数字基带传输系统的matlab仿真.docx
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数字基带传输系统的matlab仿真
姓名：
范浩如学号：
107551400879
数字通信作业：
二进制调制最佳接收机的matlab仿真
第一章基础理论知识
第一节知识框架图
第2节数字基带信号传输模型
第一步:
对原始数字序列进行调制
典型的调制方法
第二步:
调制信号在信道中的传输
第三步：
调制型号的解调（相干解调法）
方法一：
针对2ASK,2PSK信号进行接收与解调
判决门限：
2ASK0.5A
2PSK0
方法二：
针对2FSK信号进行接收与解调
判决门限:
比较两路信号，谁大选谁。
或者将两路信号相减，然后以0为判决门限。
大于0时为1（W1代表的），小于0时为0（W0代表的）
第2章Matlab程序与仿真：
第一节理想信噪比-误码率曲线的产生
N=10;k0=2;Th1=0;A=1;%设置基本参量
fordb=-5:
0.2:
15%设置信噪比范围（取101个点）
r=10^（db/10）;%对数化后的信噪比r
i0=round（（db+6）*5-4）;%数组序号必须从1开始
pe0ASKa（i0）=0.5*erfc（sqrt（r/2））;%理想条件下Ask的误码率（a）非相干pe0ASKb（i0）=0.5*erfc（sqrt（r/4））;%理想条件下Ask的误码率（b）相干
pe0FSK（i0）=pe0ASKa（i0）;%理想条件下Fsk的误码率
pe0PSK（i0）=0.5*erfc（sqrt（r））;%理想条件下psk的误码率
i=1:
0.2:
21;i1=i-6;%设置i1的范围从-5到15
end
semilogy（i1,pe0PSK,'b',i1，pe0ASKb,'b',i1,pe0FSK,'b'）;
axis（[-5151.0e-061.0e0]）
第二节2Ask信号的调制解调
Matlab程序：
Test=[0,1,0,0,0,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,]
fordb=-5:
0.2:
15
sigma=0.5*A*sqrt（N）/10^（db/20）;%设置噪声功率
Th=0.5*0.5*A^2*N;%2ASK的判决门限
count=0;
forj=1:
50;%取50个样本
fori=1:
N
rand（'state',sum（100*clock））;%将时钟作为产生随机信号的种子
NN（i）=sigma*randn（1,1）;%产生随机高斯噪声
s0（i）=0;%输入端0码元波形
s1（i）=A*sin（2*pi*k0*i/N）;%输入端1码元波形
x0（i）=s0（i）+NN（i）;%接收端0码元波形
x1（i）=s1（i）+NN（i）;%接收端1码元波形
end
summ0=0;
iftest（j）==0
fori=1:
N
summ0=summ0+x0（i）*s1（i）;
end
elseiftest（j）==1
fori=1:
N
summ0=summ0+x1（i）*s1（i）;
end
end
summa=summ0;
Th=0.5*0.5*A^2*N;%2ASK的判决门限
ifsumma>Th%和门限值进行比较
out（i0,j）=1
else
out（i0,j）=0
end
iftest（j）==out（i0,j）
else
count=count+1;
end
end
peASK（i0）=count/L;
End
测试结果如下：
原始输入序列test
1-20:
01000011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
信噪比db=-5时，out（1,:
）错误码元数：
17
1-20:
01010111001000000010
21-30:
11010011110111101011
41-50:
1101111111
Ps：
传错的码加下划线
信噪比db=5时，out（51,:
）错误码元数：
1
1-20:
01001011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
信噪比db=15时，out（101,:
）错误码元数：
0
1-20:
01000011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
测试集大小为1000时的信噪比-误码率曲线
第三节2psk信号的调制解调
程序基本上和上面一个相同，只是输入端码元改变为：
s0（i）=A*sin（2*pi*k0*i/N）;%输入端0码元
S1（i）=-A*sin（2*pi*k0*i/N）;%输入端1码元
门限值改变为：
Th=0;
测试结果如下：
原始输入序列test
1-20:
01000011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
信噪比db=-5时，out（1,:
）错误码元数：
8
1-20:
01100011100111101110
21-30:
00110001111111001100
41-50:
1000111101
信噪比db=5时，out（51,:
）错误码元数：
1
1-20:
01000011100101101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
信噪比db=15时，out（101,:
）错误码元数：
0
1-20:
01000011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
测试集大小为1000时的信噪比-误码率曲线
第四节2Fsk信号的调制解调
forj=1:
50,%取50个样本
fori=1:
N
NN（i）=sigma*randn（1,1）;%产生随机高斯噪声
s0（i）=A*sin（2*pi*k0*i/N）;%输入端0码元
s1（i）=A*sin（2*pi*（k0+1）*i/N）;%输入端1码元
x0（i）=s0（i）+NN（i）;%接收端0码元波形
x1（i）=s1（i）+NN（i）;%接收端1码元波形
end
summ0=0;summa=0;summb=0;
iftest（j）==0
fori=1:
N
summa=summa+x0（i）*s0（i）;
summb=summb+x1（i）*s0（i）;
end
elseiftest（j）==1
fori=1:
N
summa=summa+x0（i）*s1（i）;
summb=summb+x1（i）*s1（i）;
end
end
summ0=summa-summb;
Th=0;
ifsumm0>Th%和门限值进行比较
out（i0,j）=0
else
out（i0,j）=1
end
iftest（j）==out（i0,j）
else
count=count+1;
end
end
pePSK（i0）=count/L;
end
测试结果如下：
原始输入序列test
1-20:
01000011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
信噪比db=-5时，out（1,:
）错误码元数：
7
1-20:
01000011000111001111
21-30:
01110011111000101011
41-50:
1100111111
信噪比db=5时，out（51,:
）错误码元数：
0
1-20:
0100001110011110111121-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
信噪比db=15时，out（101,:
）错误码元数：
0
1-20:
01000011100111101111
21-30:
01110011111011101111
41-50:
1000111101
测试集大小为1000时的信噪比-误码率曲线
第三章数据分析与总结
本次试验采用的样本集数量为50,1000两种。
进行输入输出信号比对时采用前者，统计信噪比-误码率曲线时使用后者。
本次试验样本通过了3种不同的调制解调制系:
ASK,PSK和FSK.
每一个样本序列都经过信噪比从-5到15db（间隔0.2db）的高斯白噪声信道，再经过解调恢复原始信号。
每个输入都会产生101种对应不同信噪比情况下的输出，在这里只抽取db=-5，db=5和db=15三种情况进行简要分析。
（1）三种调制系统产生的误码率都随着信噪比的增加而减小。
当信噪比等于-5db时，三种系统的误码率都很大，一般会达到10-1的数量级。
其中ASK明显大于其他两种。
（2）当信噪比变为5db时，三种系统的误码率大致降低了一个数量级。
ASK系统的误码率依然最大。
（3）当信噪比增大到15db时，三种系统的误码率基本降低为10-4以下，按本试验的样本数很难确切比较三种系统的误码情
值的注意的是，按照理论分析，相同信噪比下，误码率由高至低依次应该是ASK,Fsk和PSK。
在信噪比等于-5db时，50个样本分别错了,ASK（16个），Fsk（7个），PSK（8个）。
这是由于在低信噪比情况下FSK与PSK的误码率十分接近，在随机高斯白噪声的影响下就出现了实验结果与理论预测的轻微背离。
随着信噪比的提高，psk的性能提升的比FSK快的多，从而使高信噪比条件下psk的误码率远低于FSK。
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