MATLAB仿真实例(通信原理)

一、实验目的 (1)

二、实验题目 (1)

三、实验内容 (1)

3.1傅里叶变换与傅里叶反变换 (1)

3.2题目一：正弦信号波形及频谱 (2)

3.2.1仿真原理及思路 (2)

3.2.2程序流程图 (3)

3.2.3仿真程序及运行结果 (3)

3.2.4实验结果分析 (5)

3.3题目二：单极性归零（RZ）波形及其功率谱 (5)

3.3.1仿真原理及思路 (5)

3.3.2程序流程图 (6)

3.3.3仿真程序及运行结果 (6)

3.3.4实验结果分析 (8)

3.4题目三：升余弦滚降波形的眼图及其功率谱 (8)

3.4.1仿真原理及思路 (8)

3.4.2程序流程图 (8)

3.4.3仿真程序及运行结果 (8)

3.4.4实验结果分析： (10)

3.5题目四：完成PCM编码及解码的仿真 (11)

3.5.1仿真原理及思路 (11)

3.5.2程序流程图 (12)

3.5.3仿真程序及运行结果 (12)

3.5.4实验结果分析 (15)

3.6附加题一：最佳基带系统的Pe~Eb\No曲线，升余弦滚降系数a=0.5，取

样值的偏差是Ts/4 (16)

3.6.1仿真原理及思路 (16)

3.6.2程序流程图 (16)

3.6.3仿真程序及运行结果 (16)

3.6.4实验结果分析 (18)

3.7附加题二：试作出Pe～Eb/No曲线。升余弦滚降系数a＝0.5，取样时间无

偏差，但信道是多径信道，C(f)=|1-0.5-j2 ft|,t=T s/2 (18)

3.7.1仿真原理及思路 (18)

3.7.2程序流程图 (19)

3.7.3仿真程序及运行结果 (19)

3.7.4实验结果分析 (21)

四、实验心得 (21)

一、 实验目的

? 学会MATLAB 软件的最基本运用。MATLAB 是一种很实用的数学软件，它易学易用。

MATLAB 对于许多的通信仿真类问题来说是很合适的。

? 了解计算机仿真的基本原理及方法，知道怎样通过仿真的方法去研究通信问题。 ? 加深对通信原理课程有关内容的理解。

二、 实验题目

◆ 必做题：

1) 正弦信号波形及频谱；

2) 单极性归零（RZ ）波形及其功率谱，占空比为50%；

3) 升余弦滚降波形的眼图及其功率谱。滚降系数为0.5。发送码元取值为0、2。

◆ 选做题：

完成PCM 编码及解码的仿真。 ◆ 附加题：

1) 最佳基带系统的Pe~Eb\No 曲线，升余弦滚降系数a=0.5，取样值的偏差是Ts/4；

2) 试作出Pe ～Eb/No 曲线。升余弦滚降系数a ＝0.5，取样时间无偏差，但信道是多径信

道，-j2 ft C(f)=|1-0.5|,t=Ts/2。

三、 实验内容

3.1 傅里叶变换与傅里叶反变换

对于确定信号()f t ，其傅里叶变换为：

2()()j ft F f f t e dt π∞

--∞

=?

()F f 傅里叶反变换为：

2()()j ft f t F f e df π∞

-∞

=?

在通信原理仿真中，傅里叶变换与傅里叶反变换会经常用到，我们可以利用MATLAB 的快速傅里叶变换函数fft 与快速傅里叶反变换函数ifft 编写傅里叶变换子程序与傅里叶反变换子程序。其程序代码如下：

傅里叶变换子程序：

%傅里叶变换子程序 function X=t2f(x)

global dt df N t f T %X=t2f(x)

%x 为时域的取样值矢量 %X 为x 的傅氏变换

%X 与x 长度相同,并为2的整幂。

%本函数需要一个全局变量dt(时域取样间隔) H=fft(x);

X=[H(N/2+1:N),H(1:N/2)].*dt; end

傅里叶反变换子程序： %傅里叶反变换子程序 function x=f2t(X)

global dt df t f T N %x=f2t(X)

%x 为时域的取样值矢量 %X 为x 的傅氏变换

%X 与x 长度相同并为2的整幂

%本函数需要一个全局变量dt(时域取样间隔) X=[X(N/2+1:N),X(1:N/2)]; x=ifft(X)/dt;

%x=[tmp(N/2+1:N),tmp(1:N/2)]; end

3.2 题目一：正弦信号波形及频谱 3.2.1

仿真原理及思路

一般来说，任意信号s t ()是定义在时间区间()-∞+∞,上的连续函数，但所有计算机的CPU 都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理()-∞+∞,这样一个时间段。为此

我们把s t ()按区间-????

?

?T 2, T 2截短为s t T ()，再对s t T ()按时间间隔?t 均匀取样得到T t ?个样

值。仿真时我们用这个样值集合来表示信号s t ()。显然?t 反映了仿真系统对信号波形的分辨率，?t 越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后的频谱是频率的周

期函数，其重复周期是1?t

。如果信号的最高频率为f H ，那么必须有f t H ≤1

2?才能保证不

发生混叠失真。我们称B t s =1

2?为仿真系统的系统带宽。如果我们的仿真程序中设定的采

样间隔是?t ，那么我们不能用此仿真程序来研究带宽大于B s 的信号或系统。

此外，信号s t ()的频谱()S f 通常来说也是定义在频率区间()-∞+∞,上的连续函数，所以仿真频域特性时，我们也必须把()S f 截短并取样。考虑到系统带宽是B s ，我们把频域的截短

区间设计为[]-B B s s , ，然后再按间隔?f 均匀取样得到2B f

s

?个样值。?f 反映了仿真系统在

频域上的分辨率。频域离散的信号对应到时域是一个周期信号，其周期为1

?f

。类似前面的

分析，如果我们的仿真程序中设定的采样间隔是?f ，那么我们就不能仿真截短时间超过

1

?f

的信号。考虑到时域截短时间为T ，我们把频域的取样间隔设计为?f T

=1

。 这样一来，

时域的总取样点数及频域的总取样点数都相等，为N t f

=1

??。要提高仿真的精度，就必须

降低时域取样间隔?t 及频域取样间隔?f ，也就是要加大总取样点数N 。这说明仿真的精度与仿真系统的运算量直接有关。

为了处理上的方便，我们今后规定采样点数N 为2的整幂。首先，设定正弦信号的采样点数为2k ，时域采样间隔为0.01dt =，频域采样间隔为1/(*)df N dt =，所以定义一个时域t 的N 维矢量(/2,/2,)t linspace T T N =-，定义一个频域f 的N 维矢量(,,)f linspace Bs Bs N =-；其次，定义一个余弦函数0cos(2/3***)s pi f t =，其中01f =，并对其进行傅里叶变换及傅

里叶反变换；最后，画出该余弦函数波形图与频谱图。 3.2.2

程序流程图

3.2.3

仿真程序及运行结果

仿真程序：

%实验一：正弦信号波形及其频谱 close all clear all

global dt df N t f T %全局变量 N=2^14; %采样点数 dt=0.01; %时域采样间隔 df=1/(N*dt);%频域采样间隔 T=N*dt; %截短时间 Bs=N*df/2; %系统带宽 t=linspace(-T/2,T/2,N); f=linspace(-Bs,Bs,N);

产生余弦信号及频谱流程图

s=sin(2/3*pi*t);

S=t2f(s);

a=f2t(S);

figure(1)

set(1,'Position',[10,350,600,200])%设定窗口位置及大小figure(2)

set(2,'Position',[10,50,600,200])%设定窗口位置及大小figure(1)

as=abs(S); %求模

plot(f,as)

axis([-2,+2, 1.1*min(as), 1.1*max(as)])

xlabel('f (MHz)')

ylabel('Ps(f)')

grid on

figure(2)

plot(t,a)

axis([-5,5,1.1*min(a),1.1*max(a)]);

xlabel('t')

ylabel('s(t)')

grid on

程序运行结果：

取样点数=2^k,k=14，得到如下波形：

3.2.4

实验结果分析

由上图可以看出，余弦函数的频谱为两个脉冲信号的叠加，两个脉冲信号分别在13f =+和1

3f =-处。

3.3 题目二：单极性归零（RZ ）波形及其功率谱 3.3.1

仿真原理及思路

功率信号f (t)的平均功率：()T

f T

T

T P P(f )df lim

f t dt

∞

+-∞

-→∞

==??

2

1

2。该信号的双边功率谱密

度P(f )为：T T F (f )P(f )lim T

→∞

=2

，

其中S f T ()是s t ()截短后的傅氏变换，S f T ()2

是s t T ()的能

量谱，

()

S f T

T 2

是s t T ()在截短时间内的功率谱。对于仿真系统，若x 是时域取样值矢量，X 是对应的傅氏变换，那么x 的功率谱便为矢量P=(X.*conj(X))/T 。

对于采用归零（RZ ）及不归零（NRZ ）矩形脉冲波形的数字信号，可以用简单的方法信号矢量s 。设a 是码元矢量，N 是总取样点数，M 是总码元数，L 是每个码元内的点数，那么NRZ 信号可这样获得：

s=zeros(1,N);

for ii=1:L, s(ii+[0:M-1]*L)=a; end

对于，若Rt 是要求的占空比，dt 是仿真系统的时域采样间隔，则RZ 信号的产生方法是：

s=zeros(1,N);

for ii=1:Rt/dt, s(ii+[0:M-1]*L)=a; end 首先，利用rand 函数产生一个尺寸为1*M 的矩阵，其元素按均匀分布随机取值于区间[0,1]，并用round 函数对其四舍五入，得到一个随机产生的0,1序列；其次，利用for 循环产生码元长度为L 点，码元为0,1，且占空比为50%的单极性归零码，并画出其波形图；最后，计算该RZ 的功率谱密度，并画出其波形。

3.3.2程序流程图

3.3.3仿真程序及运行结果

仿真程序：

%实验二：画出单极性归零码及其功率谱

close all

clear all

global dt t df N

N=2^14; %采样点数

L=64; %每码元的采样点数

M=N/L; %码元数

Rb=2; %码速率为2Mb/s

Ts=1/Rb; %码元间隔

dt=Ts/L; %时域采样间隔

Rt=0.5; %占空比

df=1/(N*dt); %频域采样间隔

T=N*dt; %截短时间

Bs=N*df/2; %系统带宽

t=linspace(-T/2,T/2,N); %时域横坐标

f=linspace(-Bs,Bs,N); %频域横坐标

EP=zeros(1,N);

for jj=1:100

a=round(rand(1,M)); %产生M个取值0，1等概的随机码s=zeros(1,N); %产生一个N个元素的零序列

for ii=1:Rt*Ts/dt

s(ii+[0:M-1]*L)=a;%产生单极性归零码

end

Q=t2f(s); %付氏变换

P=Q.*conj(Q)/T; %P为单极性归零码的功率

EP=(EP*(jj-1)+P)/jj; %累计平均

end

aa=30+10*log10(EP+eps);%加eps以避免除以零

figure(1)

set(1,'Position',[10,350,600,200])%设定窗口位置及大小figure(2)

set(2,'Position',[10,50,600,200])%设定窗口位置及大小figure(1)

plot(f,aa,'g')

xlabel('f(MHZ)')

ylabel('Ps(f)')

axis([-15,+15, 1.1*min(aa), 1.1*max(aa)])

grid on

figure(2)

plot(t,s,'r')

xlabel('t(ms)')

ylabel('s(t)(V)')

axis([-10,+10,1.1*min(s),1.1*max(s)])

grid on

程序结果：

输入取样点数=2^k,k=14，得到如下波形：

3.3.4 实验结果分析

由上图结果可以看单极性归零码序列的功率谱密度不仅含有离散的直流分量及连续谱,而且还包含离散的时钟分量和奇次谐波分量，功率谱主瓣宽度为码元速率2Rb Mb/s 。根据

数字PAM 信号功率谱密度公式2

222

2()()()()a

a

S T T

m s s

s s m m m P f G f G f T T T T σδ∞

=-∞

=+-∑得到：功率谱分为两个部分，第一部分是连续谱，形状取决于G T (f);第二部分是离散线谱，相邻线谱频率

间隔为1/Ts 。若序列的均值ma 为零,则第二部分为零，即离散线谱消失，单极性码的均值不为零，故都存在直流分量。

3.4 题目三：升余弦滚降波形的眼图及其功率谱 3.

4.1

仿真原理及思路

眼图是数字信号在示波器上重复扫描得到的显示图形。若示波器的扫描范围是Na 个码元，那么画眼图的方法是： tt=[0:dt:Na*L*dt]; hold on

for ii=1:Na*L:N-Na*L plot(tt,s(ii+[1:Na*L])); end

首先，产生一个sinc 函数1sin(/)

/s s

t T g t T ππ=，并定义升余弦滤波器的传递函数为

22cos(/)1(2/)s s t T g t T απαπ=-，得到升余弦脉冲为2

sin(/)cos(/)

/1(2/)s s s s t T t T g t T t T παππαπ=-

；其次，对升余弦脉冲进行傅里叶变换，画出升余弦信号的频谱图；最后，再对所得函数进行傅里叶反变换并对结果取实数部分，并利用for 循环，画出Na 个码元宽度的眼图。 3.4.2

程序流程图

3.4.3

仿真程序及运行结果

仿真程序：

%实验三：升余弦滚降波形的眼图及其功率谱 close all clear all

global dt t df N

N=2^14; %采样点数

L=32; %每码元的采样点数

M=N/L; %码元数

Rb=2; %码速率是2Mb/s

Ts=1/Rb; %码元间隔

dt=Ts/L; %时域采样间隔

df=1/(N*dt); %频域采样间隔

T=N*dt; %截短时间

Bs=N*df/2; %系统带宽

Na=4; %示波器扫描宽度为4个码元alpha=input('滚降系数=[0.5]');

t=[-T/2+dt/2:dt:T/2]; %时域横坐标

f=[-Bs+df/2:df:Bs]; %频域横坐标

g1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);

g2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);

g=g1.*g2; %升余弦脉冲波形

G=t2f(g);

figure(1)

set(1,'Position',[10,350,600,200])%设定窗口位置及大小figure(2)

set(2,'Position',[10,50,600,200])%设定窗口位置及大小hold on

grid on

axis([-3,+3,-50,50])

xlabel('t in us')

ylabel('s(t) in V')

EP=zeros(size(f))+eps;

for ii=1:50

a=sign(randn(1,M));

a=a+1;

imp=zeros(1,N); %产生冲激序列

imp(L/2:L:N)=a/dt;

S=t2f(imp).*G; %升余弦信号的傅氏变换

s=f2t(t2f(imp).*G); %升余弦信号的时域波形

s=real(s);

P=S.*conj(S)/T; %升余弦信号的功率谱

EP=(EP*(ii-1)+P+eps)/ii;

end

figure(2)

tt=[0:dt:Na*L*dt];

for jj=1:Na*L:N-Na*L

plot(tt,s(jj:jj+Na*L));

axis([0,+2,-1,3])

grid on

end %作眼图

figure(1)

plot(f,30+10*log10(EP),'g');

grid on

axis([-3,+3,-50,50])

xlabel('f (MHz)')

ylabel('Ps(f) (dBm/MHz)')

程序运行结果：

输入滚降系数=0.5，得到如下波形：

3.4.4实验结果分析：

α=时的眼图，定性的判断此时系统的误码严重程度，可以由上图可以清晰地看出0.5

得到最佳抽样时刻约为0.22us、0.72us、1.22us、1.72us。

该程序还可以输入不同的α值得到不同滚降系数时的眼图，α越接近1,信号成形的波

形越好,眼图的质量也越好，而在一定码元速率下随着α值的增加,信号占用的带宽就越大,频带利用率下降。

3.5 题目四：完成PCM 编码及解码的仿真 3.5.1

仿真原理及思路

在PCM 中，对模拟信号进行抽样、量化，将量化的信号电平值转化为对应的二进制码组的过程称为编码，其逆过程称为译码或解码。从理论上看，任何一个可逆的二进制码组均可用于PCM 。但是目前最常见的二进制码有三类：二进制自然码（NBC ）、折叠二进制码组（FBC ）、格雷二进制码（RBC ）。在PCM 中实际采用的是折叠二进制码。

图3.5.1 A 律13折线

由表3-1可见，如果把16个量化级分成两部分：0～7的8个量化级对于于负极性样值脉冲，8～15的8个量化级对应于正极性样值脉冲。自然二进制码就是一般的十进制正整

数的二进制表示，在16个量化级中：4216=，

采用4位码元表示为：312b =、222b =、132b =、042b =的有无组合来构成。比如第11个量化级可表示为

3101120228021=+++=+++

其对应的码组可表示为：1011，其余依次类推。本程序中采用自然码的编码方式。

CCITT 建议的PCM 编码规则,电话语音信号的频带为300～3400Hz ，抽样速率为

8s f kHz =，对每个抽样值进行A 律或者μ律对数压缩非均匀量化及非线性编码，每个样值用八位二进制代码表示，这样，每路标准话路的比特率为64kbps 。

表3.5.2中给出的是信号正值的编码，负值编码是对称的，其绝对值与此表相同。整个信号动态范围共分13个段落，各段落的量化间隔都不同，并且有2的倍数关系。每个段落内位均匀分层量化，共16层。每个样值用8比特来表示，即12345678[][][]b b b b b b b b 。这8比特分为三部分：1b 为极性码，0代表负值，1代表正值。24[~]b b 称为段落码，表示段落的

号码，其值为0~7，代表8个段落。5678[]b b b b 表示每个段落内均匀分层的位置，其值为0~15，

代表一段落内的16个均匀量化间隔。在PCM 解码时，根据八比特码确定某段落内均匀分

层的位置，然后去其量化间隔的中间值作为量化电平。

本程序首先产生一个正弦信号，并对其进行采样量化，生成一个幅值矩阵；然后利用编码子函数对此矩阵中的每个元素按照A 律13折线编码规则编码，并产生一个输出码组矩阵；最后利用解码子函数对输出码组矩阵解码，并画出编码前与解码后的波形图。 3.5.2

程序流程图

3.5.3

仿真程序及运行结果

仿真程序：

A 律十三折线编码译码流程图

%实验四：PCM编码及解码仿真

clear all;

close all;

global dt t df N

t = 0:0.01:10;

x = sin(t);

v = max(x);

xx = x/v; %normalize

sxx = floor(xx*4096);

y = pcm_encode(sxx);

yy = pcm_decode(y,v);

drawnow

figure(1)

set(1,'Position',[10,350,600,200])%设定窗口位置及大小plot(t,x)

title('sample sequence');

figure(2)

set(2,'Position',[10,50,600,200])%设定窗口位置及大小

plot(t,yy)

title('pcm decode sequence');

编码子程序：

function [out]=pcm_encode(x) %x encode to pcm code n=length(x); %-4096

for i = 1:n

if x(i)>0

out(i,1)=1;

else

out(i,1)=0;

end

if abs(x(i)) >=0 & abs(x(i))<32

out(i,2)=0;out(i,3)=0;out(i,4)=0;step=2;st=0;

elseif 32<=abs(x(i))&abs(x(i))<64

out(i,2)=0;out(i,3)=0;out(i,4)=1;step=2;st=32;

elseif 64<=abs(x(i))&abs(x(i))<128

out(i,2)=0;out(i,3)=1;out(i,4)=0;step=4;st=64;

elseif 128<=abs(x(i))&abs(x(i))<256

out(i,2)=0;out(i,3)=1;out(i,4)=1;step=8;st=128;

elseif 256<=abs(x(i))&abs(x(i))<512

out(i,2)=1;out(i,3)=0;out(i,4)=0;step=16;st=256;

elseif 512<=abs(x(i))&abs(x(i))<1024

out(i,2)=1;out(i,3)=0;out(i,4)=1;step=32;st=512;

elseif 1024<=abs(x(i))&abs(x(i))<2048

out(i,2)=1;out(i,3)=1;out(i,4)=0;step=64;st=1024;

elseif 2048<=abs(x(i))&abs(x(i))<4096

out(i,2)=1;out(i,3)=1;out(i,4)=1;step=128;st=2048;

end

if abs(x(i))==4096

out(i,2:8)=[1 1 1 1 1 1 1];

else

tmp=floor((abs(x(i))-st)/step);

t=dec2bin(tmp,4)-48;%函数dec2bin输出的是ASCII字符串，48对应0 out(i,5:8)=t(1:4);

end

end

out=reshape(out',1,8*n);

解码子程序：

function [out]= pcm_decode(in,v)

%decode the input pcm code

%in : input the pcm code 8 bits sample

%v:quantized level

n=length(in);

in=reshape(in',8,n/8)';

slot(1)=0;

slot(2)=32;

slot(3)=64;

slot(4)=128;

slot(5)=256;

slot(6)=512;

slot(7)=1024;

slot(8)=2048;

step(1)=2;

step(2)=2;

step(3)=4;

step(4)=8;

step(5)=16;

step(6)=32;

step(7)=64;

step(8)=128;

for i=1:n/8

ss=2*in(i,1)-1;

tmp = in(i,2)*4+in(i,3)*2+in(i,4)+1;

st = slot(tmp);

dt = (in(i,5)*8+in(i,6)*4+in(i,7)*2+in(i,8))*step(tmp)+0.5*step(tmp);

out(i)=ss*(st+dt)/4096*v;

end

程序结果：

3.5.4实验结果分析

从上图可以看出，该程序能将正弦信号正确采样量化编码解码。正弦信号经A律13折线编码解码后，两条曲线基本一致。此图可以清晰地看出当信号幅度较小时，解码后的波形是平滑的曲线，而当信号幅度较大时（比如波峰和波谷附近）可以看到细小的锯齿状波形，此现象说明了A率13折线编码当输入信号小时，段落小，量化级间隔小；当输入信号大时，段落大，量化级间隔大的特点，可以有效减低小信号的量化误差。

3.6附加题一：最佳基带系统的Pe~Eb\No曲线，升余弦滚降系数a=0.5，取样值的偏差是

Ts/4

3.6.1仿真原理及思路

最佳基带系统框图如下所示：

图3.6.1 最佳基带系统

首先，产生一个随机基带信号，并计算出信道参数；其次，将此基带信号依次通过发送滤波器、传输信道、接收滤波器，得到一个接收信号的矩阵；然后，对比发送矩阵和接收矩阵，当出现不同码元时误码增加1；最后，画出基带系统的Pe~Eb\No曲线。

3.6.2程序流程图

最佳基带系统Pe~Eb\No曲线设计流程图

3.6.3仿真程序及运行结果

仿真程序：

close all

clear all

global dt t f df N T %全局变量

N=2^14; %采样点数

L=8; %每码元的采样点数

M=N/L; %码元数

Rb=2; %码速率是2Mb/s

Ts=1/Rb; %码元间隔

dt=Ts/L; %时域采样间隔

df=1/(N*dt); %频域采样间隔

T=N*dt; %截短时间

Bs=N*df/2; %系统带宽

alpha=0.5; %滚降系数=0.5

t=linspace(-T/2,T/2,N); %时域横坐标

f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps; %频域横坐标

figure(1)

set(1,'Position',[10,50,300,200]) %设定窗口位置及大小

hr1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);

hr2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);

hr=hr1.*hr2;

HR=abs(T2F(hr));

GT=sqrt(HR);

GR=GT;

for loop1=1:20

Eb_N0(loop1)=(loop1-1) %分贝值变为真值

eb_n0(loop1)=10^(Eb_N0(loop1)/10);

Eb=1;

n0=Eb/eb_n0(loop1); %信道噪声谱密度

sita=n0*Bs; %噪声功率

n_err=0; %误码计数

for loop2=1:5

a=sign(randn(1,M)); %发送码元

imp=zeros(1,N);

imp(L/2:L:N)=a/dt;

IMP=T2F(imp);

n_ch=sqrt(sita)*randn(size(t)); %信道噪声

nr=real(F2T(T2F(n_ch).*GR));

sr=real(f2t(IMP.*HR))+nr;

y=sr(L/4:L:N); %以L/4为起点，步长L,取样点N aa=sign(y); %接收码元

n_err=n_err+length(find(aa~=a)) ;

end

Pe(loop1)=n_err/(M*loop2); %误码率Pe'=n_err/(M*loop2) figure(1)

set(1,'Position',[10,10,600,400]) %设定窗口位置及大小

semilogy(Eb_N0,Pe,'g');

eb_n0=10.^(Eb_N0/10); %还原为真值

hold on

semilogy(Eb_N0,0.5*erfc(sqrt(eb_n0)));

axis([0,9,1e-4,1])

xlabel('Eb/N0')

ylabel('Pe')

end

实验结果：

误码率曲线：绿色线为实际曲线，蓝色为理论误码率曲线

3.6.4实验结果分析

由上图可以看处,当取样时间偏差为Ts/4的时候,误码率明显高于无偏差的理论误码率.原因可以从信号的眼图看出,没有偏差时的取样点在眼睛睁开最在处,判决效果最佳,而偏差Ts/4之后取样信号的幅度下降,比较容易受噪声干扰,误码率上升。

3.7附加题二：试作出Pe～Eb/No曲线。升余弦滚降系数a＝0.5，取样时间无偏差，但信

道是多径信道，C(f)=|1-0.5-j2 ft|,t=T s/2

3.7.1仿真原理及思路

仿真原理同最“佳基带系统的Pe~Eb\No曲线”仿真原理，只是信道不同。

3.7.2程序流程图

最佳基带系统Pe~Eb\No曲线设计流程图

3.7.3仿真程序及运行结果

仿真程序：

%多径信道传输的Pe～Eb/No曲线。升余弦滚降系数a＝0.5，取样时间无偏差。close all

clear all

global dt t f df N T

N=2^14; %采样点数

L=32; %每码元的采样点数

M=N/L; %码元数

Rb=2; %码速率是2Mb/s

Ts=1/Rb; %码元间隔

dt=Ts/L; %时域采样间隔

df=1/(N*dt) ; %频域采样间隔

T=N*dt ; %截短时间

Bs=N*df/2; %系统带宽

alpha=0.5; %滚降系数

t=linspace(-T/2,T/2,N);%时域横坐标

f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps; %频域横坐标

figure(1)

set(1,'Position',[10,50,400,300])%设定窗口位置及大小

%升余弦

hr1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);

hr2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);

hr=hr1.*hr2;

HR=abs(t2f(hr)); %取模是为了忽略时延

GT=sqrt(abs(HR));

GR=GT; %发送和接收滤波器模型

tao=Ts/2;

C=1-0.5*exp(-j*(2*pi*f*tao));%多径信道模型

G=C.*HR; %总体特性

通信原理课程设计报告(基于Matlab)

2DPSK调制与解调系统的仿真 设计原理 (1) 2DPSK信号原理 1.1 2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。定义为本码元初相与前一码元初相之差，假设： →数字信息“0”； →数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 DPSK信号相位：0

或 ： 1.2 2DPSK 信号的调制原理 一般来说，2DPSK 信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK 信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0” 时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi 。 图1.2.2 键控法调制原理图 1.3 2DPSK 信号的解调原理 2DPSK 信号最常用的解调方法有两种，一种是极性比较和码变换法，另一种是差分相干解调法。 码变换 相乘 载波 s(t) e o (t)

Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真 学号： 2142402 姓名：圣斌

实验一Matlab 基本语法与信号系统分析 一、实验目的： 1、掌握MATLAB的基本绘图方法； 2、实现绘制复指数信号的时域波形。 二、实验设备与软件环境： 1、实验设备：计算机 2、软件环境：MATLAB R2009a 三、实验内容： 1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。 MATLAB程序如下： x = -pi::pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据 figure(1); %打开图形窗口 subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口 plot(x,y1); %以x，y1绘图 title('plot(x,y1)'); %为第一幅图取名为’plot(x,y1)’ grid on; %为第一幅图绘制网格线 subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口 plot(x,y2); %以x，y2绘图 xlabel('time'),ylabel('y') %第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图： 2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图： MATLAB程序如下： x=-pi:.1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1); plot (x,y1); title ('plot (x,y1)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);

通信原理实验--数字基带传输仿真实验

数字基带传输实验 实验报告

一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、系统框图及编程原理 1.带限信道的基带系统模型（连续域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器―― 或或 ?发送滤波器输出――

?信道输出信号或接收滤波器输入信号 （信道特性为1） ?接收滤波器―― 或或 ?接收滤波器的输出信号 其中 （画出眼图） ?如果位同步理想，则抽样时刻为 ?抽样点数值为（画出星座图） ?判决为 2.升余弦滚降滤波器 式中称为滚降系数，取值为, 是常数。时，带宽为Hz；时，带宽为Hz。此频率特性在内可以叠加成一条直线，故系统无码间干扰传输的最小符号间隔为s，或无码间干扰传输的最大符号速率为Baud。

相应的时域波形为 此信号满足 在理想信道中，，上述信号波形在抽样时刻上无码间干扰。 如果传输码元速率满足，则通过此基带系统后无码间干扰。 3.最佳基带系统 将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。 要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系统的总特性是确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。 设信道特性理想，则有

（延时为0） 有 可选择滤波器长度使其具有线性相位。 如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。 由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应 升余弦滤波器（或平方根升余弦滤波器）的带宽为，故其时域抽样速率至少为，取，其中为时域抽样间隔，归一化为1。 抽样后，系统的频率特性是以为周期的，折叠频率为。故在一个周期内 以间隔抽样，N为抽样个数。频率抽样为，。 相应的离散系统的冲激响应为 将上述信号移位，可得因果系统的冲激响应。 5．基带传输系统（离散域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器――

通信原理基于matlab的计算机仿真_源代码

例错误！文档中没有指定样式的文字。-1 %周期信号（方波）的展开,fb_jinshi.m close all; clear all; N=100; %取展开式的项数为2N＋1项 T=1; fs=1/T; N_sample=128; %为了画出波形，设置每个周期的采样点数 dt = T/N_sample; t=0:dt:10*T-dt; n=-N:N; Fn = sinc(n/2).*exp(-j*n*pi/2); Fn(N+1)=0; ft = zeros(1,length(t)); for m=-N:N ft = ft + Fn(m+N+1)*exp(j*2*pi*m*fs*t); end plot(t,ft) 例错误！文档中没有指定样式的文字。-4 利用FFT计算信号的频谱并与信号的真实频谱的抽样比较。 脚本文件T2F.m定义了函数T2F，计算信号的傅立叶变换。 function [f,sf]= T2F(t,st) %This is a function using the FFT function to calculate a signal's Fourier %Translation %Input is the time and the signal vectors,the length of time must greater %than 2 %Output is the frequency and the signal spectrum dt = t(2)-t(1); T=t(end); df = 1/T; N = length(st); f=-N/2*df:df:N/2*df-df; sf = fft(st); sf = T/N*fftshift(sf); 脚本文件F2T.m定义了函数F2T，计算信号的反傅立叶变换。 function [t st]=F2T(f,sf) %This function calculate the time signal using ifft function for the input %signal's spectrum

通信原理实验报告-含MATLAB程序

通信原理实验报告 实验一 数字基带传输实验 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 1. 带限信道的基带系统模型（连续域分析） 输入符号序列 ————｛al ｝ 发送信号 ————1 0()()L l d t al t lTb δ-==-∑ Tb 是比特周期，二进制码元周期 发送滤波器 ————GT(w)或GT （t ）

发送滤波器输出 ———— 11 00()()*()()*()()L L l b T l T b T l l x t d t t a t lT g t a g t lT g δ--====-=-∑∑ 信道输出信号或接收滤波器输入信号()()()y t x t n t =+ 接收滤波器 ()R G ω或()R G f 接收滤波器输出信号 1 0()()*()()*()*()()*()()()L R T R R l b R l r t y t g t d t g t g t n t g t a g t lT n t -===+=-+∑ 其中2()()()j ft T R g t G f G f e df π∞ -∞=? 如果位同步理想，则抽样时刻为b l T ? 0 1l L =- 判决为 '{}l a 2. 升余弦滚降滤波器 1()||2s s H f T f T α-=≤； ()H f =111[1cos (||)]||2222s s s s s T T f f T T T παααα--++-<≤ ()H f = 10||2s f T α+> 式中α 称为滚降系数，取值为0 <α ≤1, T s 是常数。α = 0时，带宽为1/ 2T s Hz ；α =1时， 带宽为1/T s Hz 。此频率特性在(?1/(2T s ),1/(2T s ))内可以叠加成一条直线，故系统无码间干 扰传输的最小符号间隔为T s s ，或无码间干扰传输的最大符号速率为1/T s Baud 。相应的时 域波形h (t )为 222sin /cos /()/14/s s s s t T t T h t t T t T παππα=?- 此信号满足

通信原理MATLAB验证低通抽样定理实验报告

通信原理实验报告 一、实验名称 MATLAB验证低通抽样定理 二、实验目的 1、掌握抽样定理的工作原理。 2、通过MATLAB编程实现对抽样定理的验证，加深抽样定理的理解。同时训练应用计算机分析问题的能力。 3、了解MATLAB软件，学习应用MATLAB软件的仿真技术。它主要侧重于某些理论知识的灵活运用，以及一些关键命令的掌握，理解，分析等。 4、计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下恢复信号的误差，并由此总结采样频率对信号恢复产生误差的影响，从而验证时域采样定理。 三、实验步骤及原理 1、对连续信号进行等间隔采样形成采样信号，采样信号的频谱是原连续信号的频谱以采样频率为周期进行周期性的延拓形成的。 2、设连续信号的的最高频率为Fmax，如果采样频率Fs>2Fmax，那么采样信号可以唯一的恢复出原连续信号，否则Fs<=2Fmax会造成采样信号中的频谱混叠现象，不可能无失真地恢复原连续信号。 四、实验内容 1、画出连续时间信号的时域波形及其幅频特性曲线，信号为 x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t) 2、对信号进行采样，得到采样序列，画出采样频率分别为10Hz，20 Hz，50 Hz时的采样序列波形； 3、对不同采样频率下的采样序列进行频谱分析，绘制其幅频曲线，对比各频率下采样序列和的幅频曲线有无差别。 4、对信号进行谱分析，观察与3中结果有无差别。 5、由采样序列恢复出连续时间信号，画出其时域波形，对比与原连续时间信号的时域波形。 五、实验仿真图 (1) x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t)的时域波形及幅频特性曲线。clear; close all; dt=0.05; t=-2:dt:2 x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t); N=length(t); Y=fft(x)/N*2; fs=1/dt; df=fs/(N-1); f=(0:N-1)*df;

matlab验证时域采样定理实验报告

通信原理实验报告实验名称：采样定理 实验时间： 201211日年12月 指导老师：应娜 学院：计算机学院 级：班 学号： 姓名：

通信原理实验报告 一、实验名称 MATLAB验证低通抽样定理 二、实验目的 1、掌握抽样定理的工作原理。 2、通过MATLAB编程实现对抽样定理的验证，加深抽样定理的理解。同时训练应用计算机分析问题的能力。 3、了解MATLAB软件，学习应用MATLAB软件的仿真技术。它主要侧重于某些理论知识的灵活运用，以及一些关键命令的掌握，理解，分析等。 4、计算在临界采样、过采样、欠采样三种不同条件下恢复信号的误差，并由此总结采样频率对信号恢复产生误差的影响，从而验证时域采样定理。 三、实验步骤 1、画出连续时间信号的时域波形及其幅频特性曲线，信号为 f(x)=sin(2*pi*80*t)+ cos(2*pi*30*t)； 2、对信号进行采样，得到采样序列，画出采样频率分别为80Hz，110 Hz，140 Hz时的采样序列波形； 3、对不同采样频率下的采样序列进行频谱分析，绘制其幅频曲线，对比各频率下采样序列和的幅频曲线有无差别。 4、对信号进行谱分析，观察与3中结果有无差别。 5、由采样序列恢复出连续时间信号，画出其时域波形，对比与原连续时间信号的时域波形。 四、数据分析 (1)部分程序分析： f=[fs0*k2/m2,fs0*k1/m1]; %设置原信号的频率数组 axis([min(t),max(t),min(fx1),max(fx1)]) %画原信号幅度频谱 f1=[fs*k2/m2,fs*k1/m1]; %设置采样信号的频率数组 fz=eval(fy); %获取采样序列 FZ=fz*exp(-j*[1:length(fz)]'*w); %采样信号的离散时间傅里叶变换 TMN=ones(length(n),1)*t-n'*T*ones(1,length(t)); 由采样信号恢复原信号fh=fz*sinc(fs*TMN); %． (2)原信号的波形与幅度频谱：

通信原理matlab实验1

实验一 设计任务： 用MatLib仿真一个BFSK通信系统，基本参数： 1）fc=1000Hz； 2）Rb=100bps； 3）信息序列:“Hello world”的ASCII 实验与报告基本要求： 1）Matlab程序，要点旁注（可打印后手写）； 2）绘出信号波形，绘出信号PSD； 3）给出解调后的信息序列； 4）将信息重复3遍以上,FSK信号保存为WAV文件格式，使用音频播放，聆听；M文件： wave.m function[t,mt]=wave(m,dt,fs) l=length(m); mt=[]; ddt=1/fs; n=floor(dt*fs); m_add=ones(1,n); for i=1:l if(m(i)) mt=[mt,m(i),m_add]; else mt=[mt,m(i),m_add*0]; end t=(1:((n+1)*l))*ddt; end my_filter.m function[num,den]=my_filter(wp,ws,ap,as) if nargin<4 as=15; end if nargin<4 ap=3; end [n,wn]=buttord(wp,ws,ap,as); [num,den]=butter(n,wn); end 代码：

f0=800;%‘0’码载波频率 f1=1200;%‘1’码载波频率 fs=4000;%采样频率 Rb=100;%比特率 dt=1/Rb;%一个比特发送时间 A0=2;%调制幅度 A1=2;%相干解调幅度 miu=0;sigma=0.3;%miu:高斯白噪声均值，sigma：高斯白噪声均方差 str='Hello world';%信号字符串 m_dec=abs(str);%将信号字符串转换成ASCII码(十进制) m_bin=dec2bin(m_dec,8); m_bin=abs(m_bin)-48;%将十进制转换成8比特二进制矩阵 m=[]; for i=1:size(m_bin,1) m=[m,m_bin(i,:)]; end%将二进制转换成行向量 [t,m]=wave(m,dt,fs);%对信号采样 mt_f1=m.*cos(2*pi*f1*t)*A0;%频率f1调制 mt_f0=(~m).*cos(2*pi*f0*t)*A0;%频率f0调制 mt=mt_f1+mt_f0;%发送信号 l=length(mt); subplot(2,1,1);plot(t,mt); grid on;xlabel('t/s');title('m(t)');%发送信号波形subplot(2,1,2);periodogram(mt,[],l,fs);grid on;%发送信号PSD

通信原理课程设计：基于matlab的b4b编码与译码的设计与仿真

课程设计I(数据通信原理) 设计说明书 题目：3B4B编码与译码的设计与仿真 学生姓名樊佳佳 学号1318064017 班级网络工程1301班 成绩 指导教师贾伟

数学与计算机科学学院2015年 9 月 12 日

课程设计任务书 2015—2016学年第 1 学期 课程设计名 称： 课程设计I(数据通信原理) 课程设计题 目： 3B4B编码与译码的设计与仿真 完成期限：自 2015 年 8 月 11 日至 2015 年 9 月 11 日共2 周 设计内容： 设计一种数字基带传输中的一种编译码系统（HDB3、AMI、CMI、2B1Q、3B4B、曼切斯特、差分曼切斯特等选取一种）。 使用Matlab/Simulink仿真软件，设计所选择的基带传输的编码和译码系统。系统能根据随机信源输入的二进制信息序列给出对应的编码及译码结果，并以图形化的方式显示出波形，能观察各分系统的各级波形。 指导教师：教研室负责人： 课程设计评阅

摘要 设计一个码元信息传递系统，包括编码和译码两部分，这个系统可以高效地传递信息。该系统是基于matlab/simulik实现的，设计数字电路来实现码元由3bit一组到4bit一组的转换,提高信息的传输效率。 关键词： 3B4B ; 编码器; 译码器

目录 目录 (2) 1.课题描述 (3) 2.3B4B码编译码模块设计 (4) 2.1 3B4B码编译码原理 (3) 2.2 3B4B编码器原理及框图 (4) 2.3 3B4B译码器原理及框图 (5) 2.4 编译码程序图 (5) 3.3B4B编译码程序图的参数设置及其仿真结 (8) 3.1仿真系统中模块参数设置和仿真实验结果 (8) 4.总结 (11) 5.参考文献 (13)

北邮通信原理软件实验报告XXXX27页

通信原理软件实验报告 学院：信息与通信工程学院 班级： 一、通信原理Matlab仿真实验 实验八 一、实验内容 假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。 二、实验原理 1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM 该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为： 应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制： AM信号的频谱特性如下图所示： 由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。 2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生 双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波 c(t)相乘得到，如图所示： m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：

若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。 3、单边带条幅SSB信号 双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。 单边带条幅SSB AM信号的其表达式： 或 其频谱图为： 三、仿真设计 1、流程图：

通信原理实验教程(MATLAB)

实验教程

目录 实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6 一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6 二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------6 1、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------6 2、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------7 3、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11 三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15 四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26 实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27 一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27 二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------27 1、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------27 2、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------28 3、离散时间信号的傅里叶变换DTFT -------------------------------------------------28 4、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------29 5、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33 三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------34 四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------48 实验三：连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------49 一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------49 二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------49 1、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------49 2、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------50 3、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------50 三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------51 四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------58 实验四：调制与解调以及抽样与重建------------------------------------------------------59 一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------59 二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------59

通信原理MATLAB仿真课程设计

《通信系统仿真》课程设计报告书 课题名称 Rayleigh 无线衰落信道的MATLAB 仿真 姓 名 伍伟 学 号 1312402-02 学 院 通信与电子工程学院 专 业 通信工程 指导教师 肖湘 2015年 12月19日 ※※※※※※※※※ ※※ ※ ※ ※※ ※※※※※※※※ ※ 2013级学生 通信系统仿真课程设计

Rayleigh 无线衰落信道的MATLAB 仿真 1 设计目的 (1) 对瑞利信道的数学分析，得出瑞利信道的数学模型。 (2) 利用MATLAB 对瑞利无线衰落信道进行编程。 (3) 针对服从瑞利分布的多径信道进行仿真，加深对多径信道特性的了解。 (4) 对仿真后的结果进行分析，得出瑞利无线衰落信道的特性。 2 设计要求 (1) 设计一个瑞利无线衰落信道； (2) 进一步地了解瑞利无线衰落信道对信号的影响； (3) 在设计无线多径信道时，对路径的多少一定要选择合理。 3 设计思路 (1) 分析出无线信道符合瑞利概率密度分布函数，写出数学表达式。 (2) 建立多径衰落信道的基本模型。 (3) 对符合瑞利信道的路径衰落进行分析，并利用MATLAB 进行仿真。 4 设计内容 4.1 理论分析及数学推导 无线信道大体可以分为4种:慢变瑞利衰落信道、快变瑞利衰落信道、慢变频率选择性信道、快变频率选择性信道。 在N 条路径的情况下，信道的输出为 1()()[()]N n n n y t a t x t t =τ=-∑ (4.1.1) 式中，()n a t 和()n t τ表示与第N 条多径分量相关的衰落和传播延迟，延迟和衰减都表示为时间的函数。 由于大量散射分量导致接收机输入信号的复包络是一个复高斯过程。在该

通信原理MATLAB仿真

小学期报告 实习题目通信原理Matlab仿真专业通信与信息工程 班级 学号 学生姓名 实习成绩 指导教师 2010年

通信原理Matlab仿真 目录 一、实验目的------------------------------------------------------------------------------------------------2 二、实验题目------------------------------------------------------------------------------------------------2 三、正弦信号波形及频谱仿真------------------------------------------------------------------------2 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------2 （二）仿真原理及思路--------------------------------------------------------------------------------------2 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------------------- 3 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------3 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------5 四、单极性归零波形及其功率谱密度仿真--------------------------------------------------------5 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------6 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ -------6 （三）程序流程图-------------------------------------------------------------------------------------------6 （四）仿真程序及运行结果--------------------------------------------------------------------------------6 （五）实验结果分析-------------------------------------------------------------------------------- -------6 五、升余弦滚降波形的眼图及功率谱密度仿真-------------------------------------------------8 （一）通信原理知识--------------------------------------------------------------------------------------8 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ -------9 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------- -----------9 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------10 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------11 六、PCM编码及解码仿真-----------------------------------------------------------------------------12 （一）通信原理知识---------------------------------------------------------------------------------- ---12 （二）仿真原理及思路------------------------------------------------------------------------------ ------ 13 （三）程序流程图------------------------------------------------------------------------------- -----------14 （四）仿真程序及运行结果------------------------------------------------------------------------------15 （五）实验结果分析---------------------------------------------------------------------------------------18 七、实验心得---------------------------------------------------------------------------- -------------------18

现代通信原理实验---模拟调制的MATLAB实现

画出频谱、功率谱密度图。 dt=0.001; fmax=1; fc=10; T=5; N=T/dt; t=[0:N-1]*dt; mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t); A=0; s_ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t)); [f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_ssb); PSD=(abs(Xf).^2)/T; figure(1) subplot(211); plot(t,s_ssb);hold on ; title('SSB 调制信号'); subplot(212); plot(f,PSD); axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSD)]); title('SSB 信号功率谱'); xlabel('f'); xlabel('f'); 00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82 -2-1 1 2 SSB 调制信号 -20-15-10-50 51015200 1 2 3 SSB 信号功率谱 f

画出频谱、功率谱密度图。 dt=0.001; %时间采样频谱 fmax=1; %信源最高频谱 fc=10; %载波中心频率 T=5; %信号时长 N=T/dt; t=[0:N-1]*dt; mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fmax*t); %信源 A=0; s_dsb=mt.*cos(2*pi*fc*t); [f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_dsb); %调制信号频谱 PSD=(abs(Xf).^2)/T; %调制信号功率谱密度 figure(1) subplot(211); plot(t,s_dsb);hold on; %画出DSB 信号波形 plot(t,A+mt,'r--'); %表示DSB 包络 plot(t,-A-mt,'r--'); title('DSB 调制信号及其包络'); xlabel('t'); subplot(212); %画出功率谱图形 plot(f,PSD); axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSD)]); title('DSB 信号功率谱'); xlabel('f'); xlabel('f'); 00.51 1.52 2.53 3.54 4.55 -2-1 1 2 DSB 调制信号 及其包络 t -20-15-10-50 51015200 0.2 0.4 0.6 0.8 DSB 信号功率谱f

通信原理课程设计 基于MATLAB的数字基带传输系统的研究和分析讲解

塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计 2016届课程设计 《基于MATLAB的数字基带传输系统的研究与分 析》 课程设计说明书 学生姓名 学号 所属学院信息工程学院 专业通信工程 班级通信16-1 指导教师蒋霎

塔里木大学教务处制 摘要 本论文主要研究了数字信号的基带传输的基本概念及数字信号基带传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计数字基带传输系统。本文首先介绍了本课题的理论依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字基带信号的传输过程。接着介绍了数字基带传输系统的特性包括数字PAM信号功率普密度及常用线路码型，并通过比较最终选择双极性不归零码。然后介绍了MATLAB仿真软件。之后介绍了数字基带信号的最佳接收的条件以及如何通过示波器观察基带信号的波形。最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了分析。 关键字：数字基带传输系统MATLAB 计算机仿真；

目录 1.前言 0 2.正文 0 2.1数字基带传输系统 0 2.2 数字基带信号 (1) 2.2.1基本的基带信号波形 (1) 2.2.2基带传输的常用码型 (2) 2.3实验原理 (5) 2.3.1数字通信系统模型 (5) 2.3.2数字基带传输系统模型 (5) 3.1MATLAB软件简介 (6) 3.1．1软件介绍 (6) 3.1.2 Matlab语言的特点 (7) 4.1实验内容 (7) 4.1.1理想低通特性 (8) 4.1.2余弦滚降特性 (8) 4.1.3 Matlab设计流程图 (9) 4.1.4余弦滚降系基于matlab的程序及仿真结果 (9) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)

通信原理MATLAB仿真基础(新)

第三章设计性实验（MATLAB仿真实验） 3.1M ATALAB语言概述 3.1.1 MATALAB语言的发展 MATALAB是一种科学计算软件，主要适用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计。它使用方便，输入简洁，运算高效，内容丰富，并且很容易由用户自行扩展，因此，当前已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常用而必不可少的工具。 MATLAB是由美国Mathworks公司与1984年正式推出的，从那时到现在已升级到7.x版本。随着版本的升级，内容不断扩充，功能更强大。特别是在系统仿真和实时运行等方面，有很多新进展，更扩大了它的应用前景。 MATLAB是“矩阵实验室”（MATrix Laboratoy）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，专门针对科学、工程计算及绘图的需求。它用解释方式工作，键入程序立即得出结果，人机交互性能好，适应于多种平台。MATLAB语言在国外的大学工学院中，特别是数值计算用的最频繁的电子信息类学科中，已成为每个学生都掌握的工具了。它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。 MATLAB语言比较好学，因为它只有一种数据类型，一种标准的输入输出语句，不用“指针”，不需编译，比其他语言少了很多内容;听三、四个小时课，上机练几个小时，就可入门了。以后自学也十分方便，通过它的演示（demo）和求助（help）命令，人们可以方便地在线学习各种函数的用法及其内涵 MATLAB语言的难点是函数较多，仅基本部分就有700多个，其中常用的有二三百个，要尽量多记少查，可以提高编程效率。 3.1.2MATLAB语言的特点 1.矩阵运算：每个变量代表一个矩阵，它以矩阵运算见长；每个元素都看作复数，所有的运算都对矩阵和复数有效。(虚部符号可用i或j) clear %清除内存变量 format short % c1=1-2i,c2=3*(2-sqrt(-1)*3),c3=6+sin(.5)*1j c4=complex(1,2) %建立复数 c1 = 1.0000 - 2.0000i

MATLAB仿真实例(通信原理)

一、实验目的 (1) 二、实验题目 (1) 三、实验内容 (1) 3.1傅里叶变换与傅里叶反变换 (1) 3.2题目一：正弦信号波形及频谱 (2) 3.2.1仿真原理及思路 (2) 3.2.2程序流程图 (3) 3.2.3仿真程序及运行结果 (3) 3.2.4实验结果分析 (5) 3.3题目二：单极性归零（RZ）波形及其功率谱 (5) 3.3.1仿真原理及思路 (5) 3.3.2程序流程图 (6) 3.3.3仿真程序及运行结果 (6) 3.3.4实验结果分析 (8) 3.4题目三：升余弦滚降波形的眼图及其功率谱 (8) 3.4.1仿真原理及思路 (8) 3.4.2程序流程图 (8) 3.4.3仿真程序及运行结果 (8) 3.4.4实验结果分析： (10) 3.5题目四：完成PCM编码及解码的仿真 (11) 3.5.1仿真原理及思路 (11) 3.5.2程序流程图 (12) 3.5.3仿真程序及运行结果 (12) 3.5.4实验结果分析 (15) 3.6附加题一：最佳基带系统的Pe~Eb\No曲线，升余弦滚降系数a=0.5，取 样值的偏差是Ts/4 (16) 3.6.1仿真原理及思路 (16) 3.6.2程序流程图 (16) 3.6.3仿真程序及运行结果 (16) 3.6.4实验结果分析 (18) 3.7附加题二：试作出Pe～Eb/No曲线。升余弦滚降系数a＝0.5，取样时间无 偏差，但信道是多径信道，C(f)=|1-0.5-j2 ft|,t=T s/2 (18) 3.7.1仿真原理及思路 (18) 3.7.2程序流程图 (19) 3.7.3仿真程序及运行结果 (19) 3.7.4实验结果分析 (21) 四、实验心得 (21)