MPSK 通信系统的性能研究与仿真分析.doc
《MPSK 通信系统的性能研究与仿真分析.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MPSK 通信系统的性能研究与仿真分析.doc(8页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、精品论文大集合MPSK 通信系统的性能研究与仿真分析韩仿仿,王亮 中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏徐州(221008) E-mail:hanfangfang0993摘要:文章主要介绍了相位调制通信系统的组成,深入分析了该系统中信号的功率谱密度、 误码率及星座图等参数。通过分析信号的特性及其在高斯信道中传播的特点,对比特误码率 和星座图进行具体的仿真分析,以及在高斯信道环境下将干扰脉冲加入后对信号的比特误码 率进行分析。用 MATLAB 软件实现相关的计算和仿真,并将仿真结果与理论分析进行比较。 关键词:调制与解调;功率谱密度;误比特率;星座图中图分类号:TN911.31. 引言现代通信系统
2、中,由于数字信号较模拟信号的抗干扰能力强,无噪声积累;传输质量好; 保密性高;便于与计算机连接;通信设备便于集成化、小型化、智能化;便于差错控制等优 势。信号往往采用数字信号进行传输。MPSK 是数字通信系统中用得较广的一种调制方式, 它具有较高的频谱利用率,较强的抗干扰性,同时在电路实现上比较简单,成为某些通信系 统的一种主要调制方式。文章主要介绍了在高斯信道传输环境下 MPSK 调制系统的性能与仿真。首先介绍了 MPSK 信号的调制与解调2,接着理论分析了 MPSK 系统的有关性能,最后,通过计算机用 MATLAB 软件对 MPSK 系统特性进行仿真分析。2. 多进制数字相位调制(MPSK
3、)多进制数字相位调制(MPSK)是利用载波的不同相位(或相位差)来表示数字信息的 调制方法。它是利用载波的不同相位直接表示基带信号的方式;由于M种相位可以用来表示- 8 -K比特码元的 2 k种状态,故有 M= 2 k。MPSK信号可表示为:S MPSK= Ag (t nTs ) cos(c t + n )n=0,1, M-1(2.1)式中A为信号的幅度,n 为瞬时相位,其取值为n = 2n / M 。 g (t) 为成形脉冲,我们讨论成形脉冲为矩形脉冲的情况,则MPSK信号可表示为:S MPSK= A g (t nTs ) cos(n ) cos 2f c t A g (t nTs ) si
4、n(n )sin 2f c t= AI (t ) cos(2f c t ) AI (t ) sin(2f c t )(2.2)式2.2中I(t)和Q(t)分别为直流分量和正交分量,因此多进制的数字相位调制波形可以看 作是对两个正交载波进行多电平双边带调制所得之和。二进制的数字相位调制波形仿真1 如图2.1所示:图 2.1 2PSK信号波形MPSK信号的解调可以采用相干解调,分别对两个支路进行解调,经过低通滤波器和抽 样判决之后进行并/串转换电路还原为串行数据。3. MPSK 信号的功率谱密度信号的功率谱密度函数(自谱)是该随机信号自相关函数的傅立叶变换,记为 S x ( f ) :S x (
5、f ) = R x () e j 2 f d (3.1)式3.1中 Rx (t ) 即为信号的自相关函数,以符号成形函数为矩形函数为例即:g ( t )= 0E / T , 0 t TM,其它(3.2)M进制PSK的符号持续时间为T = Tb log 2的基带功率谱密度为:,其中,Tb 为比特持续时间。 则MPSK信号SB ( f ) = 2Esinc2 (Tf ) = 4Eb sinc2 ( 2Tbf )(3.3)根据式(3.3)可以调出其它M值的功率谱密度曲线,如8PSK和16PSK的功率谱密度曲 线如图3.1和图3.2。图 3.1 8PSK的功率谱密度曲线图图 3.2 16PSK的功率谱
6、密度曲线图由MPSK信号的功率谱曲线图可以看出,功率谱存在明确的频谱零点(功率谱密度为零 的频谱点)界定的主瓣。因此,可用主瓣频谱宽度来衡量M进制PSK信号的带宽。从功率谱 密度曲线图上可以看出,2PSK功率谱曲线的第一个零点在1.0处,4PSK功率谱曲线的第一个 零点在0.5处,8PSK功率谱曲线的第一个零点在0.32处,16PSK功率谱曲线的第一个零点在0.25。这表明随着M值的增大,M进制信号功率谱的主瓣占用的带宽越窄。在主瓣带宽之外, 功率谱旁瓣的下降更为迅速,说明MPSK信号的功率主要包含在主瓣之内。从功率谱曲线图 可以看出。随着M值的增大,带宽效率得到提高,但同时也会带来误码性能的
7、恶化。4. MPSK 系统的误比特率分析仿真4.1 MPSK 信号的差错概率M进制PSK的载波相位取M个可能值之一,即n = 2n / M ,其中n=0,1,2M-1,M进制MPSK的信号可分解为正交分量之和,其星座图也是二维的。M个信息点等距离的分布在半径为其幅值,圆心在原点的圆周上。可知信号空间图是环绕对称的,则条件差错概率pe (mi ) 对所有 i 都是一样的,可得:MPe 1 e r fc d ik 2 k =1k i 2N 0 (4.1.1)假设信噪比足够大,从而,分布在任意信息点 mi 两侧并与之最接近的两个信息点可能因信噪声而被错误判决为 mi 。由式(4.1.1)可得相干M进
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- MPSK 通信系统的性能研究与仿真分析 通信 系统 性能 研究 仿真 分析
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5191025.html