实验一 模拟通信的MATLAB 仿真
姓名：左立刚 学号：031040522
简要说明：
实验报告注意包括AM ，DSB ，SSB ，VSB ，FM 五种调制与解调方式的实验原理，程序流程图，程序运行波形图，simulink 仿真模型及波形，心得体会，最后在附录中给出了m 语言的源程序代码。
一．实验原理
1．幅度调制（AM ）
幅度调制（AM ）是指用调制信号去控制高频载波的幅度，使其随调制信号呈线性变化的过程。AM 信号的数学模型如图3-1所示。
图2-1 AM 信号的数学模型
为了分析问题的方便，令
δ
=0，
1.1 AM 信号的时域和频域表达式
()t S AM
=[A 0
+m ()t ]cos t c
ω （2-1）
()t S AM =A 0
π[()()ωωωωδC C ++-]+()()[]ωωωωc c M M ++-2
1
（2-2）
AM 信号的带宽
2
=B
AM
f
H
（2-3）
式中，
f
H
为调制信号的最高频率。
2.1.3 AM 信号的功率P AM 与调制效率
η
AM
P AM
=()222
20
t m A +=P
P m
c + （2-4）
式中，P C
=2
A
为不携带信息的载波功率；()2
2
t m P m
=为携带信息的边带
功率。
()()
t t m A m P
P AM
C
AM
2
2
2+=
=
η
（2-5） AM 调制的优点是可用包络检波法解调，不需要本地同步载波信号，设备简单。AM 调制的最大缺点是调制效率低。
2.2、双边带调制（DSB ）
如果将在AM 信号中载波抑制，只需在图3-1中将直流 A 0
去掉，即可输出
抑制载波双边带信号。
2.2.1 DSB 信号的时域和频域表达式
()()t t m t c
D SB S ωcos
= （2-6）
()()()[]ωωωωωC C DSB
M M S ++-=2
1 （2-7） DSB 信号的带宽
f
B
B
H
AM
DSB
2
==
（2-8）
DSB 信号的功率及调制效率
由于不再包含载波成分，因此，DSB 信号的功率就等于边带功率，是调制信号功率的一半，即
()()t t m P
S P
C
DSB DSB
2
2
2
1=
=
= （2-9） 显然，DSB 信号的调制效率为100%。
2.3、单边带调制（SSB ）
产生SSB 信号最基本的方法有滤波法和相移法。 2.3.1 SSB 信号的时域表达式
()()()t t m
t t m t c c SSB S ωωsin ?2
1
cos 2
1 = （2-10） 式中，“－”表示上边带信号，“＋”表示下边带信号；()t m ?是()t m 的希尔伯特变换。
2.3.2 SSB 信号的带宽、功率和调制效率
f
B B
H
DSB
SSB
=
=
21
（2-11）
由于SSB 信号仅包含一个边带，因此其功率为DSB 信号的一半，即
()t m
P P
DSB SSB
2
4121=
=
（2-12） 显然，SSB 信号的调制效率也为100%。
2.4、残留边带调制（VSB ）
单边带传输信号具有节约一半频谱和节省功率的优点。但是付出的代价是设备制作非常困难。为了解决这个问题，可以采用残留边带调制（VSB ）。VSB
是介于SSB 和DSB 之间的一个折中方案。在这种调制中，一个边带绝大部分顺利通过，而另一个边带残留一小部分。
如何选择残留边带滤波器的滤波特性使残留边带信号解调后不产生失真呢？为了在接收端不失真地恢复原基带信号，要求残留边带滤波器传输特性必须满足下述条件
()()常数=-++ωωωωC
VSB
C
VSB
H H
ωωH ≤ （2-13）
式中，ω
H
是基带信号的最高截止角频率。
2.5频率调制(FM)
2.5.1 FM 解调模型的建立：
调制信号的解调分为相干解调和非相干解调两种。相干解调仅仅适用于窄带调频信号，且需同步信号，故应用范围受限；而非相干解调不需同步信号，且对于NBFM 信号和WBFM 信号均适用，因此是FM 系统的主要解调方式。在本仿真的过程中我们选择用非相干解调方法进行解调。
非相干解调器由限幅器、鉴频器和低通滤波器等组成，其方框图如图5所示。限幅器输入为已调频信号和噪声，限幅器是为了消除接收信号在幅度上可能出现的畸变；带通滤波器的作用是用来限制带外噪声，使调频信号顺利通过。鉴频器中的微分器把调频信号变成调幅调频波，然后由包络检波器检出包络，最后通过低通滤波器取出调制信号。
2.5.2 解调过程分析：
设输入调频信号为
()()cos(())t
t FM c f S t S t A t K m d ωττ-∞
==+?
微分器的作用是把调频信号变成调幅调频波。微分器输出为
[]()()()()sin(())
i FM d t
c f c f dS t dS t S t dt dt
K m t t K m d ωωττ+-∞
==
=-+?
包络检波的作用是从输出信号的幅度变化中检出调制信号。包络检波器输出为
[]()()()o d c f d c d f S t K Km t K K Km t ωω++==
d K 称为鉴频灵敏度（V
Hz
），是已调信号单位频偏对应的调制信号的幅度，经
低通滤波器后加隔直流电容，隔除无用的直流，得
()()o d f m t K K m t =
2.5.3 高斯白噪声信道特性
设正弦波通过加性高斯白噪声信道后的信号为
()cos()()c r t A t n t ωθ=++
其中，白噪声()n t 的取值的概率分布服从高斯分布。
MATLAB 本身自带了标准高斯分布的内部函数randn 。randn 函数产生的随机序列服从均值为0m =，方差21σ=的高斯分布。
正弦波通过加性高斯白噪声信道后的信号为
()cos()()c r t A t n t ωθ=++
故其有用信号功率为
2
2
A S =
噪声功率为
2
N σ
=
信噪比S N 满足公式
1010log ()S B N
=
则可得到公式
22
10
210
B A σ=
?
我们可以通过这个公式方便的设置高斯白噪声的方差。
二．程序流程图（利用microsoft office visio 2003画出的）
2.1 AM 程序流程图
开始
+
AM 信号
傅里叶变换AM 信号功率谱高斯窄带噪声
载波cos(wc*t)
AM 解调信号
低通滤波LPF 相乘本地载波cos(wc*t)
调制信号f(t)
2.2 DSB 程序流程图
开始
DSB 信号
傅里叶变换FFT DSB 信号功率谱高斯窄带噪声
载波cos(wc*t)
DSB 解调信号
低通滤波LPF 相乘本地载波cos(wc*t)
调制波f(t)
相乘
+
2.3 SSB 程序流程图
开始
SSB 信号
傅里叶变换FFT SSB 信号功率谱高斯窄带噪声
SSB 解调信号
低通滤波LPF 相乘本地载波cos(wc*t)
单频调制信号
+
相移法
2.4 VSB 程序流程图
开始
VSB 信号傅里叶变换FFT VSB 信号功率谱高斯窄带噪声
VSB 解调信号
低通滤波LPF 相乘本地载波cos(wc*t)
调制信号f(t)
+
相乘本地载波cos(wc*t)残留边带滤波器
2.5 FM 程序流程图
开始
FM 信号
带通滤波器
BPF
微分
低通滤波LPF
相乘
c(t)=-sin(wc*t)
调制信号f(t)
积分器
本地载波cos(wc*t)
相乘
-90移相
-+
FM 解调信号
当然，这些程序流程图也可以利用word 自带画图工具作出，个人认为用visio 画流程图操作方便一些。
三．程序运行结果图（代码略）
图3.1 AM 波形图
图3.2 DSB波形图
图3.3 SSB波形图
图3.4 VSB波形图
图3.5 VSB相干解调图
4.1各模型图
图4.1 上面是AM模型，下面是DSB模型
图4.2 上面是SSB模型，下面是VSB模型
图4.3 FM模型4.2各波形图
图4.4 AM波形图
图4.5 DSB波形图
图4.6 SSB波形图
图4.7 VSB波形图
图4.8 FM波形图
五．心得体会
1.“实践是检验真理的唯一标准”。对于实验课，毫无疑问是建立在一定理论基础之上的，正确的理论对实验起积极的指导作用，反过来，实验又可以验证理论的正确性，而进一步丰富、发展与完善理论。所以，在做实验之前，必须理解与掌握相关的理论知识，做实验之时，不至于“盲人摸象”；
2.在编辑m语言程序代码时，严谨仔细当然是必备的素质，例如大小写，逗号与分号。初始化输出数据后，就进行常规调幅(AM)的程序编写，通过观察DSB，SSB，VSB，FM等程序模块时，发现有大量相似之处，这时没有不要一个一个代码敲击，后续适当修改参数即可；
3.在编写与调用子程序时，特别注意：子程序和主程序一定要在用一个文件夹中，以便正确调用；另外，子程序所在路径的名字一定要和调用子程序的名字一样，包括大小写；
4.这次试验又学会基本m语言的调试方法，利用cell分别执行每个模块；利用Debug或设置断点，单步执行，进行查错。另外又了解一个在simulink中专门进行通信仿真的工具：communication block。
5.最重要的是，理解并掌握了AM，DSB，SSB，VSB，FM等的调制与解调的基本方法。
附录
源程序：
%Signal generation
clc
dt=0.001;
fmax=1;
fc=10;
T=5;
N=T/dt;
t=[0:N-1]*dt;
Al=sqrt(2);
ft=Al*cos(2*pi*fmax*t);
N0=0.1;
%%
%AM调制
A=2;
s_am=(A+ft).*cos(2*pi*fc*t);
BAM=2*fmax;
noise=GaussNB(fc,BAM,N0,t);
figure(1);subplot(311);
plot(t,s_am);hold on;
plot(t,A+ft,'r--');
title('无噪声叠加AM调制信号及其包络');
xlabel('t');
s_am_n=s_am+noise;
hold on;plot(t,s_am_n,'r');
%%
%功率谱密度
[f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_am_n);
[fn,Xfn]=FFT_SHIFT(t,s_am_n);
PSD=(abs(Xf).^2)/T;
PSDn=(abs(Xfn).^2)/T;
subplot(312);
plot(f,PSD);
axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSD)]);
title('AM信号功率谱');
xlabel('f');
hold on;
plot(f,PSDn,'r');
%%
%AM相干解调
id_amt=s_am_n.*cos(2*pi*fc*t);
id_amt=id_amt-mean(id_amt);
[f,AMf]=FFT_SHIFT(t,id_amt);
[t,id_amt]=RECT_LPF(f,AMf,BAM);
title('AM信号');xlabel('t');
subplot(313);
plot(t,id_amt);hold on;
plot(t,ft/2,'r--');
title('AM解调信号');xlabel('t');
%%
%DSB调制
s_dsb=ft.*cos(2*pi*fc*t);
BDSB=2*fmax;
noise=GaussNB(fc,BDSB,N0,t); %高斯窄带噪声
figure(2);subplot(311);
plot(t,s_dsb);hold on; %画出DSB信号波形
plot(t,s_dsb,'r--');%标示DSB的包络
title('无噪声叠加DSB信号');
xlabel('t');
s_dsb_n=s_dsb+noise;%噪声叠加
hold on;plot(t,s_dsb_n,'r-');
%%
%功率频谱密度
[f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_dsb);%已调信号频谱
[fn,Xfn]=FFT_SHIFT(t,s_dsb_n);%带噪声已调信号频谱PSD=(abs(Xf).^2)/T;%调制信号功率密度函数
PSDn=(abs(Xfn).^2)/T;
subplot(312);
plot(f,PSD);
axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSD)]);
title('DSB信号功率谱');
xlabel('f');
hold on;
plot(f,PSDn,'r');
%%
%DSB相干解调
id_dsbt=s_dsb_n.*cos(2*pi*fc*t); %本地相乘器id_dsbt=id_dsbt-mean(id_dsbt); %
[f,DSBf]=FFT_SHIFT(t,id_dsbt);
[t,id_dsbt]=RECT_LPF(f,DSBf,BDSB);%低通滤波title('DSB信号');xlabel('t');
subplot(313);
plot(t,id_dsbt);hold on;
plot(t,ft/2,'r--');
title('DSB解调信号');xlabel('t');
%%
%SSB调制
BSSB=fmax;
s_ssb=real(hilbert(ft).*exp(j*2*pi*fc*t)); noise=GaussNB(fc,BSSB/2,N0,t);
figure(3)
subplot(311)
plot(t,s_ssb);title('ssb信号');xlabel('t'); s_ssb_n=s_ssb+noise;
hold on;
plot(t,s_ssb_n,'r--');
%%
%功率谱密度
[f,Xf]=FFT_SHIFT(t,s_ssb);
[fn,Xfn]=FFT_SHIFT(t,s_ssb_n);
PSD=(abs(Xf).^2)/T;
PSDn=(abs(Xfn).^2)/T;
subplot(312);
plot(f,PSD);
axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSD)]);
title('ssb信号功率谱');
xlabel('f');
hold on;
plot(f,PSDn,'r');
%%
%SSB解调
id_ssbt=s_ssb_n.*cos(2*pi*fc*t);
id_ssbt=id_ssbt-mean(id_ssbt);
[f,SSBf]=FFT_SHIFT(t,id_ssbt);
[t,ids_mt]=RECT_LPF(f,SSBf,2*fmax);
subplot(313);
plot(t,ids_mt);hold on;
plot(t,ft/2,'r--');
xlabel('t');
%%
%VSB调制
vsb=ft.*cos(2*pi*fc*t);
BVSB=1.2*fmax;
[f,vsbf]=FFT_SHIFT(t,vsb);
[t,s_vsb]=vsbmd(f,vsbf,0.2*fmax,1.2*fmax,fc);
noise=GaussNB(fc,BVSB,N0,t);
figure(4)
subplot(221)
plot(t,s_vsb);title('VSB信号');xlabel('t');
s_vsb_n=s_vsb+noise;
subplot(222)
plot(t,s_vsb_n,'r--');title('带噪声的VSB信号');xlabel('t');
%%
%功率谱密度
[f,sf]=FFT_SHIFT(t,s_vsb);
PSD=(abs(sf).^2)/T;
subplot(223);
plot(f,PSD);
axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSD)]);
title('VSB信号功率谱');
xlabel('f');
subplot(224);
[f,sfn]=FFT_SHIFT(t,s_vsb_n);
PSDn=(abs(sfn).^2)/T;
hold on;
plot(f,PSDn,'r');
axis([-2*fc 2*fc 0 1.5*max(PSDn)]);
title('带噪声的功率谱');
%%
%VSB解调
vsbd=s_vsb_n.*cos(2*pi*fc*t);
vsbd=vsbd-mean(vsbd);
[f,VSBf]=FFT_SHIFT(t,vsbd);
[t,vsb_t]=RECT_LPF(f,VSBf,2*fmax);
figure(5);
plot(t,vsb_t);
title('VSB相干解调');
hold on;
plot(t,-ft/2,'r');
%%
%%FM解调和调制
Kf=5;
%FM调制
mti=1/2/pi/fmax*sin(2*pi*fmax*t); %ft积分函数FMt=A*cos(2*pi*fc+2*pi*Kf*mti);
figure(6);
subplot(311);
plot(t,FMt);
hold on;
plot(t,ft,'r--');
xlabel('t');ylabel('FM信号');
subplot(312);
[f,sf]=FFT_SHIFT(t,FMt);
plot(f,abs(sf));
axis([-25 25 0 3]);
xlabel('f');
ylabel('调频信号幅度谱');
%%
%FM解调（鉴频器）
N=length(FMt);
dFMt=zeros(1,N);
for k=1:N-1;
dFMt(k)=(dFMt(k+1)-dFMt(k))/dt;
end
envlp=A*2*pi*Kf*ft+A*2*pi*fc;
subplot(313);
plot(t,dFMt);
hold on;
plot(t,envlp,'r--');
xlabel('t');ylabel('调频信号微分后包络');
[t,st]=IFFT_SHIFT(f,Sf)
fmax=(f(end)-f(1)+df);
dt=1/fmax;
N=length(f);
t=[0:N-1]*dt;
Sf=fftshift(Sf);
st=fmax*ifft(Sf);
st=real(st);
[t,st]=vsbmd(f,sf,B1,B2,fc)
df=f(2)-f(1);
T=1/df;
hf=zeros(1,length(f));
bf1=[floor((fc-B1)/df):floor((fc+B1)/df)];
bf2=[floor((fc+B1)/df)+1:floor((fc+B2)/df)]; f1=bf1+floor(length(f)/2);
f2=bf2+floor(length(f)/2);
stepf=1/length(f1);
hf(f1)=0:stepf:1-stepf;
fh(f2)=1;
f3=-bf1+floor(length(f)/2);
f4=-bf2+floor(length(f)/2);
hf(f3)=0:stemf:1-stemf;
fh(f4)=1;
yf=hf.*sf;
[t,st]=IFFT_SHIFT(f,yf);
st=real(st);
[out]=GaussNB(fc,B,N0,t)
dt=t(2)-t(1);
Fmax=1/dt;
N=length(t);
p=N0*Fmax;
rn=sqrt(p)*randn(1,N);
[f,rf]=FFT_SHIFT(t,rn);
[t,out]=BPF(f,rf,fc-B/2,fc+B/2);
[f,sf]=FFT_SHIFT(t,st)
dt=t(2)-t(1);
T=t(end);
df=1/T;
N=length(t);
f=[-N/2:N/2-1]*df;
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);
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――
目录 （一）基于MATLAB的MIMO通信系统仿真………………………… 一、基本原理……………………………………………………… 二、仿真…………………………………………………………… 三、仿真结果……………………………………………………… 四、仿真结果分析…………………………………………………（二）自选习题部分…………………………………………………（三）总结与体会……………………………………………………（四）参考文献…………………………………………………… 实训报告 （一）基于MATLAB的MIMO通信系统仿真 一、基本原理 二、仿真 三、仿真结果 四、仿真结果分析 OFDM技术通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道，减小了多径衰落的影响。OFDM技术如果要提高传输速率，则要增加带宽、发送功率、子载波数目，这对于频谱资源紧张的无线通信时不现实的。 MIMO能够在空间中产生独立并行信道同时传输多路数据流，即传输速率很高。这些增加的信道容量可以用来提高信息传输速率，也可以通过增加信息冗余来提高通信系统的传输可靠性。但是MIMO却不能够克服频率选择性深衰落。 所以OFDM和MIMO这一对互补的技术自然走到了一起，现在是3G，未来也是4G，以及新一代WLAN技术的核心。总之，是核心物理层技术之一。 1、MIMO系统理论：
核心思想：时间上空时信号处理同空间上分集结合。 时间上空时通过在发送端采用空时码实现： 空时分组、空时格码，分层空时码。 空间上分集通过增加空间上天线分布实现。此举可以把原来对用户来说是有害的无线电波多径传播转变为对用户有利。 2、MIMO 系统模型： 11h 12 h 21 h 22 h r n h 1r n h 21 R n h 2 R n h 1 n n R h 可以看到，MIMO 模型中有一个空时编码器，有多根天线，其系统模型和上述MIMO 系统理论一致。为什么说nt>nr ，因为一般来说，移动终端所支持的天线数目总是比基站端要少。 接收矢量为：y Hx n =+，即接收信号为信道衰落系数X 发射信号+接收端噪声 3、MIMO 系统容量分析： （附MIMO 系统容量分析程序） 香农公式的信道容量（即信息传送速率）为： 2log (1/)C B S N =+ 4、在MIMO 中计算信道容量分两种情况： 未知CSI 和已知CSI （CSI 即为信道状态信息），其公式推导较为复杂，推导结果为信道容量是信噪比与接收、发射天线的函数。 在推导已知CSI 中，常用的有waterfilling ，即著名的注水原理。但是，根据相关文献资料，通常情况下CSI 可以当做已知，因为发送，接收端会根据具体信道情况估算CSI 的相关参数。 在这里对注水原理做一个简单介绍：之所以成为注水原理是因为理想的注水原理是在噪声大的时候少分配功率，噪声小时多分配功率，最后噪声+功率=定值，这如果用图形来表示，则类似于给水池注水的时候，水池低的地方就多注水，也就是噪声小分配的功率就多，故称这种达到容量的功率分配方式叫做注水原理。通过给各个天线分配不同的发射功率，增加系统容量。核心思想就是上面所阐述的，信道条件好，则分配更多功率；信道条件差，则分配较少的功率。 在MIMO 的信道容量当中要注意几个问题：（下面说已知CSI 都是加入了估计CSI 的算法，并且采用了注水原理。） 1. 已知CSI 的情况下的信道容量要比发送端未知CSI 的情况下的信道容量高，这是 由于当发送端已知CSI 的时候，发送端可以优化发送信号的协方差矩阵。也就是
实验1：上采样与内插 一、实验目的 1、了解上采样与内插的基本原理和方法。 2、掌握上采样与内插的matlab程序的设计方法。 二、实验原理 上采样提高采样频率。上采样使得周期降低M倍，即新采样周期Tu和原有采样周期Ts的关系是T u=T s/M,根据对应的连续信号x(t),上采样过程从原有采样值x(kT s)生成新采样值x(kT u)=x(kT s/M)。操作的结果是在每两个采样值之间放入M-1个零值样点。 更实用的内插器是线性内插器，线性内插器的脉冲响应定义如下： 上采样值x(kT u)=x(kT s/M)通过与线性内插器的脉冲响应的卷积来完成内插。 三、实验内容 仿真正弦波采样和内插，通过基本采样x（k）,用M=6产生上采样x u(k)，由M=6线性内插得到样点序列x i（k）。 四、实验程序 % File: c3_upsampex.m M = 6; % upsample factor h = c3_lininterp(M); % imp response of linear interpolator t = 0:10; % time vector tu = 0:60; % upsampled time vector x = sin(2*pi*t/10); % original samples xu = c3_upsamp(x,M); % upsampled sequence subplot(3,1,1) stem(t,x,'k.') ylabel('x') subplot(3,1,2) stem(tu,xu,'k.') ylabel('xu') xi = conv(h,xu); subplot(3,1,3) stem(xi,'k.') ylabel('xi') % End of script file. % File: c3_upsample.m function out=c3_upsamp(in,M)
信源函数 randerr 产生比特误差样本 randint 产生均匀分布的随机整数矩阵 randsrc 根据给定的数字表产生随机矩阵 wgn 产生高斯白噪声 信号分析函数 biterr 计算比特误差数和比特误差率 eyediagram 绘制眼图 scatterplot 绘制分布图 symerr 计算符号误差数和符号误差率 信源编码 compand mu律/A律压缩/扩张 dpcmdeco DPCM（差分脉冲编码调制）解码dpcmenco DPCM编码 dpcmopt 优化DPCM参数 lloyds Lloyd法则优化量化器参数 quantiz 给出量化后的级和输出值 误差控制编码 bchpoly 给出二进制BCH码的性能参数和产生多项式convenc 产生卷积码 cyclgen 产生循环码的奇偶校验阵和生成矩阵cyclpoly 产生循环码的生成多项式 decode 分组码解码器 encode 分组码编码器 gen2par 将奇偶校验阵和生成矩阵互相转换gfweight 计算线性分组码的最小距离 hammgen 产生汉明码的奇偶校验阵和生成矩阵rsdecof 对Reed-Solomon编码的ASCII文件解码rsencof 用Reed-Solomon码对ASCII文件编码rspoly 给出Reed-Solomon码的生成多项式
syndtable 产生伴随解码表 vitdec 用Viterbi法则解卷积码 （误差控制编码的低级函数） bchdeco BCH解码器 bchenco BCH编码器 rsdeco Reed-Solomon解码器 rsdecode 用指数形式进行Reed-Solomon解码 rsenco Reed-Solomon编码器 rsencode 用指数形式进行Reed-Solomon编码 调制与解调 ademod 模拟通带解调器 ademodce 模拟基带解调器 amod 模拟通带调制器 amodce 模拟基带调制器 apkconst 绘制圆形的复合ASK-PSK星座图 ddemod 数字通带解调器 ddemodce 数字基带解调器 demodmap 解调后的模拟信号星座图反映射到数字信号dmod 数字通带调制器 dmodce 数字基带调制器 modmap 把数字信号映射到模拟信号星座图（以供调制）qaskdeco 从方形的QASK星座图反映射到数字信号qaskenco 把数字信号映射到方形的QASK星座图 专用滤波器 hank2sys 把一个Hankel矩阵转换成一个线性系统模型hilbiir 设计一个希尔伯特变换IIR滤波器 rcosflt 升余弦滤波器 rcosine 设计一个升余弦滤波器 （专用滤波器的低级函数） rcosfir 设计一个升余弦FIR滤波器 rcosiir 设计一个升余弦IIR滤波器 信道函数
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
《Matlab与通信仿真》实验指导书(上) 刘毓杨辉徐健和煦黄庆东吉利萍编著 通信与信息工程学院 2011-1
目录 第一章 MALTAB基础知识 (1) 1.1MATLAB基础知识 (1) 1.2MATLAB基本运算 (2) 1.3MATLAB程序设计 (7) 第二章 MATLAB计算结果可视化和确知信号分析 (13) 2.1计算结果可视化 (13) 2.2确知信号分析 (17) 第三章随机信号与数字基带仿真 (23) 3.1基本原理 (23) 3.2蒙特卡罗算法 (30) 第四章模拟调制MATLAB实现 (34) 4.1模拟调制 (34) 4.2信道加性高斯白噪声 (35) 4.3AM调制解调的MATLAB实现 (36) 第五章模拟信号的数字传输 (45) 5.1脉冲编码调制 (45) 5.2低通抽样定理 (45) 5.3均匀量化原理 (46) 5.4非均匀量化 (48) 第六章数字频带传输系统 (52) 6.1数字频带传输原理 (52) 6.2数字频带传输系统的MATLAB实现 (53) 第七章通信系统仿真综合实验 (67) 7.1基本原理 (67) 7.2实验内容 (67)
第一章 MALTAB基础知识 本章目标 ●了解MATLAB 程序设计语言的基本特点，熟悉MATLAB软件运行环境 ●掌握创建、保存、打开m文件及函数的方法 ●掌握变量等有关概念，具备初步的将一般数学问题转化为对应的计算机模型并进行处理的能力 1.1 MATLAB基础知识 1.1.1 MATLAB程序设计语言简介 MATLAB，Matrix Laboratory的缩写，是由MathWorks公司开发的一套用于科学工程计算的可视化高性能语言，具有强大的矩阵运算能力。与大家常用的Fortran和C等高级语言相比，MATLAB的语法规则更简单，更贴近人的思维方方式，被称为“草稿纸式的语言”。MATLAB软件主要由主包、仿真系统（simulink）和工具箱（toolbox）三大部分组成。 1.1.2 MATLAB界面及帮助 MATLAB基本界面如图1-1所示，命令窗口包含标题栏、菜单栏、工具栏、命令行区、状态栏、垂直和水平波动条等区域。 图1-1 MATLAB基本界面 （1）菜单栏
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通信系统仿真心得体会 课程名称(中文) MATLAB通信系统仿真成绩姓名班级学号日期 学习MATLAB通信系统仿真心得体会 经过一学期的MATLAB通信系统仿真的学习，使我对通信原 理及仿真实践有了更深层次的理解。在学习过程当中，了解到了MATLAB的语言基础以及应用的界面环境，基本操作和语法，通信仿真工具箱的应用，simulink 仿真基础，信号系统分析等一系列的内容。我明白学好这门课程是非常的重要。 在学习当中，我首先明白了通信系统仿真的现实意义，系统模型是对实际系统的一种抽象，是对系统本质(或是系统的某种特性)的一种描述。模型可视为对真实世界中物体或过程的信息进行形式化的结果。模型具有与系统相似的特性，可以以各种形式给出我们所感兴趣的信息。知道了通信系统仿真的必要性，利用系统建模和软件仿真技术，我们几乎可以对所有的设计细节进行分层次的建模和评估。通过仿真技术和方法，我们可以有效地将数学分析模型和经验模型结合起来。利用系统仿真方法，可以迅速构建一个通信系统模型，提供一个便捷，高效和精确的评估平台。明白了MATLAB通信系统仿真课程重点就是系统仿真软件 Matlab / Simulink 在通信系统建模仿真和性能评估方面的应用原理，通信系统仿真的一般原理和方法。 MATLAB集成度高，使用方便，输入简捷，运算高效，内容丰富，并且很容易由用户自行扩展，与其它计算机语言相比， MATLAB有以下显著特点:1.MATLAB是一种解释性语言;2(变量的“多功能性”;3.运算符号的“多功能性”;4(人机界面适合科技人员;5(强大而简易的作图功能;6(智能化程度高;7(功能丰富，可扩展性强。在MATLAB的Communication Toolbox(通 信工具箱)中提供了许多仿真函数和模块，用于对通信系统进行仿真和分析。
补充内容：模拟调制系统的MATLAB 仿真 1.抽样定理 为了用实验的手段对连续信号分析，需要先对信号进行抽样（时间上的离散化），把连续数据转变为离散数据分析。抽样（时间离散化）是模拟信号数字化的第一步。 Nyquist 抽样定律：要无失真地恢复出抽样前的信号，要求抽样频率要大于等于两倍基带信号带宽。 抽样定理建立了模拟信号和离散信号之间的关系，在Matlab 中对模拟信号的实验仿真都是通过先抽样，转变成离散信号，然后用该离散信号近似替代原来的模拟信号进行分析的。 【例1】用图形表示DSB 调制波形)4cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%%一般选取的抽样频率要远大于基带信号频率，即抽样时间间隔要尽可能短。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样，并计算出信号和包络 t=(0:ts:pi/2)';%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。 envelop=cos(2*pi*t);%%DSB 信号包络 y=cos(2*pi*t).*cos(4*pi*t);%已调信号 %画出已调信号包络线 plot(t,envelop,'r:','LineWidth',3); hold on plot(t,-envelop,'r:','LineWidth',3); %画出已调信号波形 plot(t,y,'b','LineWidth',3); axis([0,pi/2,-1,1])% hold off% xlabel('t'); %写出图例 【例2】用图形表示DSB 调制波形)6cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%抽样时间间隔要足够小，要满足抽样定理。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样
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
实验一 2PSK调制数字通信系统 一实验题目 设计一个采用2PSK调制的数字通信系统 设计系统整体框图及数学模型； 产生离散二进制信源，进行信道编码（汉明码），产生BPSK信号； 加入信道噪声（高斯白噪声）； BPSK信号相干解调，信道解码； 系统性能分析（信号波形、频谱，白噪声的波形、频谱，信道编解 二实验基本原理 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输，在实际应用中，大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输，必须使用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。 数字调制技术的两种方法：①利用模拟调制的方法去实现数字式调制，即把数字调制看成是模拟调制的一个特例，把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理；②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波，从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法，比如对载波的相位进行键控，便可获得相移键控（PSK）基本的调制方式。 图1 相应的信号波形的示例 1 0 1 调制原理 数字调相：如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，它们应处于"同相"状态；如果其中一个开始得迟了一点，就可能不相同了。如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为"反相"。一般把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，我们说两个波的
相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，"1"码控制发0度相位，"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动，也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在2PSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此，2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+) 其中，表示第n个符号的绝对相位： = 因此，上式可以改写为 图2 2PSK信号波形 解调原理 2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的，所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘，然后用低通滤波器滤除高频分量，在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1，负抽样值判为0. 2PSK信号相干解调各点时间波形如图 3 所示. 当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.
《MATLAB与通信仿真》课程设计指导老师: 水英、汪泓 班级:07通信(1)班 学号:E07680104 :林哲妮
目录 目的和要求 (1) 实验环境 (1) 具体容及要求 (1) 实验容 题目一 (4) 题目容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目二 (8) 题目容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目三 (17) 题目容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目四 (33) 题目容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 心得与体会 (52)
目的和要求 通过课程设计，巩固本学期相关课程MATLAB与通信仿真所学知识的理解，增强动手能力和通信系统仿真的技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼。强化学生的实践创新能力和独立进行科研工作的能力。 要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。 实验环境 PC机、Matlab/Simulink 具体容及要求 基于MATLAB编程语言和SIMULINK通信模块库，研究如下问题： (1)研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系； (2)研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系； 分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。 (3)研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰） 的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。比较不同信道编码方式的编码增益性能。 (4)研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰） 的误码率性能与信噪比之间的关系；分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。分析不同码率对误码率性能的影响。比较不同信道编码方式的编码增益性能。
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：
《MATLAB与通信仿真》课程设计指导老师: 张水英、汪泓 班级:07通信(1)班 学号:E07680104 姓名:林哲妮
目录 目的和要求 (1) 实验环境 (1) 具体内容及要求 (1) 实验内容 题目一 (4) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目二 (8) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目三 (17) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 题目四 (33) 题目内容 流程图 程序代码 仿真框图 各个参数设置 结果运行 结果分析 心得与体会 (52)
目的和要求 通过课程设计，巩固本学期相关课程MATLAB与通信仿真所学知识的理解，增强动手能力和通信系统仿真的技能。在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼。强化学生的实践创新能力和独立进行科研工作的能力。 要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。 实验环境 PC机、Matlab/Simulink 具体内容及要求 基于MATLAB编程语言和SIMULINK通信模块库，研究如下问题： (1)研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系； (2)研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系； 分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。 (3)研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰） 的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。比较不同信道编码方式的编码增益性能。 (4)研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰） 的误码率性能与信噪比之间的关系；分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。分析不同码率对误码率性能的影响。比较不同信道编码方式的编码增益性能。
MATLA仿真实验报告 学院：计算机与信息学院 课程：—随机信号分析 姓名： 学号： 班级： 指导老师： 实验一
题目：编写一个产生均值为1,方差为4的高斯随机分布函数程序, 求最大值，最小值，均值和方差，并于理论值比较。 解：具体的文件如下，相应的绘图结果如下图所示 G仁random( 'Normal' ,0,4,1,1024); y=max(G1) x=mi n(G1) m=mea n(G1) d=var(G1) plot(G1);
实验二 题目：编写一个产生协方差函数为CC)=4e":的平稳高斯过程的程序，产生样本函数。估计所产生样本的时间自相关函数和功率谱密度，并求统计自相关函数和功率谱密度，最后将结果与理论值比较。 解：具体的文件如下，相应的绘图结果如下图所示。 N=10000; Ts=0.001; sigma=2; beta=2; a=exp(-beta*Ts); b=sigma*sqrt(1-a*a); w=normrnd(0,1,[1,N]); x=zeros(1,N); x(1)=sigma*w(1); for i=2:N x(i)=a*x(i-1)+b*w(i); end %polt(x); Rxx=xcorr(x0)/N; m=[-N+1:N-1]; Rxx0=(sigma A2)*exp(-beta*abs(m*Ts)); y=filter(b,a,x) plot(m*Ts,RxxO, 'b.' ,m*Ts,Rxx, 'r');
periodogram(y,[],N,1/Ts); 文件旧硯化）插入（1〕 ZMCD 克闻〔D ］窗口曲） Frequency (Hz) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 NH---.HP)&UO 二 balj/ 」- □歹
实验一单边带调幅系统的建模仿真 班级：姓名：学号： 一、实验目的 1.了解单边带调幅系统的工作原理 2.掌握单边带调幅系统的Matlab和Simulink建模过程 二、实验内容 1、Matlab设计一个单边带发信机、带通信道和相应的接收机，参数要 求如下。 （1）输入话音信号为一个话音信号，采样率8000Hz。话音输入后首先 进行预滤波，预滤波器是一个频率范围在[300,3400]Hz的带通滤波器。 其目的是将话音频谱限制在3400Hz以下。单边带调制的载波频率设计 为10KHz，调制输出上边带。要求观测单边带调制前后的信号功率谱。 （2）信道是一个带限高斯噪声信道，其通带频率范围是[10000, 13500]Hz。要求能够根据信噪比SNR要求加入高斯噪声。 （3）接收机采用相干解调方式。为了模拟载波频率误差对解调话音音 质的影响，设本地载波频率为9.8KHz，与发信机载波频率相差200Hz。 解调滤波器设计为300Hz到3400Hz的带通滤波器。 程序框图：
设计思想： 程序分为三部分： 一：SSB调制模块 首先从计算机中读入音频信号，作为原信号，读入完成后，对源信号进行参数采集和与滤波处理。进行与滤波之后，对信号进行希尔伯特变换，将原来的信号和载波相乘，将希尔伯特变换后的信号和载波进行希尔伯特变换后的信号相乘之后两者想减，得到SSB调制后的信号。 二：信道加噪声模块 通过信道，通过设置信道的信噪比来加入相应的噪声 三：解调模块： 将SSB调制后的信号通过信道加入噪声以后得到新的信号，并将信号和本地载波相乘进行想干解调，得到输出信号，并通过语句输出到相应的目录下。 2、用Simulink方式设计一个单边带传输系统并通过声卡输出接收机解调的结果声音。系统参数参照实例5.9，系统仿真参数设置为50KH 系统设计：
题目: 数字信号处理MATLAB仿真实验 姓名 学院 专业 班级 学号 班内序号
实验一：数字信号的 FFT 分析 1、实验内容及要求 (1) 离散信号的频谱分析： 设信号 此信号的0.3pi 和 0.302pi 两根谱线相距很近，谱线 0.45pi 的幅度很小，请选择合适的序列长度 N 和窗函数，用 DFT 分析其频谱，要求得到清楚的三根谱线。 (2) DTMF 信号频谱分析 用计算机声卡采用一段通信系统中电话双音多频（DTMF ）拨号数字 0～9的数据，采用快速傅立叶变换（FFT ）分析这10个号码DTMF 拨号时的频谱。 2、实验目的 通过本次实验，应该掌握： (a) 用傅立叶变换进行信号分析时基本参数的选择。 (b) 经过离散时间傅立叶变换（DTFT ）和有限长度离散傅立叶变换（DFT ） 后信号频谱上的区别，前者 DTFT 时间域是离散信号，频率域还是连续的，而 DFT 在两个域中都是离散的。 (c) 离散傅立叶变换的基本原理、特性，以及经典的快速算法（基2时间抽选法），体会快速算法的效率。 (d) 获得一个高密度频谱和高分辨率频谱的概念和方法，建立频率分辨率和时间分辨率的概念，为将来进一步进行时频分析（例如小波）的学习和研究打下基础。 (e) 建立 DFT 从整体上可看成是由窄带相邻滤波器组成的滤波器组的概念，此概念的一个典型应用是数字音频压缩中的分析滤波器，例如 DVD AC3 和MPEG Audio 。 3、程序代码 (1) N=5000; n=1:1:N; x=0.001*cos(0.45*pi*n)+sin(0.3*pi*n)-cos(0.302*pi*n-pi/4); y=fft(x,N); magy=abs(y(1:1:N/2+1)); k=0:1:N/2; w=2*pi/N*k; stem(w/pi,magy) axis([0.25,0.5,0,50]) （2） column=[1209,1336,1477,1633]; line=[697,770,852,941]; fs=10000; N=1024; 00010450303024().*cos(.)sin(.)cos(.)x n n n n ππππ=+--
创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽
班 级 学 号： 指 导 老 师： 温 靖
二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言........................................................................................................................ 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成 ............................................................................................................... 4 2.2 信道编译码 ........................................................................................................................ 4 2.2.1 卷积码的原理 ........................................................................................................ 4 2.2.2 译码原理 ................................................................................................................ 5 2.3 调制与解调 ....................................................................................................................... 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 .................................................................................................. 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ...................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调 ................................................................................................. 7 2.4 信道 .................................................................................................................................... 8