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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%ITS宽带短波通信信道建模仿真代码 m = 1.1; delta = 0.5628; %随机调制函数的仿真 delta = [0.0466 0.0659 0.0932 0.1318]; f = -200:1:200; for n = 1:length(f) for i=1:4 SG(i,n) = 1/sqrt(2*pi*delta(i)) * exp((-f(n)^2/2) * delta(i)^2); end end figure; plot(f,SG(1,:),'r');hold on; plot(f,SG(2,:),'b');hold on; plot(f,SG(3,:),'k');hold on; plot(f,SG(4,:),'g');hold off; title('Matlab模拟高斯函数形状'); grid on; legend('delta = 0.0466','delta = 0.0659','delta = 0.0932','delta = 0.1318'); %ITS仿真模型分析 a = 1; %设置仿真幅度 fc = 300; %载波频率 fs = 3000; %信号的采样频率 thta = pi/6; %信号的初始相位 delay = [0 100]; %多径延迟,有几条多径,就输入几个值 fm = [0 200]; %每个多径的频谱展开 fd = [0 10]; %频率偏移 A = [1 3]; %每条多径的幅度 inter = 30; %瑞丽信道参数 SNR = 2; %信噪比 t = 20*pi/10000:20*pi/10000:20*pi;%仿真时间 st = a*cos(2*pi*fc*t+thta); %原始的发送信号 Ns = length(st); M = length(A); %希尔伯特变换 n_delay = ceil(delay*10^-3.*fs); r1 = zeros(1,Ns+max(n_delay)); %ITS宽带短波通信信道建模仿真代码 m = 1.1; delta = 0.5628; C = 1; tao = 2200/length(r1):2200/length(r1):2200; tao = tao/1000; for i=1:length(tao) P(i) = (1/C)*( (sqrt((2*m-1)*delta^2/(2*m*tao(i)))^(1-2*m))... * exp( -(2*m-1)/2 - (m*tao(i)^2)/(2*delta^2) ) ); end %通过信道 for m = 1:M %加入频偏 r1 = r1.*exp(j*(2*pi*fd(m).*[1:length(r1)]/fs)); %加入多径 r1 = r1 + [zeros(1,n_delay(m)),reylei(st,fm(m),fs,Ns,inter)... .*A(m),zeros(1,max(n_delay)-n_delay(m))]; %加入功率延迟剖面函数 r2 = r1.*sqrt(P); end r = r2; r = real(r)./sqrt(sum(A.^2));%获得平均值 r = awgn(r,SNR,'measured'); %通过高斯信道 01_159m

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