西安交通大学数字通信理论课程设计报告——数字通信理论课程设计.doc

数字通信理论实验报告 ——（实验4） 实验四 数字通信理论课程设计 4.1实验目的： 加深对AWGN信道下数字通信系统的理解。 掌握数字通信系统蒙特卡洛仿真的基本方法。 4.2实验内容： 在AWGN信道下，完成2FSK系统的误比特率性能仿真，绘制系统的BER曲线，并与理论计算的结果进行对比。具体包括如下内容： 编写程序生成随机的二元比特序列，该序列由{0,1}构成。 根据所选择的调制方式，将比特序列映射为星座图上的点。 将所生成的信号通过AWGN信道进行传输，编写程序实现随机的加性高斯白噪声过程，并完成对信号的加噪。 实现接收机的解调、检测与判决算法。要求使用相干接收机，最大似然检测。 在不同的比特信噪比（）的条件下统计系统的比特错误概率（BER），画出BER随变化的曲线。的变化范围选为0~10dB。 在同一图中 N Y 仿真流程：编写程序生成随机的二元比特序列，按2FSK调制方式，将比特序列映射为星座图上的点，将所生成的信号通过AWGN信道进行传输，实现随机的加性高斯白噪声过程，并完成对信号的加噪，再使用相干接收机实现接收机的解调、最大似然检测与判决，在不同的比特信噪比（）的条件下统计系统的比特错误概率（BER），画出BER随变化的曲线。的变化范围选为0~10dB图中 所示为对信号进行2FSK调制及解调处理后得到的实际信噪比与误码率关系曲线； 有图可得，随着信噪比的增大，误码率呈下降趋势； 在图中观察可得，由于仿真码元数目的限制，误码率最小只达到了10^(-3)。 2FSK理论误码率推导 发送信号向量为 ，考虑到信道为高斯白噪声信道，噪声功率密度为 。假设2FSK采用相干解调，那么接收信号向量为 ， ，是相互独立的高斯变量，又因为采用最大似然检测，所以当接收端判决正确，那么判断错误的概率为 其中所以其概率密度为 又Q函数为化简得2FSk的误码率为。 可见结果与理论值非常吻合。 程序源代码 clear all snrdB_min = 0; snrdB_max = 10; % SNR (in dB)limits snrdB = snrdB_min:1:snrdB_max; Nsymbols = 10000; snr = 10.^(snrdB/10); % convert from dB h = waitbar(0,Monte Carlo Simulation); len_snr = length(snr); errors=zeros(1,len_snr); for j=1:len_snr % increment SNR waitbar(j/len_snr) sigma = sqrt(1/(2*snr(j))); % noise standard deviation error_count = 0; for k=1:Nsymbols % simulation loop begins d = round(rand(1)); % data if d ==0 x_d = 1; % direct transmitter output x_q = 0; % quadrature transmitter output else x_d = 0; % direct transmitter output x_q = 1; % quadrature transmitter output end n_d = sigma*randn(1); % direct noise component n_q = sigma*randn(1); % quadrature noise component y_d = x_d + n_d; % direct receiver input y_q = x_q + n_q; % quadrature receiver input if y_d y_q % test condition d_est = 0; % conditional data estimate else