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1、PSK通信系统的蒙特卡罗仿真分析设计原理1. 设计整体方案根据题目要求和对设计原理的分析,设计的整体方案为:首先,产生一个等概率且相互独立的二进制序列,将二进制序列通过申-并转换为一个三位码组。通过调用atab系统函数,对输入信号进行调制和滤波,再送入信道传输，在在信道中对信号采用加性高斯白噪声进行干扰，然后进行解调,同时计数误比特和误符号数，并根据蒙特卡罗方法统计分析信号传输过程中由丁噪声干扰作用下的误比特率和误符号率。最后画出各种波形。5蚣阕机写高斯噪2. 图18PK通信系统的蒙特卡罗仿真分析蒙特卡罗法的原理蒙特卡罗法乂称随机抽样或统计试验方法,届丁计算数学的一个分支,它是在本世纪四十年代
2、中期为了适应当时原子能事业的发展而发展起来的。传统的经验方法由丁不能逼近真实的物理过程,彳艮难得到满意的结果，而蒙特卡罗方法由丁能够真实地模拟实际物理过程,故解决问题与实际非常符合，可以得到很圆满的结果。这也是我们采用该方法的原因。蒙特卡罗方法的基本原理及思想如下:当所要求解的问题是某种事件出现的概率,或者是某个随机变量的期望值时，它们可以通过某种“试验”的方法，得到这种事件出现的频率，或者这个随机变数的平均值,并用它们作为问题的解。这就是蒙特卡罗方法的基本思想。蒙特卡罗方法通过抓住事物运动的几何数量和几何特征，利用数学方法来加以模拟,即进行一种数字模拟实验。它是以一个概率模型为基础,按照这个
3、模型所描绘的过程，通过模拟实验的结果，作为问题的近似解。详细设计步骤根据整体设计方案,对各个设计模块进行具体设计。设计步骤如下:二进制序列的产生、申并转换及二/十进制转换二进制的产生即是本系统的信息源的产生,申并转换和二/十进制转换以备在调制的时候数据调用。在本系统中，首先，用Mtb库函数来直接产生一个申行二进制序歹0，并将其保存在一个向量中,以备函数调用；其次,将产生的申行二进制码转换成3行并行码，即是一个符号;再次,将二进制序歹0转换成十进制数（0、7);最后，调用Matlb绘图函数绘制等概率且相互独立的二进制序歹0波形。模块程序如下:峻据源的产生x=ound(rand（1,3*N);%f
4、or:N,D(1)x（3i-2);DD（)=（3i-1)；D=x(3*i)；d1（)=(1);d2(i）=(）;3（i）D（);in2Dec(i)=in2de(num2str(D)）；%end%#敞下是画出独宜for:legth（x)，%if(x(i)=1），%oj0=1:r0，y（(i-1)grid0+j0）=;endelsefr=1:ri0,%(（i-）*gid0+j0)=0；ed;ed；广生独立申行随机二进制暂存二进制数以待转换二十进制转换随机二进制序列程序计算码元的值如果信息为1该码元对应的点值取反之,信息元为0,码元对应点值取0endfigue(2)；%图2plt(y,b);%画出独
5、立随机二进制序列itle(信号源)；label（X序列）;abe(Y序列）;as(0200000.52);.psk调制、滤波、添加加性高斯白噪声及相应波形产生本系统中，首先，8sk调制、滤波通过调用Matlab库函数dmd(,F,Fs,metod，-)，从而在输出端输出8sk波形(眼图);其次，通过调用子函数产生高斯白噪声;最后，在加入高斯白噪声后，绘制受噪声干扰的星座图和眼图。模块程序如下:rSN_b=0:10:20N3=.1*SNR_db;E_N0=0A(SNR_b1);g=sqrt(1/（8E_N);%c、ns的均方差y=dmde(in2Dc,Fd,s，psk，M);%8P调制yoiss
6、qr(F/F)*sma*（randn(lngth（0),1)j*rnn(length(y0),1);%加加性高斯随机噪声=ddmodce（ynse,Fd,Fs,psk,M)；%8SK解调igue(3+3);%循环画出不同加加性高斯随机噪声后的星座图as（-1.22-.21.2）；holdon；fori=0:M-1plot（cos（*pi*i/),si(2*pi*iM),.，rkrSize，20);%产生星座图ndplo（ynois,);%画出加噪声后的星座图itle（加噪声后不同星座图);holdoor1=1:Nn1(N*N3+1)=y0(j1）;%存调制后的数据丁n1n2(*N+j1)=yn
7、oise(j1）;%存加噪声后的数据丁end%画出受到噪声干扰的信号向量;end;hlonay=;提升余弦滤波器的延时rcv=cslt（n1,Fd，Fs，fir/nrmal,.,del);rcvrcof（n2,，Fs,fir/noral，.5,deay);propdelay=dea.F/Fd+1;%繁殖延时vl=rc(propelay:en-(rodelay1）,:);rcvyl=rcy（popdelay:end-(popelay-1),：)；O=Fsd;ofs1=0；%偏移值为21=eyeara(rcv,N0,1/Fd，oft）;et(h1,Nam,EyDigramisplaydwthNOf
8、fset);tle(加噪前的眼图)；2=eyedigam(cy1,N0,1/F,offset1);set(h2,Name,EyeDagamDsplyedwithNoOffset)；tit(加噪后的眼图)；%#以下是画出加加性高斯随机噪声的波形程序B=10*N；ori=1:Bn00(i)=1*nauss(sgma）;endfigre(8)；hldn;fori=1:Bl(0);end；title(加性高斯随机噪声);xlbel(时间t);ylabel(幅度);axis（0B-.5.）;3. 加性高斯白噪声的产生及其波形的产生和绘制本模块，调用一个子函数，产生均值为0,方差为1的高斯白噪声,并且绘出
9、相应的高斯白噪声波形。模块程序如下：%#以下是画出加加性高斯随机噪声的波形程序B=10*fri=:Bn0(i)=0*naus（sma);ndfr（）;olon;ori1:plot（n0)；nd;titl（加性高斯随机噪声);xlel(时间t);ylabel（幅度一一y);xs(0B.5.5);4.8P的解调本模块是将加入加性高斯随机噪声的信号与可能发送的8种发射信号相位向量am(m=0,1,2,3,7)进行相关，再通过判决器取出相关值最大的那组m,作为检测器的输出信号,完成相干检测,将该信号进行并申变换，其结果与原信号d进行比较。模块程序如下：信号映射a00=10;a01=cos(p4)sin
10、(pi/4)；a1=1;00=cos(3*/4)sn(*i/4)；a1-0；a11=cos(5*pi/4)sn(5pi/4);a110；a100cos(7*pi/4)in（*i/4)；foi=1：N,n(1)=gnas(gma);()=auss(sga);存高斯白噪声数据丁n中if(（d1(i）=0)(2(i)=0)&(d3(i)=)，加噪声ra0+n；elsif(（d1(i)=)(d(i)=0）&（d3(i)=),r=001+n;eleif(d（i)=0）&（d2(i）=1）(d3（i）=)，r=a010n;elsif（1（)=0）(d2(i)=)(3()，=011+n;elsei（(d(i
11、)=1)&（d(i)0)&(3(i)0)）,r=a00+n；elsef(d(i）=1)(d2(i）=0)(d3(i)=1)）,r=a01+n;elseif（(1(i)=1)&(d2(i)=1)(d3(）=0）),=110+n;else=a11n;en;%对应相关函数c000=ot(r,000);c00dot(r,a1);c00=dot(r,a100);c110=do（r,110）;c01=dot(r,a01);c011=dot(,a011);c11=dot(,a101);c11=dot(，a11)；cmaxax(c00c00010c11c00c10c11c111）;%判决器取if(c0=c_m
12、ax)，eleif（00=ma),lsi(1=c_m),elsei(0=c_ax),lif(c100c_ma),elsi（c1=c_max)，lsf（110=ma),de1=0;de=0;de3=0；%de1=0;de0；de3;d1=0;de=1；de3=；de1=0；d2；d=1;d1=1;e0;de3=0；e1;e2=;de=1;e11;e2=1；de30；将该信号进行并申变换出相关值最大,作为检测器的输出信号8PS的蒙特卡洛图。模块程序如下:fr=1:lengt（Sin1),snr=1A(SRindB1（k)/10）;sgsrt(E/(3*snr);numofsymbleor0;nmoferror=0;symbolerro=;if(d11(i）),numobiterror=nufbitero+1；symblrror=1；nd;f(d2=d2(i）)，nmofirro=numofbierror1;%信噪比噪声标准均方差无符号率计数初值无码率计数初值误码标志有误码则加一置误码标志elee=;e2=1;de3=1;en;5.蒙特卡罗分析本模块完成对加高斯白噪声后的误码和误符号的概率计算，以及绘制出相应的蒙特卡罗分析图。首先,是检测加高斯白噪声后的对应码元是否错误,如果出错，则误码和误符号计数加1,算出总共的误码数和
