1、精選優質文檔-傾情為你奉上加性高斯白噪聲信道的最佳接收機設計與仿真摘要在數字通信系統中，在接收機端接收的信號往往受加性高斯白噪聲信號的惡化，因此研究加性高斯白噪聲信道的最佳接收機具有一定的實用性意義。最佳接收機主要由信號解調器和檢測器組成，信號解調器有相關解調器和匹配濾波器解調器兩種實現方法，檢測器主要由最大后驗概率準則和最大似然準則兩大準則。本設計主要對4PSK調制方式的信號，利用MATLAB的m文件進行最佳接收機的設計與仿真。對輸入的疊加噪聲的4PSK調制信號進行接收，利用相關解調器來實現信號解調，及最大似然準則來實現檢測器。在相關解調器中，接收信號分別與基函數和相乘再積分。在檢測器中，利

2、用相位來判斷輸出，從而最終得到接收的數據。采用隨機二進制數通過4PSK調制后疊加高斯白噪聲再對設計的接收機進行測試，從測試的結果可看出，在信噪比大于-8dB時，誤碼率為0，說明該接收機較好的實現了抗噪聲性能。關鍵詞 信號解調器；檢測器；四進制相移鍵控；信噪比；誤碼率Design and Simulation Of Optimum Receiver in Additive Gaussian White Noise ChannelABSRACTIn the digital communication system, the received signal is often deteriorated

3、 by additive Gaussian white noise signal at the receiver side. Therefore, researched Optimum Receiver in Additive Gaussian White Noise Channel has a certain practicality best significance. Optimum receiver contain signals demodulator and detector, However, the signal demodulation has two methods of

4、the related demodulator and the match filter demodulator , the detector by the MAP and ML for two major principles composition.The design mainly design and simulation optimum receiver use of MATLAB m-files based on 4PSK signal modulation.Superposition of noise on the input signals received 4PSK modu

5、lation, use of relevant signal demodulation demodulator and ML principles detection to achieve. In the relevant demodulator, the received signal, respectively multiplying the base functions and then integration. The detector, the use of phase to determine the output, and ultimately obtain the receiv

6、ing data. Adopted random binary pass through 4PSK modulate that Superposition of Gaussian white noise, then Tested the design of the receiver. the results can be seen from the test, the error rate is 0 when the signal to noise ratio is greater than -8dB, indicating that the receiver is more Achieve

7、good noise performance.顯示對應的拉丁字符的拼音 字典Key words: demodulator;detector;4PSK;signal-noise; error rate目錄專心-專注-專業1緒論1.1課題背景及目的隨著通信技術的飛速發展，提高數字通信的可靠性已成為亟待解決的現實問題，尤其是數字計算機進入通信領域以后，進一步引起人們對數字通信差錯控制的研究1。長久以來，數字通信系統最佳接收機的設計一直是理論研究者最為關注的問題。在無線與移動通信高數發展的今天，更加有效的利用各種系統資源是非常重要的問題，如無線頻率、電源、傳輸時間等等2。在數字通信系統中，接

8、收端收到的發送信號往往是被噪聲惡化后的信號，從而使得接收到的數據出現差錯。所以，一個通信系統的質量優劣在很大程度上取決于接收系統的性能3。在隨機噪聲存在的條件下，使得接收機最佳的完成接收機和判決，這是最佳接收機的理論。最佳接收機主要是從提高接收機性能的角度，使得正確接收信號的概率最大，而錯誤接收信號的概率減到最小4。最佳接收機主要由最佳解調器與最佳檢測器組成，并將概率論與數理統計的知識應用于信號接收。最佳接收機的設計與性能分析，對通信技術的理論研究與實際應用都具有重要意義5。1.2國內外發展狀況長久以來，數字通信系統最佳接收機的設計一直是理論研究者最為關注的問題6。在該研究領域中，最為重要的就

9、是各種數字調制、解調、檢測，信道編碼、譯碼方案的研究。在無線與移動通信高速發展的今天，更加有效的利用各種系統資源是非常重要的問題，如無線頻率、電源、傳輸時間等等7。為達到這些目的并獲得較為滿意的系統性能，必須依賴于復雜的通信信號處理算法。傳統的最佳接收機主要由解調器與檢測器，解調器是將接收波形變換成n維向量，檢測器是是根據向量r在M個可能信號波形中判定哪一個波形被發送，從而實現最佳接收。因此，要想達到最佳接收，所以必須實現最佳解調器與最佳檢測器，使得傳輸的誤碼率最小8。通過長時間得理論研究，最佳接收機設計也得到一定的發展。例如：DQPSK數字接收機的實現、IRUWB頻域接收機的實現、差分調頻信

10、號最佳接收機的實現等等。現在研究了一種新型的辦法來實現最佳接收機，該方法通過對信道傳輸信號波形的特征參數測量,分析傳輸信號的成形方式,根據成形參數設計最佳接收濾波器,有效降低碼間串擾和信道噪聲對接收機性能的影響,并在噪聲信道環境下進行了仿真研究,使用了采樣統計方差、信噪比和眼圖3種方法對接收機性能進行分析,結果表明,該方法能夠有效提高接收機的性能?？梢妼ψ罴呀邮諜C的研究有了突飛猛進的發展9。當前通信系統發展的數字化、軟件化趨勢以及實現數字通信系統的方法發展。未來移動通信將追求更高的傳輸速率，并不的斷探索如何在日益復雜的通信環境下實現可靠、高效的通信，如在城市、郊區等環境中的陸地移動通信，以及對

11、空等的遠距離空間通信。通過選用合適的調制方式、先進的抗衰落技術來應對復雜通信環境對通信信號的干擾，保障通信的質量就成為必然而迫切的需求。從移動通信的現狀及未來發展趨勢著眼，分析了未來移動通信對寬帶信號及高動態性能的需求，研究了寬帶連續相位調制信號在移動信道條件下的最佳接收，并將重點放在同步與均衡兩者上10。在未來的空間通信系統和衛星通信系統中，數據傳輸率都將超過1Gb/s，這樣的系統將使帶寬和功率同時受限，因此研究具有高功率效率和高頻譜效率的調制技術仍然是目前的研究熱點11。1.3論文構成及研究內容最佳接收機是無線通信終端的重要器件，通過該器件，接收端可從噪聲背景中提取出有用信號。最佳接收機包

12、括信號解調器和檢測器，解調器是將接收波形變換成n維向量，檢測器是是根據向量r在M個可能信號波形中判定哪一個波形被發送，從而實現最佳接收。本課題要求完成的內容是：(1)掌握加性高斯白噪聲信道的最佳接收機的構成及工作原理；(2)利用MATLAB的m文件仿真最佳接收機，對輸入的疊加噪聲的調制信號進行接收：(3)對仿真結果進行分析和處理，并進行性能分析。2 AGWN最佳接收機的原理2.1 受加性高斯白噪聲惡化信號的最佳接收機假設信道以高斯白噪聲相加來惡化信號，如下圖所示。信道發送信號噪聲n(t)接收信號圖2.1通過AWGN信道的接收信號模型在間隔內，接收信號可以表示為： （） （2-1）其中n(t)表

13、示具有功率密度譜（W/Hz）的加性高斯白噪聲的樣本函數。將接收機劃分為兩個部分信號解調器和檢測器，信號的解調器的功能是將接收波形變換成N維向量。檢測器的功能是根據向量r在M個可能信號波形中判定哪一個波形被發送12。接收機的結構如圖所示：信號解調器檢測器接收信號輸出判決圖2.2接收機結構2.2最佳解調器解調器是為檢測器提供判斷依據的，沒有最優的解調器設計，檢測器設計得再好也不可能使整個接收機的性能達到最佳。因此解調器的設計準則就是：從接收信號當中提取一切可以檢測器所利用的信息，作為檢測器的輸入信號，從而盡可能使檢測器不會因為判斷依據不足而導致錯誤判斷的發生。信號解調器的功能是將接收波形變換成n維

14、向量r=r1 r2 rn,其中n是發送信號波形的維數。 最佳解調器問題為使輸出信噪比最大化問題，要想解調器達到最佳，那么有兩種方法可以實現分別為：相關解調器和匹配濾波器調制。下面依次展開說明。2.2.1相關解調器相關解調器是將接收信號和噪聲分解成N維向量，也就是把接收信號和噪聲信號展開成一系列線性正交基函數。假設接收信號通過一組并行的N個互相關器，這些互相關器主要是計算r(t)在N個基函數上的投影。對于相關解調器而言，它將信號和噪聲分別在一組基函數上展開，基函數能夠張成信號空間，而不能張成噪聲空間。因此在展開的時候，噪聲必定有一部分不能由基函數的線性組合來表示，這部分就是接收信號中對

15、檢測器來說唯一無用的一部分信號。相關解調器是實現過程為： （ k=1,2,N ） （2-2）其中 （ k=1,2,N） （2-3） （ k=1,2,N） （2-4）相關型解調器的原理圖如下：至檢測器接收信號r(t)圖2.4相關解調器（k=1,2,N）中的表示，它們的值取決于M個信號中哪一個被發送。是隨機變量，它們由加性噪聲的存在引起的。在的間隔內接收信號可表示為： = （2-5）其中： （2-6）是均值為零的高斯噪聲。與判決哪個發送信號無關，判決是根據相關器輸出信號和噪聲（k=1,2,N）來進行。2.2.2匹配濾波器解調假設N個濾波器的沖激響應為： （2-7）式中，是N個基函數，在區間之外。濾

16、波器的輸出為： = （k=1,2,N） (2-8)如果在t=T時對濾波器輸出抽樣，代入公式2.7可得： （k=1,2,N） (2-9)由公式2-8可知，在t=T時刻濾波器輸出抽樣值與由N個線性相關器得到一組值完全相同。如果s(t)限定在間隔內，則沖激響應的濾波器為信號s(t)的匹配濾波器。匹配濾波器解調器的原理圖如下：接收信號r（t）抽樣（t=T）圖2.4匹配濾波器解調器最佳解調器就是為了使輸出信噪比最大化問題，在匹配濾波器中，如果信號s(t)受到高斯白噪聲的影響，那么具有匹配s(t)的沖激響應的濾波器使輸出信噪比(SNR)達到最大。接收信號由信號s(t)和高斯噪聲信號n(t)組成，則n(t)

17、是均值為零，功率譜密度為。如果r(t)通過沖激響應為（）的濾波器，則： = （2-10）在t=T時刻抽樣，則： （2-11）其中， 表示信號分量，表示噪聲分量。按照輸出信噪比(SNR)的定義得： （2-12）其中: （2-13）將和代入2-12得： （2-14）要想SNR達到最大分子達到最大，分母達到最小，所以當h(t)匹配于信號s(t)時，SNR最大。2.3最佳檢測器檢測器是是根據向量r在M個可能信號波形中判定哪一個波形被發送，從而實現最佳接收。檢測器主要有兩大準則分別為：最大后驗概率準則（MAP）和最大似然準則（ML）。以及由這兩大準則衍生的判斷規則：最小距離檢測和最大相關度量。（1）最大

18、后驗概率準則（MAP）：根據接收矢量r同時計算M個后驗概率，選擇使最大作為判決輸出，使得錯誤判決概率最小。（2）最大似然準則（ML）：利用貝葉斯（Bayes）規則，后驗概率可以表示為： （m=1,2,M） (2-15)可以定義：為后驗概率度量。似然函數。MAP準則等價于選擇使最大的作為判決輸出。最大似然（ML）準則：根據接收矢量r同時計算M個似然函數,選擇使最大的作為判決輸出。（3）最小距離檢測：在AWGN信道情況下： （2-16） （2-17）在上的最大化等價于使下列歐氏距離最小的信號 （m=1,2,M） （2-18）為距離度量。對于加性高斯白噪聲，基于ML準則的判決規則等價于尋求在距離上最

19、接近于接收信號矢量r的信號。（4）最大相關度量 （m=1,2,M） (2-19)其中，項對所有距離是公共的，定義： （2-20）使最小的信號等價于使度量最大的信號，即： 為相關度量 （2-21）對于加性高斯白噪聲信道，基于ML準則的判決規則等價于計算一組M個相關度量，并選擇對應于最大度量的信號。在所有信號是等概率的情況下，最大后驗概率準則（MAP）等價于最大似然準則（ML）。當信號不等概時，最佳MAP檢測判決的概率為（m=1,2,M）或等價為度量：。基于ML準則的最佳判決主要由最小距離檢測和最大相關度量來實現。3 4PSK最佳接收機的設計3.1 4PSK的最佳接收機工作原理4PSK最佳接收機原

20、理圖如下所示：相角判決輸出相角判決輸出接收信號r(t)相關解調器器檢測器圖3.1 4PSK最佳接收機原理圖最佳接收機是無線通信終端的重要器件，通過該器件，接收端可從噪聲背景中提取出有用信號。最佳接收機包括信號解調器和檢測器，解調器是將接收波形變換成n維向量，檢測器是是根據向量r在M個可能信號波形中判定哪一個波形被發送，從而實現最佳接收。本設計以4PSK為列來展開，實現最佳接收。4PSK常稱為正交相移鍵控。它的每個碼元含有2b的信息。在四相PSK中，在接連間隔之間的相對相移是0, 90°，180°，-90°，分別相應于信息比特00,01,11,10，則4PSK信號的

21、矢量圖如下：00011011圖3.2 PSK信號的矢量圖根據最佳接收機的原理，在最佳解調器中，我選擇相關解調器，因為相關解調器將接收信號和噪聲可展開成一系列線性加權正交基函數。經分析4PSK的性質，則4PSK的基函數為： （3-1） （3-2）將接收信號分別與基函數相乘再積分，由于時域的乘積等價于頻域的卷積，再由定積分的定義：，所以可以等價于求和，達到最佳解調。檢測器等價于一個相位檢測器：計算接收信號r的相位，再選擇相位最接近r的信號向量。r的相位是：。對于4PSK而言：如果和輸出信號判為10，如果輸出信號判為01，如果輸出信號判為11，如果輸出信號判為00。3.2 4PSK的最佳接收機的功能

22、在數字信號通過AWGN信道的傳輸中，以錯誤概率度量的通信系統性能只決定于接收SNR。4PSK的最佳接收機的功能主要對輸入受高斯白噪聲影響的4PSK信號，進行最佳接收機的設計。主要是通過相關解調器和最小距離檢測器，來實現最佳接收。輸出的是二進制數據，對輸出數據與輸入數據進行比較，可以對比出信號因受高斯白噪聲影響而存在誤碼率。對輸出數據求誤碼率，通過對信噪比和誤碼率的分析，可以得到最佳接收。3.3 4PSK的最佳接收機設計的流程圖4PSK的最佳接收機主要由信號解調器和檢測器組成,所以主要對對解調器和檢測器部分設計部分的一個流程的概述，同時使我的設計過程一目了然。下圖就是4PSK的最佳接收機設計的流

23、程圖：圖3.3 4PSK設計的流程圖3.4PSK的最佳接收機的仿真 本設計主要是利用MATLAB的m文件仿真最佳接收機，對輸入的疊加噪聲的4PSK調制信號進行接收。下面將介紹有關MATLAB的m文件的功能：(1)指令驅動模式即在MATLABM命令行窗口下用戶輸入單行指令時， MATLAB立即處理這條指令，并顯示結果，這就是MATLAB命令行方式。由于命令行方式程序可讀性差，而且不能存儲，當處理復雜問題和大量數據時很不方便。如果程序量比較大，適合用M文件模式(2)M文件模式將MATLAB語句構成的程序存儲成以m為擴展名的文件，然后再執行該程序文件，這種工作模式稱為程序文件模式。M語言文件可以分為

24、主程序文件和函數文件：（1）一個M語言文件就是由若干MATLAB的命令組合在一起構成的。（2）M語言文件是標準的純文本格式的文件，其文件擴展名為.m。（3）MATLAB提供了meditor編輯器編輯M文件因為可以從接收信號中提取相干載波，故每個碼元內接收信號的相位是確知的，可認為4PSK為確知信號。因此我們明確了4PSK的相位所對應的比特數：000；01；10；11.本設計主要是編寫一個M文件，用MATLAB來模擬最佳接收機的判決情況的判決過程，比較在不同的輸入信噪比情況下接收機仿真。加性高斯白噪聲信道的最佳接收機首先讓信號通過一個含有M個匹配濾波器或M個信號相關器的平行組合，再由判決器判決發

25、送信號的波形。4PSK的最佳接收機的模擬過程，首先通過randint生成原始的隨機二進制數，然后對原始信號進行調制，再對調制信號加入高斯白噪聲。接下來就是接收機的工作了，最佳接收機主要由信號解調器和檢測器組成。因此，利用相關解調器來達到最佳解調器，相關解調器將信號和噪聲分別在一組基函數上展開，基函數能夠張成信號空間，而不能張成噪聲空間。因此在展開的時候，噪聲必定有一部分不能由基函數的線性組合來表示，這部分就是接收信號中對檢測器來說唯一無用的一部分信號。4PSK最佳接收機的設計中，檢測器中選擇最大似然函數中的最小距離來判決輸出。所以4PSK的仿真模塊分別為解調器模塊和檢測器模塊。下面將對兩個模塊

26、分別進行說明：（1）相關解調器模塊這是最佳接收機組成的第一部分，是將接收波形變換成n維向量r=r1 r2 rn,其中n是發送信號波形的維數。 最佳解調器問題為使輸出信噪比最大化問題。信號通過相關解調器，主要是計算接收信號在基函數上的投影。經分析4PSK的基函數為：f1=cos(2*pi*fc*t)，f2=cos(2*pi*fc*t+pi/2)。將接收信號分別與基函數相乘再積分，由于時域的乘積等價于頻域的卷積，再由定積分的定義：，所以可以等價于求和，out1(i)=sum(r1(i-1)*T+1:i*T)，out2(i)=sum(r2(i-1)*T+1:i*T)。將調制信號加入高斯白噪

27、聲后的信號與基函數相乘：r1=signal.*f1;r2=signal.*f2，再積分得到out1(i) 和out2(i)。最后做了歸一化處理：demodulat=out1/max(abs(out1);out2/max(abs(out2)。（2）檢測器模塊檢測器是根據向量r在M個可能信號波形中判定哪一個波形被發送。檢測器等價于一個相位檢測器：計算接收信號r的相位，再選擇相位最接近r的信號向量。r的相位是：。所以調用angle來求相位角：angler=angle(j.*demodulat(2,:)+demodulat(1,:)如果和輸出信號判為2，如果輸出信號判為1，如果輸出信號判為3，如果輸出

28、信號判為0：data4=(-pi<=angler)&(angler<-3*pi/4)|(3*pi/4<=angler)&(angler<=pi)*2+(-3*pi/4<=angler)&(angler<-pi/4)*3+(pi/4<=angler)&(angler<=3*pi/4);再將判決結果二進制變成十進data=de2bi(data4,2)。以上就是設計的仿真部分的主要內容。通過仿真實現實現最佳接收機功能。4測試結果及性能分析4.1測試數據的生成在4PSK最佳接收機設計過程主要是對輸入的疊加噪聲的4PSK調制

29、信號進行接收，所以數據的生成中主要由一兩個模塊，主要由基帶信號產生與調制模塊組成。下面將分別對兩個模塊的具體設計及數據的生成做具體分析。在MATLAB中，對M文件進行逐一進行運行，通過M文件中的可以進入各個子模塊，并對各個子模塊進行調制運行。（1）基帶信號產生與調制模塊：基帶信號的產生：通過randint函數產生隨機二進制信號，由于是四進制每個碼元含有2b信息，所以對基帶函數要做一些處理，如果產生兩列信號就可以實現。因為調用modulate函數來實現信號調制，因為modulate函數對信號的要求是實信號，所以要把二進制變為十進制，可以通過bi2de實現。又因為modulate選擇的是PM調制，

30、因此一個碼元內的采樣點必須與載波頻率一樣，所以做了相關處理。首先我們得知道每個符號所含的比特數，由比特數產生對應的隨機二進制數據M=4：k=log2(M); transmit=zeros(transmit_bit_length/k,k)； for i=1:k transmit(:,i)=randint(transmit_bit_length/k,1); end因為調用modulate函數來實現信號調制，因為modulate函數對信號的要求是實信號，所以要把二進制變為十進因此要通過transmit4=bi2de(transmit,'left-msb')來實現轉變。再進行PM調制，

31、如果一個碼元作為一個采樣點就與載波頻率不同，就不能實現PM調制，所以要使得一個碼元內的采樣點必須與載波頻率一樣。由下程序可以得到： T=fs/(ft/k); signal=zeros(1,length(transmit4)*T);for i=1:length(transmit4) signal(i-1)*T+1:i*T)=ones(1,T)*transmit4(i); end 最后通過modsignal=modulate(signal,fc,fs,'pm',pi/2)完成對4PSK信號的調制。（2）信道模塊在通信系統中，信源通過發送設備，就會進入信道傳送，信號在信道中傳送容易受

32、到噪聲的干擾，信號在受噪聲干擾后影響信號的接收，就會存在誤碼率。因此在信道中對調制信號加高斯白噪聲。因為信噪比的單位是dB，通過snr_lin =10(snr/10)來完成dB轉換。計算已調信號功率signal_power=sum(signal.2)/length(signal)。再計算噪聲的標準方差：noise_power=signal_power/snr_lin; noise_std=sqrt(noise_power)。再將生成噪聲noise=noise_std*randn(1,length(signal); 最后將調制信號加入高斯白噪聲signal_rev=signal+noise。 4

33、.2測試的結果及分析運行基帶信號產生與調制模塊，就會產生如下圖，在4.1圖中，上面的是通過randint函數產生的隨機基帶信號，只是通過bi2de函數，把它換成了四進制。下面的是調制信號圖，總體圖如下：4.1調制圖形由基帶信號產生與調制模塊輸出的圖4.1可知，只截取了基帶信號的三個碼元，對應的比特分別是：311,000,210，根據4PSK調制原理原理，可以分析得出在它們比特數發生改變的時候，相位就會發生變化，由4.1的調制波形圖可以看到，在載波對應的200、400、600采樣點的位置載波的相位發生了改變，載波信號的相位不再連續?；鶐盘柈a生與調制模塊后面的是信道模塊，在信道模塊中，主要是加入

34、噪聲對信號產生干擾，讓調制信號疊加噪聲。下圖就是運行信道模塊后的圖：4.2加入高斯白噪聲的前后圖在信道傳輸中加入高斯白噪聲，就在調制信號上加入噪聲干擾，觀察4.2加入高斯白噪聲的前后圖，當調制信號加入噪聲信號后，與沒加噪聲信號的調制信號相比，有了很大的不同，單從4.2圖上就可以看到。如果不經過相關解調與檢測，很難得到原始信號。信道模塊后面的是相關解調器模塊，主要對調制信號進行解調，信號通過相關解調器，主要是計算接收信號在基函數上的投影，下圖為相關解調器模塊運行的結果：4.3相關解調器中的相關圖從圖4.3相關解調器中的相關圖分析相關解調器中的結果，看看怎樣實現最佳的功能。當基函數f1=cos(2

35、*pi*fc*t)與接收信號相乘，由圖4.3中的第二個波形圖可知，從波形圖上可以看到采樣點的幅度值，基本上都在0幅度以下，如果求平均值，仍為負值。當基函數f2=cos(2*pi*fc*t+pi/2)與接收信號相乘，由圖4.3中的第四個波形圖可知，從波形圖上可以看到采樣點的幅度值，基本上都在0幅度以上，如果求平均值，仍為正值。如果在沒有噪聲干擾的情況下，得到的圖如下所示：圖4.4未加噪聲的相關解調器的輸出將4.3與4.4圖對比，沒加噪聲之前，接收信號與基函數相乘之后，波長與幅度都是均勻的，然而加入噪聲之后，接收信號與基函數相乘之后幅度就會層次不齊，但是通過與基函數相乘起到一個歸一化地作用，起到抗

36、噪聲的效果。相關解調器模塊進入檢測模塊，在檢測模塊中主要判決輸出，要想達到最佳接收，在檢測器端也非常重要，下圖為檢測器中的相關圖片如下：圖4.5相位角與判決輸出圖由4.5圖可知，當相位角為0時，判決輸出為000，相位角為2時，判決輸出為011，相位角為-2時，判決輸出為113,。通過分析檢測輸出完全符合如果和輸出信號判為2，如果輸出信號判為1，如果輸出信號判為3，如果輸出信號判為0。下圖為原始的發送信號與接收信號圖，可以明顯的看到噪聲對信號傳送的影響，結果如下所示：4.6發送信號與接收信號對比圖從4.6發送信號與接收信號對比圖,接收信號是受噪聲的干擾，對比兩圖，明顯有誤差，此時的SNR=-20

37、，顯然信噪比對誤碼率有影響。下圖為信噪比對誤碼率的影響，如下所示：4.7信噪比對誤碼率的影響圖由4.7圖可以看到信噪比對誤碼率的影響，當信噪比越大時，誤碼率越小，當信噪比越小時，誤碼率越大，當信噪比大到一定程度，誤碼率為0.通過4PSK最佳接收機的模擬，我們可以通過誤碼率的分析，可以知道誤碼率與信噪比的關系，以便在以后的研究中能起到一定的參考作用。4PSK最佳接收機完成了對高斯白噪聲的抗干擾作用。采用隨機二進制數通過4PSK調制后疊加高斯白噪聲對設計的接收機進行測試，從測試的結果可看出，在信噪比大于-8dB時，誤碼率為0，說明該接收機較好的實現了抗噪聲性能。5總結本設計過程曲折可謂一語難盡。在

38、此期間我也失落過，也曾一度熱情高漲。生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。勞動是人類生存生活永恒不變的話題。做課程設計開始必須弄懂它的設計原理，如果沒弄懂它的原理，可以說如履薄冰，舉步維艱，不知道怎么下手，沒有思路。做本設計的時候，因為最佳接收機起初沒有接觸，所以設計的原理沒掌握，我困惑了好長一段時間，通過去圖書館查找資料與同學、老師交流，特別是曹老師對我的耐心講解，終于解決了。所以遇到不懂的問題可以查閱參考書，或者請教其他同學和老師。養成獨立思考的習慣，加強自己的動手能力，即充分發揮主觀能動性。完成一個設計會讓我們自己獲益匪淺，理論用于指導實踐，也必須應用于實踐。設計必須自己動腦動手，這

39、樣加深了對知識的理解，也能使自己對知識的運用更加嫻熟。Matlab的m文件代碼的編寫，把我困住了，因為我對matlab這個通信工具用的比較少，但是通過上網查資料、查詢參考書，最后終于理解與掌握了matlab的基本用法，付出就會有回報。通過這次畢業設計，增加了一點我的人生閱歷，在遇到困難時，不要氣餒，不要抱怨，要靜下心來去分析問題，只有這樣才能解決問題。由于時間的關系，本設計主要研究了4PSK調制后疊加高斯白噪聲而設計的接收機。然而相對最佳接收機而言，這只是一點皮毛而已。如果給我跟多的時間，我將會研究更多基帶信號受高斯白噪聲影響的最佳接收的設計與仿真。在今后最佳接收機的研究道路上肯定會出現更多新

40、方法來實現最佳接收，甚至可以設計一個通用的最佳接收機，并在生活中應用。參考文獻1 周濤.一種新型最佳接收機設計方法J. 無線電工程，2009，39（8）.2 武風翔,裴洪文.啟閉鍵控OOK通信系統在衰落信道下最佳接收結構J. 平頂山工學院學報,2009,18(1)：39-423 王艷華,袁秀湘.加性高斯白噪聲信道的最佳接收機性能研究J. 長沙交通學院學報,2000,16(4).4 董彬虹,李少謙,陳智,彭守貴.差分跳頻信號最佳接收機設計J. 電子科技大學學報,2003,32(5).5 郭興波,楊知行,潘長勇. MA-SOQPSK的最大似然接收機和簡化接收機J. 清華大學學報, 2006，46

41、(4)：523-526. 6 劉學文,林永照,吳成柯.成形正交相移鍵控及其最佳接收機的設計J. 電訊技術,2007,47(5).7 梵昌信,曹麗娜.通信原理M. 北京：國防工業出版社，2009：298-323.8 林永照,吳成柯,王布宏,陳娜.連續相位QPSK調制的簡化接收機J. 西安電子科技大學學報,2009,36(3).9 劉高輝,高勇,余寧梅.一種新的寬帶2FSK非相干解調器J. 西安理工大學學報,2005.21(2).10 沈越泓,錢祖平,益曉新.新型MFSK最佳相干解調器J. 電子科學學報,2000.22(4).11 桑林,郝建軍,劉丹譜.數字通信M. 北京：北京郵電出版社，2002

42、：169-241.12 陳亞勇.Matlab信號處理詳解M. 北京：人民郵電出版社，2001：32-102.致謝非常感謝老師在我大學的最后學習階段給我指導，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，老師給了我耐心的指導和無私的幫助。為了指導我的畢業論文，老師放棄了自己的休息時間，經常很晚才休息。她的這種無私奉獻的敬業精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這四年來給自己的指導和幫助，是你們教會了我專業知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。對所有幫助過我的人說聲謝謝！附錄1最佳接收機主函數的源程序清單% 程序功能：調用各個子模塊% 程序作者：羅

43、梨% 最后修改日期：2011年5月20日function main()M=4; %表示四進制k=log2(M); %每符號含比特數ft=1e2; %原始二進制數據的碼率fs=1e4; %采樣率fc=1e3; %栽頻transmit_bit_length=1e2; %需要處理的比特數for snr=-12:0 modsignal,transmit=psk(fs,ft,fc,transmit_bit_length,M);%基帶信號模塊 signal_rev=channelAWGN(modsignal,snr); %信道模塊 demodulat=modulator_cor(signal_rev,fs

44、,fc,ft,M); %相關解調模塊 data=detector(demodulat); %檢測模塊 data1(:,1)=data(:,2); data1(:,2)=data(:,1); %兩列數據互換 send=bi2de(transmit,'left-msb'); %把發送信號做二變十進制變換 rec=bi2de(data1,'left-msb'); %把接收信號做二變十進制變換 erro(snr+13)=sum(mod(send+rec,2)/length(send); %求誤碼率endplot(-12:0,erro);2基帶信號產生與調制模塊的源程序清

45、單% 程序功能：產生基帶信號與信號的調制% 程序作者：羅梨% 最后修改日期：2011年5月20日function modsignal,transmit=psk(fs,ft,fc,transmit_bit_length,M)k=log2(M); %每符號含比特數transmit=zeros(transmit_bit_length/k,k); %生成隨進二進制數據產生的矩陣for i=1:k transmit(:,i)=randint(transmit_bit_length/k,1); %隨機二進制數據產生endtransmit4=bi2de(transmit,'left-msb'

46、); %將二進制數據產生T=fs/(ft/k)； %每個符號的采樣點數signal=zeros(1,length(transmit4)*T);for i=1:length(transmit4) signal(i-1)*T+1:i*T)=ones(1,T)*transmit4(i); %一個碼長內被分成200個采樣點，為了使與調制的載波頻率一樣end modsignal=modulate(signal,fc,fs,'pm',pi/2); %調制subplot(211);plot(signal(1:650);axis(1 650 -1 4);subplot(212);plot(modsignal(1:650);axis(1 650 -1 1)