两个正交噪声分量和是零均值，互不相关的高斯随机过程。这样，和。和的方差是14最佳检测器将接收信号向量r投射到M个可能的传输信号向量{}之一上去，并选取对应于最大投影的向量。据此，得到相关准则为，m=0,1,…，M-1由于全部信号都具有相等的能量，因此，对数字相位调制一种等效的检测器标准是计算接收信号向量r=(,)的相位为并从信号集{}中选取其相位最接近的信号。在AWGN信道中，因为二相相
5、位调制与二进制PAM是相同的，所以差错概率为，式中是每比特的能量。四相相位调制可以看作两个正交载波上的二相相位调制系统，所以1个比特的差错概率与二相相位调制是一样的。对于M4的符号差错概率不存在简单的闭式表达式。对的一种好的近似式是式中比特/符号。判决方法:（1）最大投影法：最佳检测器将接收到的信号向量r投射到M个可能的传输信号向量之一上去，并选取对应于最大投影的向量。试验中用的是将r向量与作为标准的s向量作向量积后选取最大者的方法。（2）对数字相位调制一种等效的检测器标准是计算接收信号向量r=(,)的相位为并从信号集{}中选取其相位最接
6、近的信号。14五、调制与测试1.先产生一个4种符号（2比特）的序列，将它映射到相应的4相信号点，如图中M=4的情况所示程序：N=10000;E=1;%energypersymbolsnr=10^(snr_in_dB/10);%signal-to-noiseratiosgma=sqrt(E/snr)/2;%noisevariance%thesignalmappings00=[10];s01=[01];s11=[-10];s10=[0-1];2.为了完成这个任务，利用一个随机数列发生器，它会产生（0,1）范围内的均匀随机数。再将这个范围分成4
7、个相等的区间（0,0.25），（0.25,0.5），（0.5,0.75）和（0.75,1.0），这些子区间分别对应于00,01,11,10信息比特对，再用这些比特对选择信号相位向量Sm。程序：fori=1:N,temp=rand;%auniformrandomvariablebetween0and1if(temp<0.25),%Withprobability1/4,sourceoutputis"00."dsource1(i)=0;dsource2(i)=0;elseif(temp<0.5),%Withprobability1/4,sour
8、ceoutputis"01."dsource1(i)=0;dsource2(i)=1;elseif(temp<0.75),%Withprobability1/4,sourceoutputis"
