原始信号为s=sqrt(2/T),用matlab仿真,用基带等效的方式仿真载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能,与理论值相比,假设符号周期为1s,载波频率为10Hz,每个符号周期内采样100个点
时间: 2024-03-12 19:44:22 浏览: 57
好的,我了解了您的问题。这个问题需要进行一些数学计算和 MATLAB 仿真,我会尽力为您解答,但不保证完全正确,请您自行核对。
首先,我们可以根据载波调制信号的基带等效模型,得到其表示式为:
$$
s(t) = \sqrt{\frac{2}{T}} \cdot \sum_{n=-\infty}^{\infty} a_n p(t-nT)
$$
其中,$T$ 表示符号周期,$p(t)$ 表示一个基本波形,$a_n$ 表示符号序列中的第 $n$ 个符号(即调制信号的离散值)。
在这里,我们可以选择使用矩形波形作为基本波形,即:
$$
p(t) = \begin{cases}
1, & 0 \leq t < T\\
0, & \text{otherwise}
\end{cases}
$$
这个波形的带宽是 $\frac{1}{T}$,可以满足我们的需求。对于每个符号周期 $[nT, (n+1)T)$,我们可以对波形进行采样,得到 $p_k = p(nT + k\Delta t)$,其中 $\Delta t = \frac{T}{K}$,$K$ 表示每个符号周期内采样的点数。因此,基带信号可以表示为:
$$
s_k = \sqrt{\frac{2}{T}} \cdot \sum_{n=-\infty}^{\infty} a_n p_{k-nK}
$$
接下来,我们可以进行载波调制,得到调制信号:
$$
x(t) = \text{Re}\{s(t) e^{j2\pi f_c t}\}
$$
其中,$f_c$ 表示载波频率。
接着,我们可以对调制信号进行信道传输。在这里,我们假设信道是 AWGN 信道,即加性高斯白噪声信道。在接收端,我们可以对接收信号进行采样,得到接收符号序列 $r_n$。由于存在噪声,接收符号序列可以表示为:
$$
r_n = x_n + w_n
$$
其中,$w_n$ 表示加性高斯白噪声。
在接收端,我们可以进行解调,得到基带信号。具体地,我们可以使用匹配滤器进行解调,得到:
$$
\hat{a_n} = \frac{1}{T} \int_{nT}^{(n+1)T} r(t) p(t-nT) dt
$$
最后,我们可以计算误码率和误比特率。在这里,我们假设使用的是二进制调制,即 $a_n \in \{0, 1\}$。误码率表示为:
$$
P_e = P(a_n \neq \hat{a_n})
$$
误比特率表示为:
$$
P_b = \frac{1}{N} \sum_{n=1}^{N} P(a_n \neq \hat{a_n})
$$
其中,$N$ 表示符号序列中的符号个数。
接下来,我们可以使用 MATLAB 进行仿真。具体地,我们可以按照以下步骤进行:
1. 生成符号序列 $a_n$,并根据基带等效模型和矩形波形生成基带信号 $s_k$。
2. 对基带信号进行载波调制,得到调制信号 $x(t)$。
3. 在信道中传输调制信号,加入高斯白噪声,得到接收信号 $r(t)$。
4. 对接收信号进行采样,得到接收符号序列 $r_n$。
5. 对接收符号序列进行匹配滤波,得到解调符号序列 $\hat{a_n}$。
6. 计算误码率和误比特率。
下面是 MATLAB 仿真的代码,供您参考:
```matlab
% 符号周期
T = 1;
% 载波频率
fc = 10;
% 每个符号周期内采样的点数
K = 100;
% 信噪比(以 dB 为单位)
SNR_dB = 10;
% 生成符号序列
N = 1000; % 符号个数
an = randi([0, 1], [1, N]);
% 生成基带信号
tk = linspace(0, T, K);
sk = sqrt(2/T) * sum(an .* repmat(rectpuls(tk-T/2, T), [N, 1]), 1);
% 载波调制
t = linspace(0, N*T, N*K);
xt = real(sk .* exp(1j*2*pi*fc*t));
% 信道传输
SNR = 10^(SNR_dB/10);
Pw = sum(abs(xt).^2) / (N*K);
Pn = Pw / SNR;
nt = sqrt(Pn/2) * randn(size(xt));
rt = xt + nt;
% 信号采样
rn = rt(1:K:end);
% 解调
hk = fliplr(rectpuls(tk-T/2, T));
an_hat = conv(rn, hk, 'valid') ./ T;
% 计算误码率和误比特率
Pe = sum(an ~= round(an_hat)) / N;
Pb = sum(xor(an, round(an_hat))) / (N*K);
disp(['误码率:', num2str(Pe)]);
disp(['误比特率:', num2str(Pb)]);
```
运行上述代码,可以得到误码率和误比特率的仿真结果。您可以尝试修改代码中的参数,比如信噪比、符号个数等,来观察性能的变化。
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