第二章扩频通信..docxVIP

第二章 扩频技术在水声通信系统中通常采用的调制方式包括：ASK（调幅），FSK（调频）和PSK（调相）1）PSK系统的性能分析 1 PSK的符号示意图，符号表达式2PSK系统的调制解调过程3 在加性高斯白噪声信道中PSK系统的差错性能。传输系数为a,均值为0，方差为，其中为噪声功率谱密度。假设“0”和“1”等概率出现式中，。是窄带高斯噪声，其均值为零，方差为，且可以，且可以表示为于是带通滤波器的输出可表示为：带通滤波器输出信号与相干载波相乘，并经理想低通滤波器后得到的解调信号为：-----经相干解调后得到的信号成分；----低通型高斯白噪声，其均值为零，方差为在抽样时刻的一维概率密度函数（PDF）分别为-假设抽样判决器的判决门限为b,则当抽样值时判为“1”符号输出，当抽样值时判为“0”符号输出。当发送情况下，及发送符号为“1”时，若抽样值，则被判为“0”符号输出。则发生将“1”符号判为“0”符号的错误，错误概率为：同理，当发送，即发送的符号为“0”时，错误概率为取b =0时PSK的系统误码率可以表示为其中2）FSK系统的性能分析 1 FSK的符号示意图，符号表达式2 FSK系统的调制过程图2-1 采用相干检测的BFSK信号性能分析模型3 在加性高斯白噪声信道中FSK系统的差错性能。传输系数为a,均值为0，方差为，其中为噪声功率谱密度。假设“0”和“1”等概率出现式中，。是窄带高斯噪声，其均值为零，方差为，且可以，且可以表示为于是带通滤波器的输出可表示为：带通滤波器输出信号与相干载波相乘，并经理想低通滤波器后得到的解调信号为：-----经相干解调后得到的信号成分；，----低通型高斯白噪声，其均值为零，方差为，在抽样时刻的一维概率密度函数（PDF）分别为-抽样判决器的判决准则为在给定发送的情况下，当的抽样小于的抽样值时，按照判决准则，判决器判为， 发生错判的概率为令， 则由随机信号分析可知，z为高斯型随机噪声，其均值为a,方差为 z的一维概率密度函数（PDF）为于是错误概率为式中，r为信噪比，同理可得，当发送时，错判为的概率为：于是，采用相干检测时，BFSK系统的总误码率为4 ) 水声信道更加接近于Relay信道，因此扩展到PSK \FSK 在瑞利信道中的差错性能。由上面的分析可以得到：FSK相干检测下的误码率可表示为：实际的水声信道通常为衰减信道，按照信号特征的不同，信道呈现不同性质的选择性和非选择性衰减特性。当信道建模为瑞利衰减信道时，a服从瑞利分布，服从具有两个自由度的分布，因此，信噪比也是分布。可以证明，的概率密度函数为----信道中的平均信噪比，定义为式中------的均值假设衰落足够慢，可以进行相干检测，则在瑞利衰减信道中，相干检测的BFSK系统的错误概率可表示为：4）数字信号的基带传输常用的码型包括1 单极性不归零码，2 双极性不归零码单极性不归零码信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码的0和1。双极性不归零码脉冲的正负电平分别对应于二进制代码1,0.利用MATLAB作图比较单极性NRZ和双极性NRZ的信噪比与误比特率关系特性，并计算当要求基带传输系统的误比特率为时所需要的信噪比。对于单极性NRZ码，设对应0和1信息时其幅度分别为0和A，无码间干扰时，接收滤波器的输出信号。若接收判决门限为d，即若rd，判定信号幅度为A；若rd判定信号幅度为0。当发送信号为0时，叠加高斯噪声后接收波形幅度的概率密度函数为：发送信号为1时，叠加高斯噪声后的接收波形幅度的概率密度函数为若噪声幅度过大，就会造成接收端的误判，误判概率为总误判概率为，通常，采用作为判决电平是最佳的，此时的误比特率为当二元码的基带信号波形为矩形时，平均信号功率为，噪声功率为，所以有：对于双极性码，信号功率为，所以程序：通过MATLAB采用蒙特卡洛方法仿真该通信系统误码性能的程序如下，4） 扩频技术1 扩频技术实现中 m序列的产生（m序列的移位寄存器）M序列的生成多项式N阶移存器的结构可以用如下的生产多项式表示：2 扩频技术的原理及工作过程调制器可以选择PSK或FSKPN+PSK:直接序列扩频（DSSS）信号PN+FSK：跳频扩频（FHSS）信号MATLAB演示作业：1）ASK系统的性能分析1 ASK的符号示意图，符号表达式2 ASK系统的调制过程3 在加性高斯白噪声信道中ASK系统的差错性能。传输系数为a,均值为0，方差为，其中为噪声功率谱密度。4 水声信道更加接近于Relay信道，因此扩展到ASK在瑞利信道中的差错性能。