數(shù)字通信實驗報告實驗二

1、 數(shù)字通信實驗報告 武漢理工大學(xué)數(shù)字通信實驗報告班級： 信息154 姓名： 馮 超 學(xué)號： 1049731503280 教師： 呂 鋒 日期： 2016.03.26 實驗二一、實驗項目1、設(shè)定符號錯誤概率為10的負5次方，基于MATLAB仿真分析無記憶調(diào)制的最佳接收機性能。二、實驗?zāi)康?、通過實驗，進一步鞏固在課堂上面學(xué)到的理論知識, 學(xué)習(xí)并理解加性高斯白噪聲信道的最佳接收機2、在實驗過程中，對理論知識和公式進行理解，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的matlab程序語言，增強matlab編程的能力；三、實驗內(nèi)容與理論依據(jù)（1）最佳接收機評估各種無記憶調(diào)制方法的錯誤概率1 二進制調(diào)制的錯誤概率設(shè)兩個信號波形是和 (

2、稱為雙極性信號）。在給定發(fā)送的情況下，s1(t)的錯誤概率是r<0的概率，則 可以倒推出，平均錯誤概率是： 設(shè)兩個信號波形是正交信號，則對應(yīng)的平均錯誤概率是2 M元正交信號的錯誤概率對于等能量的正交信號，最佳檢測器選擇能在接收信號向量r與M個可能發(fā)送信號向量之間產(chǎn)生最大相關(guān)值的發(fā)送信號，即如果假定發(fā)送信號為 ，則接收信號向量為：式中, 是零均值等方差的相互統(tǒng)計獨立的高斯隨機變量。則可推出平均錯誤概率是： 當M趨向于 時,為到達任意小的錯誤概率，所要求的最小多少呢?這個最小SNR 這個最小比特SNR就稱作加性高斯白噪聲信道的香農(nóng)極限。3 M元雙正交信號的錯誤概率4 單純信號的錯誤概率：單純

3、信號時M個等相關(guān)的且互相關(guān)系數(shù)為的信號的集合。在M維空間中，這些信號作為正交信號，其相鄰的信號之間具有同樣的最小間隔，它們達到相互間隔所要求的發(fā)送能量為，該能量比正交信號所要求的能量小，為其倍。5 M元二進制編碼信號的錯誤概率，如果是M個信號波形的最小歐式距離，則符號錯誤概率的上邊界時M元PAM的錯誤概率： 式中， 是平均比特能量， 是平均比特SNR四、實驗過程1 幾種調(diào)制方法的比較根據(jù)課本上提供的多種調(diào)制方法錯誤概率與比特之間的關(guān)系，并且計算出相關(guān)的帶寬效率，可繪制出如圖的，當符號錯誤概率為時幾種調(diào)制方法之間的關(guān)系圖。%正交信號相干檢測部分分析 x1=6 6.5 7 8.2;y1=3/16

4、5/16 0.5 3/4;figure;subplot(1,2,1);plot(x1,y1,'-*','LineWidth',1.5);axis(5 9 0.1 1);title('正交信號相干檢測');xlabel('比特SNR');ylabel('R/W(b/sHz)');%QAM信號分析x2= 9 9.5 14 18.5;y2= 1 2 4 6;subplot(1,2,2);plot(x2,y2,'-+');title('QAM,PSK,PAM信號相干檢測');xlabel(&

5、#39;比特SNR');ylabel('R/W(b/sHz)');hold on;%PSK信號分析x3=9 9.5 12.6 17 ;y3=1 2 3 4 ;plot(x3,y3,'-');x4=10 12 16.5;y4=1 2 3;plot(x4,y4,'-*');%AWGN信號分析x5=1.6 2.2 5 9 15 20;y5=0.1 1 3.5 5.6 9.1 10;plot(x5,y5);1、 實驗結(jié)果及分析等效低通信號脈沖g(t)的帶寬效率，假定脈沖g(t)的持續(xù)時間是T，帶寬近似等于T的倒數(shù)。1)PSK:帶寬效率為 

6、;：2)PAM:因為傳輸它的帶寬效率高的方法是單邊帶,則帶寬效率為 ：3)QAM:它有兩個正交載波，每一個載波具有一個PAM信號，但QAM信號必須經(jīng)由雙邊帶傳輸，所以當以帶通信號帶寬為基準時，帶寬效率與PAM相同。2、 實驗結(jié)論 對無記憶調(diào)制方法的緊湊且有意義的比較是根據(jù)在要求達到給定的錯誤概率的情況下，歸一化數(shù)據(jù)速率R/W（單位為（b/s）/Hz）與比特SNR的關(guān)系曲線。如果將二進制雙極性信號與二進制正交信號的錯誤概率進行比較，要達到同樣的錯誤概率，正交信號的能量需增加一倍。在上面關(guān)于接收機的仿真中，可以看到，在PAM，QAM和PSK情況下，增加M導(dǎo)致較高的比特率-帶寬比值。然而，達到了較高數(shù)據(jù)速率的代價是增加比特SNR。因此，這些調(diào)制方法適合于帶寬受限的通信信道，這時希望R/W>1且要求有足夠的SNR支持M的增加。相反地，M元正交信號的R/W<=1。當M增加時，由于所需信道帶寬增加，故R/W減少。然而，當M增加時，要達到給定錯誤概率（），所需的比特SNR減少。因此，M元正交信號適合于功率受限的信道，該信道具有