数字通信实验报告-实验二

1、数字通信实验报告班级：信息154姓名：互遛学号：教师：邑避日期：实验二一、实验项目1、设定符号错误概率为p 胪 5次方，基于MAfLAB仿真分析无记忆调制 的最佳接收机性能。尸2+为 n2二、实验目的=；N0)1、通过实验，进一步巩固在课堂上面学到的理论知识，学习并理解加性高 斯白噪声信道的最佳接收机2、在实验过程中，对理论知识和公式进行理解，转化为相应的matlab程序 语言，增强matlab编程的能力；三、实验内容与理论依据(1)最佳接收机评估各种无记忆调制方法的错误概率二进制调制的错误概率设两个信号波形是s«) = g和S2(r) = -g(f) (称为双极性信号)。在给定发送

2、的情况下，sl(t)的错误概率是r<0的概率，则可以倒推出，平均错误概率是：Ph=LP(es) + Lp(es2) = Q设两个信号波形是正交信号，则对应的平均错误概率是M元正交信号的错误概率乙2"、Ph =-2-1对于等能量的正交信号，最佳检测器选择能在接收信号向量r与M个可能发 送信号向量之间产生最大相关值的发送信号，即Sm如果假定发送信号为 ，则接收信号向量为：式中，是零均值等方差的相互统计独立的高斯随机变量。则可推出平均错误概率是：3期趋向于个最小SNR时，为到达任意小的错误概率，所要求的最小多少呢这2"1这个最小比特SXR就称作加性高斯白噪声信道的香农极限。

3、8=单纯信号的错误概率：单纯信号时M个等相关的且互相关系数为 夕加=-1/（" -1）的信号的集合。在m维空间中，这些信号作为正交信号，其相邻 的信号之间具有同样的最小间隔，它们达到相互间隔所要求的发送能量为 q（MD/M,该能量比正交信号所要求的能量小，为其（MD/用倍。M元二进制编码信号的错误概率，如果4黑是M个信号波形的最小欧式 距离，则符号错误概率的上边界时P, v （河 - 1）2 = （M< 2& exp蜜匚M元PAM的错误概率：= W-1）J（6 log2 MHM" M（疝一1）乂式中，是平均比特能量，是平均比特SNR四、实验嘤=工几种瀛制方:2

4、勺比较品N°根据课本上提供的多种调制方法错误概率与比特之间的关系，并且计算出相 关的带宽效率，可绘制出如图的，当符号错误概率为IO时几种调制方法之间的关系图。%正交信号相干检测部分分析xl=6 7 ；yl=3/16 5/16 3/4；figure；subplot(1,2,1)；plot(xl,yl, LineWidth,；axis(5 9 1)；title('正交信号相干检测')；xlabel(r 比特SNR')； ylabel(rR/W(b/sHz)()； 版AM信号分析x2= 9 14 ；y2= 1246；subplot(1,2,2)；plot(x2,y2

5、,titleCQAM,PSK,PAM信号相干检测')；xlabel(r 比特SNR')；ylabel('R/W(b/sHz)()；hold on；%PSK信号分析x3=917 ；y3=l 234；plot(x3,y3,;x4=10 12 ；y4=l 2 3；plot (x4,y4, *-*) ；%AWGN信号分析x5= 5 9 15 20；y5= 110；plot (x5,y5)；QAMPSK.PAM信号相干检测 10(ZHS/WMO:NHS m MCC98760 02468101214161820比特SNR1、实验结果及分析等效低通信号脉冲g(t)的带宽效率，假定脉冲

6、g(t)的持续时间是T,带宽近似等于T的倒数。DPSK：带宽效率为：2)PAM：因为传输它的带宽效率高的方法是单边带，则带宽效率为：3）QAM：它有两个正交载波，每一个载波具有一个PAM信号，但QAM信号必须经由 双边带传输，所以当以带通信号带宽为基准时，带宽效率与PAM相同。2、实验结论对无记忆调制方法的紧凑且有意义的比较是根据在要求达到给定的错误概率 的情况下，归一化数据速率R/W.（单位为（b/s） /Hz）与比特SNR的关系曲线。 如果将二进制双极性信号与二进制正交信号的错误概率进行比较，要达到同样的 错误概率，正交信号的能量需增加一倍。在上面关于接收机的仿真中，可以看到，在PAM, QAM和PSK情况下，增加M导 致较高的比特率-带宽比值。然而，达到了较高数据速率的代价是增加比特SNR。 因此，这些调制方法适合于带宽受限的通信信道，这时希望R/W>1且要求有足够 的SNR支持M的增加。相反地，M元正交信号的R/WC1。当M增加时，由于所需信道带宽增加，故R/W 减少。然而，当M增加时，要达到给定错误概率（P“=10-5）,所需的比特SNR 减少。因此，M元正交信号适合于功