數(shù)字通信仿真 抗噪聲性能.doc

探究數(shù)字通信中影響抗噪聲性能的因素指導(dǎo)老師：邵衛(wèi)東學(xué)校： 東南大學(xué)專業(yè)： 信息技術(shù)姓名： 李孟柱學(xué)號： 113144探究數(shù)字通信中影響抗噪聲性能的因素摘要:數(shù)子通信傳輸系統(tǒng)中，由于噪聲，干擾等因素，會使傳輸信號受到干擾。信道的抗噪聲性能是衡量一個信道性能的重要因素，數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指系統(tǒng)克服加性噪聲的能力。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，它通常采用誤碼率來衡量。本文主要探討信道抗噪聲性能跟抽樣次數(shù)，進制數(shù)，以及調(diào)制方式的關(guān)系.通過使用MATLAB的GUI來實現(xiàn)使用圖形窗口界面調(diào)用SIMULINK的模塊，從而達到圖形界面可視化，便于觀察和分析。關(guān)鍵字：數(shù)字通信 噪聲 MATLAB SIMULINK.Abstract: In digital communication system, due to noise, signal interference and other factors, the signals subject will be disturbed. Anti noise performance is an important factor to measure the performance of a channel. Anti noise performance of digital communication system is a system to overcome the ability of the additive noise. In digital communication systems, it is usually measured through the bit error rate. This paper mainly discusses the relationship of the channel noise with Sampling frequency, the hexadecimal number, as well as the relationship of the modulation. Using MATLAB GUI using to call SIMULINK module, the visualization of the graphical interface will be achieved, then it is easy for us to observe and analyze.Keywords: digital communications，noise，MATLAB, SIMULINK.一 信道抗信噪性能仿真原理介紹1.通信系統(tǒng)的抗噪聲性能是指系統(tǒng)克服加性噪聲影響的能力。在數(shù)字通信中，信道的加性噪聲能使傳輸碼元產(chǎn)生錯誤，錯誤程度通常用誤碼率來衡量。與數(shù)字基帶系統(tǒng)一樣，分析二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能，也就是要計算系統(tǒng)由加性噪聲產(chǎn)生的總誤碼率。設(shè)發(fā)送0、1信號等概率出現(xiàn)，信道為恒參信道，噪聲為零均值，方差為的高斯白噪聲。幾種二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率如下表所示。二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率調(diào)制方式解調(diào)方式誤碼率時的近似帶寬2ASK相干非相干2FSK相干非相干2PSK相干2DPSK差分其中，稱為解調(diào)器的輸入信噪比。對各種二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的性能進行總結(jié)、比較。內(nèi)容包括系統(tǒng)的誤碼率、頻帶寬度及頻帶利用率、對信道的適應(yīng)能力、設(shè)備的復(fù)雜度等。2在本次FSK系統(tǒng)中，如果加大該數(shù)字，也就是增加每幀的抽樣次數(shù)，我們可以看到抗噪聲性能有明顯改善即是每幀抽樣數(shù)越多，抗噪聲性能越好。同時，在數(shù)字通信中，在其他參數(shù)不做改變的情況下，隨著進制的增大，調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能隨之減弱。3.本次仿真所用到的SIMULINK模塊如下圖所示2FSK仿真框圖如下圖所示，改變進制數(shù)，即可得到四進制，八進制仿真圖。QPSK的仿真框圖如下圖所示2-PAM的仿真框圖如下圖所示二 Simulink仿真的設(shè)計過程1.GUI界面設(shè)計過程1.1 GUI主界面設(shè)計過程打開MATLAB，選擇好存儲路徑C:Program File MATLAB701,然后點擊圖標(biāo)GUIDE，選擇默認(rèn)設(shè)置，點擊OK按鈕，彈出對話框，在對話框中添加三個按鈕，雙擊按鈕，在Property Inspector選項中將三個按鈕的名稱分別改為抗噪聲與抽樣次數(shù)界面 抗噪聲與調(diào)制方式界面 抗噪聲與進制數(shù)界面。得到主對話框界面如下圖所示。在互輻射阻抗 輸入阻抗和方向性系數(shù)和增益系數(shù)三個按鈕的Callback函數(shù)中分別添加如下代碼：h=gcf; chouyang ；h=gcf; Auntitled2；h=gcf; untitledz;建立主對話框和子對話框之間聯(lián)系，當(dāng)點擊按鈕時便可以進入相應(yīng)子對話框。1.2 GUI抽樣次數(shù)和抗信噪性能界面設(shè)計過程建立子GUI，同建立主界面一樣，建立抽樣次數(shù)和抗信噪性能界面，如下圖所示在按鈕callback設(shè)置中，填寫CUntitled，調(diào)用其CUntitled.m文件。1.3 GUI進制數(shù)和抗信噪性能關(guān)系界面設(shè)計過程建立子GUI，同建立主界面一樣，建立調(diào)制方式和抗信噪性能界面，如下圖所示在按鈕callback設(shè)置中，填寫Untitled3，調(diào)用其Untitled3.m文件。1.4 GUI調(diào)制方式和抗信噪性能關(guān)系界面設(shè)計過程建立子GUI，同建立主界面一樣，建立調(diào)制方式和抗信噪性能界面，如下圖所示。在按鈕callback設(shè)置中，填寫AUntitled5，調(diào)用其AUntitled5.m文件。2Simulink仿真的功能演示和實現(xiàn)2.1 GUI抽樣次數(shù)和抗信噪性能關(guān)系界面功能演示。打開main.fig文件，進入主頁面，如下圖所示。點擊抗噪聲與抽樣速率按鈕，進入其子界面，在抽樣次數(shù)里依次輸入2,4,8，分別運行程序，得到圖如下：從上到下三條曲線分別由輸入2 4 8得到，從圖中可以看出增加每幀的抽樣次數(shù)，到抗噪聲性能有明顯改善，每幀抽樣次數(shù)越多，抗噪聲性能越好。2.2 GUI進制數(shù)和抗信噪性能界面功能演示。點擊抗噪聲與調(diào)制方式界面按鈕，進入其子界面，運行程序，得到仿真結(jié)果如下圖所示由上圖三條曲線對比可見，在抗加性高斯白噪聲方面，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。 2.3 GUI調(diào)制方式和抗信噪性能關(guān)系界面功能演示。點擊抗噪聲與進制數(shù)界面按鈕，進入其子界面，運行程序，得到仿真結(jié)果如下圖所示進制數(shù)M分別采用了2、4、8三種進制作了比較，如圖中顯示，在其他參數(shù)不做改變的情況下，隨著進制的增大，調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的抗噪聲性能隨之減弱。三總結(jié)在實現(xiàn)仿真過程中，我對影響數(shù)字通信信道抗噪聲性能的因素有了比較詳細(xì)的理解。開始做仿真時，我不知都GUI能否調(diào)用Simulink模塊，通過查閱資料，解決了調(diào)用的問題。通過實驗，我也掌握了如何用圖形界面來顯示Simulink的仿真結(jié)果，將大量的仿真結(jié)果在一個圖形界面上顯示，從而達到比較和對比的效果，同樣在實驗過程中還有很多問題沒有解決，如在抽樣次數(shù)跟抗噪聲性能試驗中，無法在每次調(diào)用SIMULINK時，在曲線上標(biāo)出對應(yīng)曲線