基于蒙特卡罗法PSK系统抗噪声性能仿真.docVIP

通信原理 课程设计报告 题目：基于蒙特卡罗法2PSK系统抗噪声性能仿真 院系：自动化学院与信息工程学院 专业：通信工程 班级：通信071 学号： 姓名： 指导教师： 职称： 2010年12月27日-2010年12月31日 一、实验要求 编写MATLAB的M文件，用该文件的采用相干解调法的2PSK系统的抗噪性能进行1000个符号的蒙特卡罗法仿真，画出误码率与信噪比之间的关系曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、2dB、4dB、6dB…20dB，同时画出误码率与信噪比的理论曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、0.1dB、0.2dB…20dB。 分步实施： 1）熟悉2PSK系统调制解调，熟悉蒙特卡洛法；熟悉误码率计算； 2）编写主要程序； 3）画出系统仿真误码率曲线的系统理论误码率曲线。 二、实验原理 1、蒙特卡罗思想概述 蒙特卡罗方法也称为随机模拟方法,有时也称为随机抽样技术或统计实验方法。它的基本思想是:为了求解数学、物理、工程技术以及生产管理等方面的问题,首先建立一个概率模型或随机过程,使它的参数等于问题的解;然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统计特征,最后给出所求解的近似值。而解得精确度可用估计值的标准误差来表示。 蒙特卡罗方法可以解决各种类型的问题,但总的来说,视其是否涉及随机过程的性态和结果,该方法处理的问题可以分为两类:第一类是确定性的数学问题,首先建立一个与所求解有关的概率模型,使所求的解就是我们所建立模型的概率分布或数学期望;然后对其进行随机抽样观察,即产生随机变量;最后用其算术平均值作为所求解的近似估计值。第二类是随机性问题,被考察的元素更多的受到随机性的影响,一般情况下采用直接模拟方法,即根据实际物理情况的概率法则,用电子计算机进行抽样试验。 在应用蒙特卡罗方法解决实际问题的过程中,大体有如下几个内容: (1)对求解的问题建立简单而又便于实现的概率统计模型,使所求的解恰好是所建立模型的概率分布或数学期望。 (2)根据概率统计模型的特点和计算实践的需要,尽量改进模型,以便减小方差和费用,提高计算效率。 (3)建立对随机变量的抽样方法,其中包括建立产生伪随机数的方法和建立对所遇到的分布产生随机变量的随机抽样方法。 (4)给出获得所求解的统计估计值及其方差或标准误差的方法。 2、2PSK系统调制解调原理 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为 2PSK可采用模拟调制方法或键控法进行调制，调制框图如下 2PSK信号的解调方法是相干解调。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2PSK信号相干接收原理方框图。 3、2PSK的抗噪声性能 通信系统的抗噪声性能是指系统克服加性噪声影响的能力。在数字通信系统中，加性噪声可能使传输码元产生错误。其错误程度一般用误码率来衡量。 2PSK相干接收时的误码率为：，其中为解调器的输入信噪比。当信噪比r1时，上式变成。 三、设计流程 利用matlab对2PSK进行仿真，在2PSK调制后对信号加入不同信噪比的高斯噪声，然后进行解调，计算出误码率。 程序流程图如下: 四、程序运行结果 结果分析：图中实线是理论上的信噪比与误码率关系曲线，☆则是进行2PSK调制解调后的仿真分析。由图可见随着信噪比的增大，理论计算与实际仿真得到的误码率均在下降。 五、实验源程序 见附录 六、总结与体会 通过这次通信原理课程设计实践，我复习了MATLAB编程语言的基本概念、语法、语义和数据类型的使用特点，加深了对课堂所学理论知识的理解，掌握了运用结构化程序设计的基本思想和方法，更重要的是培养了自己的自学能力。因为这是我们第二次接触MATLAB编程语言，在编写程序以及调试的过程中遇到了很多困难，但是我通过去图书馆查找资料，请教同学老师，再自己一点点改善程序，最终编写出一个比较完善的程序，实现了所有要求功能，这是最值得我欣慰的一点。 以下是我的几点切身感受： （一）编写程序需要一个清醒的头脑，明确的思路，同时也要有耐心毅力。 刚拿到程序设计课题时，我感觉一片茫然，因为在之前的学习中，只是在一些例题中接触过MATLAB语言，甚至没有看过一些基础的书籍，所以初次遇到一个实际问题，感觉无从下手。由于自己对MATLAB的设计不够熟悉，同时对MATLAB的基本语句掌握不扎实，编写程序遇到了很大的困难，不过通过请教老师，和同学共同探讨后思路一下子豁然开朗，掌握了基本设计思路之后，后面的编程就顺利多了。至此，我真真体会到清晰地