调制实现及抗噪性能比较
数字视频技术课程试做实验报告
实验二
．比较两种调制方式的抗噪声性能（QPSK和16QAM）
基于蒙特卡罗法2FSK系统抗噪声性能仿真2
通信原理 课程设计报告 题目：基于蒙特卡罗法2FSK系统抗噪声性能仿真院系： 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 2010年12月27日-2010年12月31日
编写MA TLAB的M文件，用该文件的采用相干解调法的2FSK系统的抗噪性能进行1000个符号的蒙特卡罗法仿真，画出误码率与信噪比之间的关系曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、2dB、4dB、6dB…10dB，同时画出误码率与信噪比的理论曲线，其中信噪比的取值为r=0dB、0.1dB、0.2dB…10dB。 分步实施： 1）熟悉2FSK系统调制解调，熟悉蒙特卡洛法；熟悉误码率计算； 2）编写主要程序； 3）画出系统仿真误码率曲线的系统理论误码率曲线。
1、蒙特卡罗思想概述 蒙特卡罗方法也称为随机模拟方法,有时也称为随机抽样技术或统计实验方法。它的基本思想是:为了求解数学、物理、工程技术以及生产管理等方面的问题,首先建立一个概率模型或随机过程,使它的参数等于问题的解;然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统计特征,最后给出所求解的近似值。而解得精确度可用估计值的标准误差来表示。 蒙特卡罗方法可以解决各种类型的问题,但总的来说,视其是否涉及随机过程的性态和结果,该方法处理的问题可以分为两类:第一类是确定性的数学问题,首先建立一个与所求解有关的概率模型,使所求的解就是我们所建立模型的概率分布或数学期望;然后对其进行随机抽样观察,即产生随机变量;最后用其算术平均值作为所求解的近似估计值。第二类是随机性问题,被考察的元素更多的受到随机性的影响,一般情况下采用直接模拟方法,即根据实际物理情况的概率法则,用电子计算机进行抽样试验。 在应用蒙特卡罗方法解决实际问题的过程中,大体有如下几个内容: (1)对求解的问题建立简单而又便于实现的概率统计模型,使所求的解恰好是所建立模型的概率分布或数学期望。 (2)根据概率统计模型的特点和计算实践的需要,尽量改进模型,以便减小方差和费用,提高计算效率。 (3)建立对随机变量的抽样方法,其中包括建立产生伪随机数的方法和建立对所遇到的分布产生随机变量的随机抽样方法。 (4)给出获得所求解的统计估计值及其方差或标准误差的方法。 2、2FSK 系统调制解调原理 频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率间变化。用f1和f2分别表示二进制“1”和“0”。因此，2FSK 信号的时域表达式为 )cos()()cos()()(212n n s n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t e θωφω+?? ? ???-++??????-=∑∑∞-∞→∞ -∞ →
斑点噪声的形成原理与斑点噪声模型
第二章相干斑点噪声的形成原理与斑点噪声模型 相干斑点噪声是SAR影像的重要特征之一。要进行新滤波器的设计和开发，有必要了解斑点噪声的形成原理和斑点噪声模型以及其他相关知识，因此本章就斑点噪声的形成原理，概率分布函数、自相关函数、功率谱以及人们比较公认的斑点噪声模型做一个简要的介绍。 2.1 斑点噪声的形成原理 SAR影像上的斑点噪声是这样形成的[31]，即当雷达波照射一个雷达波长尺度的粗糙表面时，返回的信号包含了一个分辨单元内部许多基本散射体的回波，由于表面粗糙的原因，各基本散射体与传感器之间的距离是不一样的，因此，尽管接收到的回波在频率上是相干的，回波在相位上已不再是相干的；如果回波相位一致，那么接收到的是强信号，如果回波相位不一致，则接收到的是弱信号。一幅SAR影像是通过对来自连续雷达脉冲的回波进行相干处理而形成的。其结果是导致回波强度发生逐像素的变化，这种变化在模式上表现为颗粒状，称为斑点噪声（Speckle）。SAR影像上斑点噪声的存在产生了许多后果，最明显的后果就是用单个像素的强度值来度量分布式目标的反射率会发生错误。 斑点噪声在SAR影像上表现为一种颗粒状的、黑白点相间的纹理。例如，对于一个均匀目标，如一片草覆盖的地区，在没有斑点噪声影响的情况下，影像上的像素值会呈现淡的色调（图2.1 A）；然而，每个分辨单元内单个草的叶片的回波会导致影像上某些像素比平均值更亮，而另外一些像素则比平均值更暗（图2.1 B），这样，该目标就表现出斑点噪声效果[32]。 图2.1 斑点噪声的影响效果 2.2 斑点噪声的特征[33]
2.2.1 斑点噪声的概率分布函数 2.2.1.1单视SAR 图像 前人在光学和SAR 影像斑点噪声的理论分析上已经做了大量工作[31]、[34] 。单视图像的斑点噪声服从负指数分布，对均匀的目标场景，图像的像素强度的概率分布为： I I I I p ) /exp()(-= (2.1) 若以振幅A 或分贝值D 来表示，它们与强度I 的关系为 I=A 2 (2.2) I I D ln 10 ln 10log 1010== (2.3) 所以强度概率分布可以直接转化为下式： )/e x p (2)(2I A I A A p -= (2.4) I K I K D K D D p ))/e x p (e x p ()(-= (2.5) 其中k=10/ln10。它们均为Rayleigh 分布。 2.2.1.2多视SAR 图像 为了提高图像的信噪比要进行多视处理，多视处理是对同一场景的n 个不连续的子图像的平均。n 个独立子图像非相干迭加将改变斑点噪声的概率分布，强度I 的概率分布变成Gamma 分布： )/e x p ()!1()(1 I nI I n I n I p n n n --=- (2.6) )/e x p ()!1(2)(21 2I nA I n A n A p n n n --=- (2.7) ))/e x p (e x p ()!1()(I K D n K nD I n K n D p n n --= (2.8) 2.2.2 斑点噪声的自相关函数 斑点噪声的自相关函数具有指数分布形式如图2.2[33]，可以看出在初始处有较宽的范围及噪声谱的非均匀性，即斑点噪声非白噪声。这可以用成像时邻域像素的相互干扰来解释。 2.2.3斑点噪声的功率密度谱 斑点噪声的功率谱密度如图2.3[33]所示呈椭圆结构，可用经验方程表示：
不同信道及噪声特性对通信性能的影响分析及验证
实验四、不同信道及噪声特性对通信性能的影响分析及验证实验目的： 熟悉Matlab编程环境、编程流程以及基本Matlab函数的编写与调用；掌握瑞利、莱斯信道模型的Matlab实现；掌握莱斯信道的相位补偿。 预备知识： 1．Matlab编程基础； 2．数字基带通信系统的基础知识； 3．衰落信道的基础知识。 4．信道相位补偿； 实验环境： 1．实验人数 50 人，每 2 人一组，每组两台电脑 % 2．电脑 50 台 实验内容： 1．用Matlab生成长度为200的随机二进制数序列并采用格雷码对其进行编码；2．搭建数字基带通信系统； 3．生成瑞利信道、莱斯信道以及高斯白噪声信道； 4．对接收信号进行相位补偿； 5．画出瑞利信道、莱斯信道的相位补偿曲线并与信道相位比较并分析其结果。6．画出莱斯信道的信噪比与误比特率曲线，并与理论曲线比较，分析其结果。 实验原理： 1．衰落信道 在无线通信领域，衰落是指由于信道的变化导致接收信号的幅度发生随机变化的现象，即信号衰落。导致信号衰落的信道被称作衰落信道。 （ 衰落可按时间、空间、频率三个角度来分类。
（1）在时间上，分为慢衰落和快衰落。慢衰落描述的是信号幅度的长期变化，是传播环境在较长时间、较大范围内发生变化的结果，因此又被称为长期衰落、大尺度衰落。快衰落则描述了信号幅度的瞬时变化，与多径传播有关，又被称为短期衰落、小尺度衰落。慢衰落是快衰落的中值。 （2）在频率上，分为平坦性衰落和选择性衰落。 多径衰落可分为平坦衰落和频率选择性衰落。如果无线传播信道的频带比传送信号还宽，则接收到的信号会受到平坦衰落。当传送信号的带宽大于信道的同调带宽时，接收信号的增益和相位将会随着信号频谱的改变而变化，因而在接收端产生了信号失真，这就是选择性衰落。 （3）在空间上，分为瑞利衰落和莱斯衰落。瑞利衰落适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况；相反，莱斯衰落适用于发射机到接收机存在直射路径的情况。 在无线通信信道环境中，电磁波经过反射折射散射等多条路径传播到达接收机后，总信号的强度服从瑞利分布。 同时由于接收机的移动及其他原因，信号强度和相位等特性又在起伏变化， 故称为瑞利衰落。在无线通信信道中，由于信号进行多径传播达到接收点处的场强来自不同传播的路径，各条路径延时时间是不同的，而各个方向分量波的叠加，又产生了驻波场强，从而形成信号快衰落称为瑞利衰落。瑞利衰落属于小尺度的衰落效应，它总是叠加于如阴影、衰减等大尺度衰落效应上。 如果收到的信号中除了经反射折射散射等来的信号外，还有从发射机直接到达接收机（如从卫星直接到达地面接收机）的信号，那么总信号的强度服从莱斯分布， 故称为莱斯衰落。 2．瑞利衰落与莱斯衰落 瑞利分布是一个均值为0，方差为2σ的平稳窄带高斯过程，其包络的一维分布是瑞利分布。 2 22()exp() 02z z f z z σσ=-≥ (4-1) 瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信道接收包络或独立多径分量接受包络 统计时变特性的一种分布类型。两个正交高斯噪声信号之和的包络服从瑞利分布。 " 莱斯分布的概率密度函数称为莱斯密度函数： 220222()exp()()2R R A RA p R I σσσ +=- (4-2)
基于system-view的pcm-2dpsk-仿真及系统抗噪声性能测试实验报告
基于system-view的pcm-2dpsk-仿真及系统抗噪声性能测试实验报告
西安电子科技大学 通信系统实验报告 ——基于systemview地2D PSK+PCM传输仿真
指导教师： 姓名学号班级 李媛媛 01121359 011214 张少虎 01121360 011214 日期：2015年7月
一、系统仿真目地 1、了解 PCM+2DPK通信系统地原理和信息传输方案 2、掌握通信系统地设计方法与参数选择原则 3、掌握由图符模块建立子系统并构成通信系统地设计方法 4、熟悉通信系统地SYSTEMVIEW仿真测试环境系统仿真内容简介 5、测试实验所搭建2dpsk传输系统抗噪声性能，并与理论曲线作对比 6、观测不同信噪比条件下关键信号眼图变化情况，进一步了解眼图地作用与含义 7、了解信号在系统传输过程中各阶段频率分量地变化，加深对限号调制解调在频域地认知 二、实验内容 1、用三个频率和幅度分别为400HZ，2v、500HZ ，2v、700HZ，0.5v地正弦信号作为系统地输入，经过PCM编码系统转换为数字信号，再经并串转换转换为基带信号 2、以基带信号作为2DPSK系统输入信号，码速率Rb＝16kbit/s.采用键控法实现2DPSK地调制
，采用非相干解调法实现2DPSK地解调，分别观察系统各点波形. 3、将2DPSK系统输出信号进行串并变换，再经P CM解码系统还原为系统初始输入地模拟信号，并观察信号时域和频域地变化. 4、使用仿真软件SYSTEMVIEW，从SystemVi ew 配置地图标库中调出相关合适地图符并进行合适地参数设置，并连好图符间地连线，完成对PCM编码、2DPSK键控调制、非相干解调、pcm解码仿真电路设计，并完成仿真操作. 5、观察各点波形：包括时域波形、眼图、部分信号瀑布图、2dpsk系统抗噪声性能曲线等，以及记录主要信号点地功率谱密度. 6、分析实验所得图形数据，判断系统传输地正确性. 7、搭建抗噪声性能测试原理图，测试在不同信噪比环境下，系统误码率地大小，并以此绘制出误码率随信噪比变化地数据曲线，即2DPSK系统地抗噪声性能，绘制该曲线，并与理论曲线进行对比. 三、原理简介
相位噪声的产生原因和影响
相位噪声的产生原因和影响 概述 相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式。在理想情况下，一个频率固定的完美的脉冲信号(以1 MHz为例)的持续时间应该恰好是1微秒，每500ns有一个跳变沿。但不幸的是，这种信号并不存在。如图1所示，信号周期的长度总会有一定变化，从而导致下一个沿的到来时间不确定。这种不确定就是相位噪声，或者说抖动。 相位噪声是频率域的概念。相位噪声是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。用一个振荡器信号来解释相位噪声。如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。从图2中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。 相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。 定义 定义1：相位噪声是指单位Hz的噪声密度与信号总功率之比,表现为载波相位的随机漂移,是评价频率源(振荡器)频谱纯度的重要指标源自: 有线数字电视传输特性与故障解析《中国有线电视》 2005年赵雨境,王恒江 定义2：相位噪声是指光的正弦振荡不稳定,时而出现某处相位的随机跳变.相位噪声导致光源线宽变宽.光强度噪声是指因自发辐射光强的随机变化和外界温度的变化,导致发射 光强的起伏源自: Fabry-Perot干涉式光纤温度传... 《传感器技术》 2001年曹满 婷来源文章摘要：分析了温度对相位的调制作用以及Fabry -Perot干涉结构检测相位变化的原理 ,提出了一种具有高灵敏度和高分辨率的相位调制型全光纤结构 ,并进行了系统的噪声分析。 定义3：是一随机量通常把信号的相似随机起伏中（t）称为相位噪声.（t）随时间变化的随机过程是一平稳的随机过程并使随机量的概率密度分布符合正态分布源自: 受多项噪声影响的二级方差估值的置信度《四川教育学院学报》 1997年林时昌来源文章摘要：有限次（ｍ次）采样测量的二级方差估值（，ｍ）随机地偏离其真值＜）。这种随机不确定性不仅和ｍ有关，而且和噪声的性质有关。计算出单项噪声所产生的不确定度；分析了多项噪声对总不确定度的影响，并引用置信度的概念表征测量的不确定度。 定义4：(t)〕sin[2兀厂t+小(t)]相位噪声是指频率信号中由频率源内部噪声调制(调相或调频)产生的随机相位起伏.当被测相位噪声比频谱分析仪自身的相位噪声大时,可直接利用频谱分析仪来测量相位噪声,这是一种简单、方便的相位噪声测量方法源自: 频谱分析仪在测量相位噪声过程中的数值修正《国外电子测量技术》 2002年曹芸来源文章摘要：本文介绍了在使用频谱分析仪测量相位噪声时,影响其测量结果的因素并讨论了如何对频谱分析仪输出结果进行修正。 定义5：则()rk的相角为()kknkqj+q+,其中()nkq是噪声()nk对相位的干扰,称为相位噪声.可见,kq中包含了全部的载波相位信息,kj包含了大量甚至全部的码字信息源自: 相位 处理载波恢复算法研究《信息与电子工程》 2003年袁清升,刘文来源文章摘要：针对
基于system_view的pcm2dpsk_仿真及系统抗噪声性能测试实验报告
西安电子科技大学 通信系统实验报告 ——基于system view的2DPSK+PCM传输仿真 指导教师： 日期：2015年7月
一、系统仿真目的 1、了解PCM+2DPK通信系统的原理和信息传输方案 2、掌握通信系统的设计方法与参数选择原则 3、掌握由图符模块建立子系统并构成通信系统的设计方法 4、熟悉通信系统的SYSTEMVIEW仿真测试环境系统仿真内容简介 5、测试实验所搭建2dpsk传输系统抗噪声性能，并与理论曲线作对比 6、观测不同信噪比条件下关键信号眼图变化情况，进一步了解眼图的作用与含义 7、了解信号在系统传输过程中各阶段频率分量的变化，加深对限号调制解调在频域的认知 二、实验内容 1、用三个频率和幅度分别为400HZ，2v、500HZ，2v、700HZ，0.5v的正弦信号作为系统的输入，经过PCM编码系统转换为数字信号，再经并串转换转换为基带信号 2、以基带信号作为2DPSK系统输入信号，码速率Rb＝16kbit/s。采用键控法实现2DPSK的调制，采用非相干解调法实现2DPSK的解调，分别观察系统各点波形。 3、将2DPSK系统输出信号进行串并变换，再经PCM解码系统还原为系统初始输入的模拟信号，并观察信号时域和频域的变化。 4、使用仿真软件 SYSTEMVIEW，从 SystemView 配置的图标库中调出相关合适的图符并进行合适的参数设置，并连好图符间的连线，完成对 PCM编码、2DPSK键控调制、非相干解调、pcm解码仿真电路设计，并完成仿真操作。 5、观察各点波形：包括时域波形、眼图、部分信号瀑布图、2dpsk系统抗噪声性能曲线等，以及记录主要信号点的功率谱密度。 6、分析实验所得图形数据，判断系统传输的正确性。 7、搭建抗噪声性能测试原理图，测试在不同信噪比环境下，系统误码率的大小，并以此绘制出误码率随信噪比变化的数据曲线，即2DPSK系统的抗噪声性能，绘制该曲线，并与理论曲线进行对比。 三、原理简介 1、PCM编码译码原理 （1）编码原理 编码过程分三步： 抽样：需要满足低通采样定理，采样频率8kHz 。 量化：均匀量化时小信号量化误差大，因此采用不均匀选取量化间隔的非线性量化方法，即量化特性在小信号时分层密、量化间隔小，而在大信号时分层疏、量化间隔大。实现方法：实现非均匀量化的方法之一是把输入量化器的信号 x先进行压扩处理，再把压扩得到的信号y进行均匀量化。压扩器就是一个非线性变换电路，弱信号被扩大，强信号被压缩。压缩器的入出关系表示为y=f(x) 。常用压扩器大多采用对数式压缩，广泛采用的两种对数压扩特性是μ律压扩和A律压扩。效果：改善了小信号时的量化信噪比。 A律压扩特性的13段折线逼近方法：对x轴不均匀分成8段，分段的方法是每次以二分之一对分；对y轴在0~1范围内均匀分成8段，每段间隔均为1/8。然后把x，y各对应段的交点连接起来构成8段直线。其中第1、 2段斜率相同(均为16)，因此可视为一条直线段，故实际上只有7根斜率不同的折线。以上分析的是第一象限，对于双极性语音信号，在第三象限也有对称的一组折线，也是7根，但其中靠近零点的1、2段斜率与正方向的第1、2段斜率相同，又可以合并为一根，因此，正、负双向共有13段折线。 13段折线在第一象限的压扩特性如下图所示：
噪声信道中的数字调制与解调
噪声信道中的数字调制与解调 一、本程序采用16QAM调制方式，对一串2进制信源进行调制，用升余弦滚 降函数进行基带调制，再调到高频信道；在信道上加入高斯白噪声，运用匹配滤波器解调，画出解调星座图，运用最小欧氏距离译码判决，计算误比特率。 程序流程图： 二、程序文档说明 程序包含主文件QAM.m和Qam_modulate.m、insert_value.m、
modulate_to_high.m、generate_noise.m、demodulate_sig.m、plot_2way.m、plot_snr.m文件。 QAM.m是主文件，输入是N、P.其中N表示产生2进制序列长度，P 表示产生序列1的概率。该函数产生信源、QAM调制、采样、基带调制 高频、解调、译码判决和计算误比特率。 Qam_modulate.m文件，输入source，输出X，Y。source表示输入信源；X，Y表示产生两路序列。实现对二进制信源采用格雷码进行编码，画出编码星座图。 insert_value.m文件，输入X，8,输出sig_insert1.其中X表示X路信号，8为插入点，sig_inset1表示产生采样序列。实现对两路信号插入零序列形成采样信号。 modulate_to_high.m文件，输入sig_rcos1,sig_rcos2,fd,fs，输出t,sig_modulate。sig_rcos1,sig_rcos2表示输入的两路基带信号，fd是信息速率，fs/fd就是采样率，即一个码元几个样点。实现 将两路信号从基带调制到高频。 generate_noise.m文件，输入sig_rcos1,sig_rcos2,snr,输出sig_noise1和sig_noise2。其中sig_rcos1,sig_rcos2是输入信号，snr是信噪比， sig_rcos1,sig_rcos2是输出的信号。实现对两路信号加入信噪比为SNR高斯 白噪声。 demodulate_sig.m文件，输入sig_pick1,sig_pick2,输出signal。其中sig_pick1和sig_pick2是采样序列，输出信息序列。实现对输入序列判决译 码，合路成一路信号。 plot_2way.m文件，输入X1,X2,len，t.其中x1，x2是输入信号，len 为其长度，t值取0.5.实现对X1,X2输入信号画图。 plot_snr.m文件，实现在不同的信噪比下计算误比特率。 三、仿真结果显示 1.16QAM星座图 2. 两路信号波形
模拟通信中调频系统的抗噪声性能分析
模拟通信中调频系统的抗噪声性能分析 作者：指导老师: 摘要：在通信系统中调制扮演着不可或缺的作用，通过调制可以把基带信号频率搬移到合适的频率上，从而达到提高发射效率的作用，也可以通过调制把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，提高信道利用率。还有扩展信号带宽提高抗干扰能力等。本文主要通过对模拟通信中正弦波的频率调制（即频率调制FM）过程进行分析，并通过计算在大信噪比下的解调器制度增益然后与调幅系统的作比较来分析调频系统的抗噪声性能（因为相干解调只适用于窄带调频所以暂不分析）。还有小信噪比下的门限效应以及通过预加重和去加重技术来提高调频系统的抗噪声性能。最后运用MATLAB软件对模拟通信中调频系统进行仿真设计，并分析和总结仿真结果。 关键字：模拟通信；调频系统; 解调器；门限效应；制度增益；仿真设计。 引言 进入21世纪以来，随着国民经济的飞速提升，中国通信行业也得到了快速发展，对通信的技术要求也逐渐提高。从模拟通信到数字通信，从无线电广播到卫星，光纤通信等等。而频率调制在通信发展的进程上都占据着重要的作用，比如FM广泛应用于高保真音乐广播，电视伴音信号的传输，卫星通信和蜂窝系统。频率调制（FM）在电子音乐合成技术中，是最有效的合成技术之一，还有有线频率在多领域应用。研究模拟通信中调频系统的抗噪声性能能够从理论上认识调频系统的噪声来源和如何改善系统的抗噪声性能。 第一章：调频系统的简介 1.1 模拟通信和调频系统的概述 在实际的通信中，由于通信业务的多样性，消息的来源也是多种多样的，但基本可以分为两大类：连续的和离散的。连续的消息如话音，声波振动的幅度也是随时间连续变化的。若把它转换为随时间连续变化的电压信号，信号幅度也是时间连续函数。这样的信号称作模拟信号，传输模拟信号的通信就称作模拟通信。 调频定义：幅度不变，载波信号的频率随调试信号幅度变化位变化的调制方式叫着调频。 就是载频的频率不是一个常数，是随调制信号而在一定围变化，其幅值则是一个常数。与其对应的，调幅就是载频的频率是不变的，其幅值随调制信号而变。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。 一般干扰信号总是叠加在信号上，改变其幅值。所以调频波虽然受到干扰后幅度上也会有变化，但在接收端可以用限幅器将信号幅度上的变化削去，所以调频波的抗干扰性极好，用收音机接收调频广播，基本上听不到杂音。 其次频率调制又称作非线性调制，因为已调信号频谱不再是原调制信号的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分。故又称作非线性调制。与幅度调制相比，频率调制
关于噪声的问题分解
噪声问题 在模拟通信中，/S N 是一个非常有用的指标，它是信号平均功率和噪声平均功率的比值。对于数字通信系统，其采用时间长度为码元间隔s T 的波形来发送和接收码元，每个码元的平均功率（在整个时间轴上取平均）等于0，所以功率不能用于描述数字信号，所以衡量系统BER 性能的指标是0/b E N ，而非单纯的信号功率和噪声功率之比。因为噪声功率等于功率谱密度乘以带宽，对于相同功率谱密度的白噪声而言，系统带宽越高（即对应的采样率越高），自然通过的噪声功率也会越高。 一: 实带通信号与复低通等效信号 对于信噪比的定义： 信噪比=信号的功率/噪声的功率 信号的功率是单位时间的能量值，噪声的功率一般用方差表示。 0/===**s E T SNR N B 符号的平均功率每符号信号能量/符号周期 信噪比噪声的平均功率噪声单边带功率谱密度符号带宽 假设 00()()()()()cos(2)()sin(2)d q z t x t n t x t n t f t n t f t πθπθ=+=++-+ 其中()x t 为正弦信号 0()cos(2)x t A f t π= 对于实带通信号而言 带通信号可以表示成 00()exp(2)exp(2)22 A A x t j f t j f t ππ= +- 所以()x t 的功率谱密度为 22 00()()()44 x A A S f f f f f δδ=-++ 所以实带通信号的总功率为：
2 ()2x x A P S f df +∞ -∞ ==? 因此噪声是功率谱密度为 2 N 的带通噪声模型，所以，总的噪声功率是： 0 0()2( )2 n n N P S f df B N B +∞ -∞ = ==? 所以实带通信噪比为： 2 0()2bp A SNR N B = 对于复低通等效信号 低通信号可以表示成： 0()Re{exp(2)}x t A j f t π= 所以得到复包络 ~ ()x t A = 所以复包络的功率为 ~~ 22{|()|}x P E x t A == 对于复低通等效信号加的噪声是功率谱密度为02N 的低通噪声模型 所以噪声功率为： ~~ ()2n n P S f df N B ∞ -∞ = =? 因此，复低通等效信号的信噪比为 ~ ~2 0()2x lp n P A SNR P N B == 所以实带通信号和复低通等效信号的信噪比保持不变。 傅里叶变换保持功率和能量不变，但是复低通等效信号的能量与其对应的实带通信号的能量不同。 *~ ~2 2 00**~~~~2222001|()||()exp(2)()exp(2)|4 1 [|()||()|exp(4)|()||()|exp(4)]4 x t x t j f t x t j f t x t x t j f t x t x t j f t ππππ=+-=+++-
噪声交易理论
读书报告 论文：Noise trade, The Journal of Finance, Vol.41, No.3, Fischer Black 主要内容：是关于噪声交易理论以及噪声在经济上，金融上和通货膨胀上的影响。噪声即市场中虚假或误判的信息。它被视为“信息”的反面，噪声交易者错误地认为他们拥有对风险资产未来价格的特殊信息。他们对这种特殊信息的信心可能是来自技术分析方法，经纪商，或者其他咨询机构的虚假信号，而他们的非理性之处正在于他们认为这些信号中包含了有价值的信息，并以此作为投资决策的依据。他们的过分自信从而忽视了交易过程中的重要点最终导致了交易的失败。损失厌恶，期望理论发现人们在面对收益和损失的时候，表现出了不对称性，当涉及收益的时候，表现出风险厌恶，当涉及损失的时候，表现出风险偏好，损失厌恶表现出人的偏好是不一致的，这也往往是导致交易损失的原因。 市场中与噪声交易者相对的是知情交易者。他们在掌握了所投资对象信息的情况下进行投资，但是为了使利益最大化，他们也会想方设法隐藏自己的交易行为。特别是具有大量资金的交易者，一定会设法避免在自己完全进入或退出前就开始影响到市场的趋势。这一行为造成的结果恰恰更接近噪声交易——大量交易发生了，却没有影响到市场的趋势。 噪声交易与知情交易存在相互作用、相互依存和相互制约的关系;噪声交易者与知情交易者之间达成交易的概率显著大于噪声交易者之间或知情交易者之间 成交的概率;价格是重要的信息来源;知情交易者在开盘时的信息优势最明显;知 情交易是引起股价变动的重要原因,而噪声交易则是引起成交量放大的主要因素。故噪声交易者的风险就是被套利者（知情交易者）利用的错误定价在短期恶化的风险。 而市场交易产生噪声是由于噪声存在于市场任何一处，交易者并不知道自己因噪声而交易，而是一直认为自己因知内部信息而交易。噪声也是导致交易者偏离预期效用的主要原因。 当市场在酝酿反弹的时候，总有一部分人由于各种可能的原因先知先觉，抢先行动起来。他们在成功的做到不影响趋势的同时，却令市场中噪声交易增加了。在这种情况下，市场看似无意义的噪声其实包含了大量关于股票价格的信息——市场在蠢蠢欲动。 噪声和噪声交易对市场流动性来说是非常重要的，它是提高市场流动性的必要手段.他们对风险资产的基本面存在一定程度的认识偏差，从而对其产生与知情交易者相比过度或者不足的需求量，并进而对风险资产的价格产生影响。 若没有噪声交易者，只有知情交易者，假定参与的知情交易者有着相同的信息，
FSK信号的解调与抗噪声性能分析
F S K信号的解调与抗噪声 性能分析 Prepared on 21 November 2021
课程设计 课程设计名称：通信综合 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计时间：2014年 电子信息工程专业课程设计任务书
目录 2FSK信号的解调与抗噪声性能分析一．课程设计的目的和意义 基本要求
掌握2FSK的调制与解调的实现方法，探索并分析其抗噪声性能；遵循本系统的设计原则，理顺基带信号、传输频带及两个载频三者间相互间的关系；加深理解2FSK调制器与解调器的工作原理，学会对2FSK工作过程进行检查及对主要性能指标进行测试的方法。 课程设计的目的及意义 本次课程设计是对通信原理课程理论教学和实验教学的综合和总结。通过这次课程设计，使同学认识和理解通信系统，掌握信号是怎样经过发端处理、被送入信道、然后在接收端还原。要求学生掌握通信原理的基本知识，运用所学的通信仿真的方法实现某种传输系统。能够根据设计任务的具体要求，掌握软件设计、调试的具体方法、步骤和技巧。对一个实际课题的软件设计有基本了解，能进一步掌握高级语言程序设计基本概念，掌握基本的程序设计方法，拓展知识面，激发在此领域中继续学习和研究的兴趣，为学习后续课程做准备。 在信道中，大多数具有带通传输特性，必须用数字基带信号对载波进行调制，产生各种已调数字信号。可以用数字基带信号改变正弦型载波的幅度、频率或相位中的某个参数，产生相应的数字振幅调制、数字频率调制和数字相位调制。也可以用数字基带信号同时改变正弦型载波幅度、频率或相位中的某几个参数，产生新型的数字调制。 本课程设计旨在根据所学的通信原理知识，并基于MATLAB软件，仿真一2FSK 数字通信系统。2FSK数字通信系统，即频移键控的数字调制通信系统。频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中，载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。因此，一个2FSK信号的波形可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。可以利用频率的变化传递数字基带信号，通过调制解调还原数字基带信号，实现课程设计目标。 二，2FSK的基本原理和实现 二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调
QPSK抗噪声性能干扰仿真
Q P S K抗噪声性能干扰 仿真 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
通信系统综合设计题目 QPSK抗噪声性能仿真
摘要 基于MATLAB的调制解调方案，包括串并转换、电平转换、载波调制、信号合成、相干解调、抽样判决，和并串转换一系列系统的设计。对QPSK的星座图和调制解调进行了仿真，并对系统性能进行了分析，进而证明QPSK调制技术的 优越性。仿真QPSK系统通过AWGN信道的误符号率(SER)和误比特率(BER)，发送端采用GRAY编码映射，基带脉冲采用矩形脉冲，每个脉冲抽样点数为8。四 相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，315°，调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两个比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2个信息比特，这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。解调器根据星座 图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特，进而分析QPSK误符号率和误比特率。 关键词：QPSK 调制解调相干解调格雷码 MATLAB仿真误比特率
Abstract the article will introduce the QPSK modulation and demodulation principle, then proposed one kind based on the MATLAB modulation and demodulation of the program, including the string and the conversion, conversion, carrier modulation, signal synthesis, coherent demodulation, sample sentences and string conversion, and a series of system design, the QPSK constellation diagram and the modulation and demodulation of the simulation, and the SER&BER of the system are analyzed, and then proved the superiority of QPSK modulation technology. Keyword: QPSK Modulation and Demodulation Coherent Demodulation Gray Code Matlab modulation Symbol Error Rate
噪声的来源
1).噪声的来源 数字图像的噪声主要来源于图像的获取(数字化过程)和传输过程。图像传感的工作情况受各种因素的影响，如图像获取中的环境条件和传感元器件自身的质量。例如，使用CCD 摄像机获取图像，光照程度和传感器温度是生成图像中产生大量噪声的主要因素。图像在传输过程中主要由于所用的传输信道的干扰受到的噪声。比如，通过无线电网络传输的图像肯能会因为光或其他的大气因素的干扰被污染。也有很大一部分来自电子元器件，如电阻引起的热噪声；真空器件引起的散粒噪声和闪烁噪声；面结型晶体管产生的颗粒噪声和1/f噪声；场效应管的沟道热噪声；光电管的光量子噪声和电子起伏噪声；摄像管引起的各种噪声等等。由这些元器件组成各种电子线路以及构成的设备又将使这些噪声产生不同的变换而形成局部线路和设备的噪声。另外还有就是光学现象所产生的图像光学噪声。 2).常见的噪声 在我们的图像中常见的噪声主要有以下几种： (1)加性噪声 加性嗓声和图像信号强度是不相关的，如图像在传输过程中引进的“信道噪声"电视摄像机扫描图像的噪声的。这类带有噪声的图像g可看成为理想无噪声图像f与噪声n之和，即 g=f+n[8] (2)乘性噪声 乘性嗓声和图像信号是相关的，往往随图像信号的变化而变化，如飞点扫描图像中的嗓声、电视扫描光栅、胶片颗粒造成等，这类噪声和图像的关系是 g=f+f*n (3)量化噪声 量化嗓声是数字图像的主要噪声源，其大小显示出数字图像和原始图像的差异，减少这种嗓声的最好办法就是采用按灰度级概率密度函数选择化级的最优化措施。 (4)“椒盐"噪声 此类嗓声如图像切割引起的即黑图像上的白点。白图像上的黑点噪声，在变换域引入的误差，使图像反变换后造成的变换噪声等。 3).图像噪声的衡量 由于噪声的产生本身具有随机性，因此对一幅图像中包含噪声只能用统计学的方法进行
通信简答题
通信原理简答题 作者：黄小胜 1、部分响应系统的优点是什么呢？缺点是什么？（或采用部分响应技术会得到什么好处？需要付出什么代价？） 答：优点：频带利用率高，在理论上可达到2Bd/Hz；时域衰减快，可以放宽对定时信号相位抖动的要求，系统的频率特性不是理想矩形，易于实现 缺点：抗噪声能力比非部分响应系统差。 2、什么是2PSK系统的相位模糊现象？ 答：从2PSK信号是提取的载波信号存在两种可能的相位，即0相和π相，解调结果与发端的基带信号同相或反相，这就是2PSK系统的相位模糊现象。 3、在设计数字通信接收机输入端带通滤波器的频率特性时，应考虑哪些因素？（至少给出两个因素并说明它们与频率特性的关系） 答：数字通信接收机输入端带通滤波器的带宽应尽量小，以尽可能多地滤除信道噪声，提高带通滤波器输出信噪比，减小误码率；另外整个通信系统的频率特性应满足无码间串扰的要求，而通信系统的频率特性与接收机输入端带通滤波器的频率特性有关，所以设计此带通滤波器时应满足无码间串扰的条件下，尽量减小滤波器的带宽。 4、如何由白噪声得到窄带白噪声，窄带白噪声的功率与其同相分量的功率及正交分量的功率有何关系？ 答：将白噪声通过窄带带通滤波器，就可以得到窄带白噪声，窄带白噪声的功率与其同相分量的功率以及正交分量的功率是相同的。 5、定性说明误码率与码间串扰、信噪比、位同步信号相位抖动大小及码速率之间的关系。 答：码间串扰越大，误码率越大；信噪比越大，误码率越大；位同步信号相位抖动越大，误码率越大；码速率越大，误码率越大。 6、最佳接收机的误码率通常小于非最佳接收机的误码率，为什么？试加以解释。 7、如何评价模拟通信系统和数字通信系统的有效性有可靠性？ 答：模拟通信系统：已调信号带宽越小，有效性越好；解调器输出信噪比越高，可靠性越好； 数字通信系统：频带利用率越高，有效性越好；误码率越小，可靠性越好。 8、FM通信系统中采用预加重/去加重技术可达到什么目的？为什么？答：其目的是为了提高解调器的输出信噪比。因为鉴频器输出噪声功率谱密度与噪声频率平方成正比，对此噪声进行去加重处理可以降低高频噪声，从而减小解调器输出噪声功率。预加重器用以增强基带信号的高频成分，使去加重器输出基带信号不失真，功率不变。
模拟通信中调频系统的抗噪声性能分析资料
模拟通信中调频系统的抗噪声性能分析 作者姓名：指导老师: 摘要：在通信系统中调制扮演着不可或缺的作用，通过调制可以把基带信号频率搬移到合适的频率上，从而达到提高发射效率的作用，也可以通过调制把多个基带信号分别搬移到不同的载频处，提高信道利用率。还有扩展信号带宽提高抗干扰能力等。本文主要通过对模拟通信中正弦波的频率调制（即频率调制FM）过程进行分析，并通过计算在大信噪比下的解调器制度增益然后与调幅系统的作比较来分析调频系统的抗噪声性能（因为相干解调只适用于窄带调频所以暂不分析）。还有小信噪比下的门限效应以及通过预加重和去加重技术来提高调频系统的抗噪声性能。最后运用MATLAB软件对模拟通信中调频系统进行仿真设计，并分析和总结仿真结果。 关键字：模拟通信；调频系统; 解调器；门限效应；制度增益；仿真设计。 引言 进入21世纪以来，随着国民经济的飞速提升，中国通信行业也得到了快速发展，对通信的技术要求也逐渐提高。从模拟通信到数字通信，从无线电广播到卫星，光纤通信等等。而频率调制在通信发展的进程上都占据着重要的作用，比如FM广泛应用于高保真音乐广播，电视伴音信号的传输，卫星通信和蜂窝电话系统。频率调制（FM）在电子音乐合成技术中，是最有效的合成技术之一，还有有线频率在多领域应用。研究模拟通信中调频系统的抗噪声性能能够从理论上认识调频系统的噪声来源和如何改善系统的抗噪声性能。 第一章：调频系统的简介 1.1 模拟通信和调频系统的概述 在实际的通信中，由于通信业务的多样性，消息的来源也是多种多样的，但基本可以分为两大类：连续的和离散的。连续的消息如话音，声波振动的幅度也是随时间连续变化的。若把它转换为随时间连续变化的电压信号，信号幅度也是时间连续函数。这样的信号称作模拟信号，传输模拟信号的通信就称作模拟通信。 调频定义：幅度不变，载波信号的频率随调试信号幅度变化位变化的调制方式叫着调频。 就是载频的频率不是一个常数，是随调制信号而在一定范围内变化，其幅值则是一个常数。与其对应的，调幅就是载频的频率是不变的，其幅值随调制信号而变。已调波频率变化的大小由调制信号的大小决定，变化的周期由调制信号的频率决定。已调波的振幅保持不变。调频波的波形，就像是个被压缩得不均匀的弹簧，调频波用英文字母FM表示。 一般干扰信号总是叠加在信号上，改变其幅值。所以调频波虽然受到干扰后幅度上也会有变化，但在接收端可以用限幅器将信号幅度上的变化削去，所以调频波的抗干扰性极好，用收音机接收调频广播，基本上听不到杂音。 其次频率调制又称作非线性调制，因为已调信号频谱不再是原调制信号的线性搬移，而是频谱的非线性变换，会产生与频谱搬移不同的新的频率成分。故又称作非线性调制。与幅度调制相比，频率调制
AM调制信号
科信学院 通信系统仿真二级项目设计说明书 （2012/2013学年第二学期） 课程名称：通信系统仿真二级项目 题目：基于Simulink的模拟通信系统仿真 ——采用AM调制技术 专业班级：通信工程11-21班 学生姓名：冯杰、王旋、樊琳琳、李佳会 学号：110312102 、110312101、 110312103 、110312105 指导教师：侯华、任丹萍、张龙 设计周数：1周 设计成绩： 2013年7月12日
目录 1、项目的目的 (3) 2、项目的内容及要求 (3) 3、项目设计内容 (3) 3.1幅度调制及解调原理 (3) 3.1.1 AM信号的表达式、频谱及带宽 (3) 3.1.2 AM信号的解调——相干解调 (4) 3.1.3 高斯噪声原理 (5) 3.2建立数学模型 (6) 3.3 基于Simulink的仿真模块 (7) 3.4 仿真结果 (7) 3.5 结果分析 (8) 4、参考文献 (9)
1、项目的目的 通信系统仿真项目是通信工程专业CDIO教学体系中重要的设计内容。它以数字电路、模拟电子线路（低频部分和高频部分）、信息论与编码等课程为基础，将学生所学理论有机地结合起来，树立通信系统的概念，建立通信系统的模型，并通过仿真软件实现通信系统的模拟仿真。加强学生利用仿真软件进行系统的设计、参数调整等基本技能的训练，培养学生科学运算、绘图及分析能力、提高理论联系实践的水平。通过本项目的设计让学生掌握利用仿真软件进行通信系统的构建及调试的方法。 2、项目的内容及要求 （1）技术要求及原始数据 1.对模拟通信系统主要原理和技术进行研究，包括双边带幅度调制（AM）及解调技术和高斯噪声信道原理等。 2.建立模拟通信系统数学模型。 3.建立完整的基于AM的模拟通信系统仿真模型。 4.对系统进行仿真、分析。 （2）主要任务： 1.建立模拟通信系统数学模型。 2.利用Simulink的模块建立模拟通信系统的仿真模型。 3.对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果。 4.将仿真结果与理论结果进行比较、分析。 3、项目设计内容 3.1幅度调制及解调原理 3.1.1 AM信号的表达式、频谱及带宽 在图3-1中，若假设滤波器为全通网络（＝1），调制信号叠加直流后再与载波相乘，则输出的信号就是常规双边带调幅AM调制器模型如图所示。 图3-1 AM调制器模型