8PSK通信系统的蒙特卡罗仿真分析报告.doc

设计要求： 产生等概率且相互独立的二进制序列，画出波形； 产生均值为0，方差为1的加性高斯随机噪声； 3、进行8PSK调制，画出波形； 进行蒙特卡罗分析； 5、解调8PSK，画出眼图。 课 程 设 计 学 生 日 志 时间 设计内容 7.3——7.5 翻阅Matlab、通信原理的有关资料 7.6 用Matlab编写并调试程序,实现调制、解调信号的时域波形 7.7 实行蒙特卡罗及眼图的仿真 7.8 写课程设计论文 7.9 修改论文 7.10 课程设计答辩 课 程 设 计 考 勤 表 周 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 2 课 程 设 计 评 语 表 指导教师评语： 成绩： 指导教师： 年 月 日 8PSK通信系统的蒙特卡罗仿真分析 一、设计目的和意义 （1）根据蒙特卡罗仿真方法基本思想，分析了加性高斯噪声和单频干扰条件下的8PSK信号相位分布模型及其相关检测方法； （2）讨论了加性噪声和单频干扰模型，建立了相关检测系统蒙特卡罗仿真模型，模型通过动态系统仿真软件实现； （3）进行了仿真设计与应用系统性能分析。 二、设计原理 （1）蒙特卡罗概及原理 蒙特卡罗法亦称为随机仿真方法，是一种与一般数值计算方法有本质区别的计算方法，它起源于早期的用几率近似概率的数学思想，它利用随机数学进行统计试验，以求得的统计特征值作为待解问题的数值解。蒙特卡罗法首先构造或描述各种概率过程，然后从这些概率过程中实现相应的概率分布，最后建立各种估计量，相当于对模拟实验的结果进行考察和登记，从中得到问题的解。对于数字通信系统而言有效性用信息的传输速率表示而可靠性可用误码率来表示。信号在传送检波的过程中由于噪声的干扰可能会检码错误。这样如何统计分析信号传输过程中噪声干扰下的误码率问题就成了衡量该系统好坏的标志。蒙特卡罗方法正是基于随机数信号的产生原理，统计分析信号传输过程中由于噪声干扰而引起的误码率。 其基本原理如下：由概率定义知，某事件的概率可以用大量试验中该事件发生的频率来估算，当样本容量足够大时，可以认为该事件的发生频率即为其概率。因此，可以先对影响其可靠度的随机变量进行大量的随机抽样，然后把这些抽样值一组一组地代入功能函数式，确定结构是否失效，最后从中求得结构的失效概率。蒙特卡罗法正是基于此思路进行分析的。 蒙特卡罗方法的基本思想是:当所求解问题是某种随机事件出现的概率,以这种事件出现的频率估计这一随机事件的概率, 或者得到这个随机变量的某些数字特征,并将其作为问题的解. 图1　通信系统仿真模型 （2）8PSK的调制 8PSK是一种常用的多相键控，输入的二进制信息序列经串—并交换每次产生一个3位码组b1 b2 b3，因此符号率为比特率的1/3。在b1b2b3控制下，同相路和正交路分别产生两个四电平基带信号I(t)和Q(t)。b1用于决定同相路的信号的极性，b2用于决定正交路信号的极性，b3则用于确定同相路和正交路信号的幅度。因此同相路和正交路的基带信号幅度是相互关联的，不能独立选取。其调制与那里图如图1所示 图2 8PSK调制 (3)8PSK的解调 8PSK信号可采用QPSK信号的相干解调器进行解调，区别在于判决电路二电平判决改为四电平判决，判决结果经逻辑运算后得到比特马组，再进行并/串变换，8PSK信号的另一种解调方案如图2所示，它采用两组正交相干解调器，其中一组参考载波相位为0°和90°，另一组参考载波相位为-45°和45°，没个相干解调器后接一个二电平判决电路，对判决结果经逻辑运算后得到比特马组，在进行并/串变换，得到原始的串行二进制信息。 图3 8PSK 解调 8PSK 调制是利用载波的8 种不同相位（或相位差）来表征数字信息的调制方式，和二进制调制一样，8PSK 调制也分为绝对调相和相对调相。它把输入的二进制信号序列经过串并变换，每次把一个3 位的码组映射为一个符号的相位，映射星座按自然码或者格雷码（文中采用自然码），符号速率是比特速率的1/3，在8PSK 调制方式中，输入的串行二进制序列经串并转换， 每次产生3 位并行码组b1b2b3。b1和b3分别决定I 路的极性和幅度，b2和b3分别决定Q 路的极性和幅度， 星座图如图4 图4 8PSK 星座图 眼图 如图5 所示,一个确定的数字序列在眼图空间对应固定的眼图结构。在不同干扰强度的情况下,基带信号对应的眼图结构