通信原理matlab课程设计报告
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通信原理matlab实验报告《通信原理matlab实验报告》在现代通信系统中,通信原理是至关重要的一部分。
为了更好地理解和应用通信原理,我们进行了一系列的实验,并在本报告中分享我们的实验结果和分析。
首先,我们使用了Matlab软件进行了频谱分析实验。
通过对信号的频谱进行分析,我们能够更好地了解信号的频率分布特性,从而为信号的传输和处理提供了重要的参考。
在实验中,我们使用了不同的信号类型,并通过Matlab的频谱分析工具对其进行了分析。
通过实验结果,我们发现不同类型的信号在频谱上呈现出不同的特征,这为我们在实际通信系统中的信号处理提供了重要的指导。
其次,我们进行了调制解调实验。
调制是将数字信号转换为模拟信号的过程,而解调则是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在实验中,我们使用Matlab模拟了调制解调过程,并通过实验结果验证了调制解调的正确性。
通过这一实验,我们深入理解了调制解调的原理和过程,并为实际通信系统中的信号处理提供了重要的参考。
最后,我们进行了信道编码解码实验。
信道编码是为了提高通信系统的可靠性和抗干扰能力而进行的一种技术手段。
在实验中,我们使用Matlab对信道编码进行了模拟,并通过实验结果验证了信道编码的效果。
通过这一实验,我们更加深入地理解了信道编码的原理和作用,为实际通信系统中的信号处理提供了重要的参考。
综上所述,通过本次实验,我们更加深入地理解了通信原理的相关知识,并通过Matlab软件进行了实际操作,加深了对通信原理的理解和应用。
这些实验结果对我们今后在通信系统设计和应用中将起到重要的指导作用。
希望通过这份实验报告的分享,能够对通信原理的学习和应用有所帮助。
通信原理matlab课程设计报告目录一.问题描述-----------------------------------------3 二.实验原理-----------------------------------------4 三.源程序-------------------------------------------6 四.数据测试----------------------------------------16 五.调试分析----------------------------------------22 六.用户使用手册------------------------------------23 七.心得体会----------------------------------------24一、问题描述1 使用编程完成3的编码与解码2 课程设计需要运用编程实现222,2调制解调过程,并且输出其源码,调制后码元以及解1调后码元的波形二、实验原理编码解码原理3码:三阶高密度双极性码 3码与二进制序列的关系:(1)二进制信号序列中的“0”码在3码中仍编为“0”码,二进制信号中“1”码,在3码中应交替地成+1和-1码,但序列中出现四个连“0”码时应按特殊规律编码;2(2)二进制序列中四个连“0”按以下规则编码:信码中出现四个连“0”码时,要将这四个连“0”码用V或B00V取代节来代替(B和V也是“1”码,可正、可负)这两个取代节选取原则是,使任意两个相邻v脉冲间的传号数为奇数时选用V取代节,偶数时则选用B00V取代节 2二进制数字调制技术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通常使用键控法来实现数字调制,比如对载波的振幅、频率和相位进行键控(1)2信号的产生方法通常有两种:模拟调制和键控法解调有相干解调和非相干解调P=1时f(t)=;p=0时f(t)=0;其功率谱密度是基带信号功率谱的线性搬移(2) 一个2信号可以看成是两个不同载波的2信号的叠加其解调和解调方法和差不多2信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2频谱的组合(3) 2以载波的相位变化作为参考基准的,当基带信号为0时相位相对于初始相位为0,当基带信号为1时相对于初始相位为° (4) 2调制原理方框图如下图S(t)载波A(t)移相码变换间接法信号调制器原理方框图2信号的解调,主要有两种方法,即相位比较法和相干解调法相干解调法原理方框图如下图:带通滤相乘低通滤波抽样判决逆码变换本地载波提取3相干解调法原理方框图三、源程序a=20; %a数如r=(21a-1); %a-1个rn=r-1; %rn=[1rn]; %表示元素个数,可以修改码元为任意个随机产生离散均匀二值分布,共每个元素减1变为二值随机数列跟书上一致,从1开始随机产生离散均4匀二值分布,共a个=rn; %将原序列保存起来,便于后面解码后比较l=1; k=1:a-3(rn(k))==1m=rn(k); %m记录可能存在的连续4个0前面非零码元的符号rn(k)==0rn(k+1)==0 rn(k+2)==0rn(k+3)==0 %检测是否连续4个码元都是0 rn(k+3)=2*m; %用2表示书上的V rn ; %插入V(2)后l=1; %l=1表示两个V之间有偶数个非零码,0是偶数,所以初始为1,l=-1表示两个V之间有奇数个非零码 s=1:a(rn(s))==2 d=s+1:a (rn(d))==1 %V之间的非零码只有+1,-1遇到一个一使l变一次号,表示偶数或奇数 l=-l;(rn(d))==2 l~=1l=1; %不需要插入B时若检测到V也应把计数器清零%最初版本的升级处1 %检测到下一个V时,若为偶数个,则插入Brn(d-3)=3*(-(rn(d-4))/((rn(d-4)))); %3代表B插入不带符号的Brn(d:a)=-rn(d:a);%V后的符号再交替5rn %到此处完成了插入不带符号的 B % s=1:a% (rn(s))==3 %找到B%rn(s)=rn(s)*(-(rn(s-1))/((rn(s-1)))); %B与前一个位置的带符号的归一值相乘再取反,实现符号B(3)的极性与前一非符号的相反%B后面第三个就是接下来的V从它开始非零码正负号交替变化 % %=rn; %给B(3)添加了符号,并且实现了V 后的符号再交替%以上便实现了3的编码%下面进行解码 k=1:a(rn(k))==2rn(k-3)=0;rn(k)=0; %每个V都变成0,V前面第三个有可能是B(3)有可能是0也恢复为0(rn(k))==1 rn(k)=1;rn %解码后的恢复序列rn- %解码与原码比较全为0则解码正确s=('通信原理''2''2''2''2') s1='2'; n=8;N=;K=4; a=(1n); =[];sl=[];=1e3;fc=1e3;%载频1 t=(01/N); i=1:(a)6a(i)==01=(1N);1=(1N);=[1]; c=(2*pi*t*fc); sl=[sl c];(1);(K11);('')('基带信号') ;([0N*(a)-]);tz=*6*sl;(K12);(tz'');('调制后信号'); ;=(tz80'');(K13);('') ;('信号+噪声')Fs=3e3;[ba]=(440[]*2/Fs);%设计带通滤波器,阶数为4,通带纹波,阻带衰减40DBsf=(ba);%信号通过该滤波器 (2); K1=4;(K111);(sf'') ;('')2=(sf); %乘同频同相(K112);(2'') ;('全波整流器');Fs=3e3;%抽样频率HZ[ba]=(440[50]*2/Fs);%设计低通滤波器 sf1=(ba2);%信号通过该滤波器,输出信号sf (K113);(sf1'') ;('');sf2=[];LL=fc/*N; i=LL/2; =[];(i<=(sf1)) %判决 sf2=[sf2sf1(i)>=];7i=i+LL;i=1:(sf2) sf2(i)==01=(1N);1=(1N);=[1];(1);(K14); ('') ;('解调后信号'); ([0N*(sf2)-]);2='2';l=(0pi50);% 数据初始化 t=(09*pi); b=1:1:9;=1:1:; f=1:1:; g=1:1:;w1=2 %正弦波f1的频率可以根据自己想要的频率在此改写 %正弦波f2的频率可以根据自己想要的频率在此改写 f1=(w1*l); (1);f2=(w1*l+pi); (1);(211)(lf1)([0 pi - ])('t')('f1');%画出f1信号波形(212)(lf2)([0 pi - ])('t')('f2');%画出f2信号波形 a=[0 1 0 0 0 1 1 0 1]i=1:9 %2编码 a(i)==0k=1:50 %如果二进制原码为0则输出f1波形 (k+50*(i-1))=f1(k);j=1:50(j+50*(i-1))=f2(j); %r如果二进制原码为1则输出f2波形8i=1:9 %2解码 n=0;m=0; j=1:50(j+50*(i-1))-f1(j)==0 n=n+1;(j+50*(i-1))-f2(j)==0 m=m+1; n>mb(i)=0; b(i)=1; bi=1:9 %画出解码后的波形包括原码和解码出的码进行对比 j=1+50*(i-1):50*i f(j)=a(i); g(j)=b(i);(2);(311)(tf)([0 9*pi - ])('t')('数字基带调制原码');(312)(t)([0 9*pi - ])('t')('调制好的波形');(313)(tg)([0 9*pi - ])('t')('解码得到的码');[]=(fg)3='2';%==生成随机码元、基带信号、调制================% n=8;%随机码元个数N=;%模拟一个码元的点数 K=4;%1画四个小图 a=(1n)%码元生成=[];%定义空数组,存放基带信号 i=1:(a) a(i)==01=(1N);1=(1N);9=[1];%基带信号(1);(K11);('')('基带信号') ;([0N*(a)-]);=1e3;%每一个码元中采样点的间隔宽度 fc=1e3;%载频1t=(01/N); tz=[];c1=(2*pi*t*fc);%载波c2=(2*pi*t*fc*2);%载波i=1:(a) a(i)==1 tz=[tzc1];tz=[tzc2];(K12);(tz'');('2已调信号'); ;=(tz20'');%加噪(K13);('') ;('信号+噪声')%===========解调============% Fs=5e3;%采样频率[b1a1]=(440[]*2/Fs);%设计带通滤波器,阶数为4,通带纹波,阻带衰减40DB[b2a2]=(440[]*2/Fs); sa=(b1a1);%信号通过该滤波器 sb=(b2a2); (2);K1=3;%2画输出数据出错错误:有时运行程序,在产生随机二进制码时由于程序的不稳定,在产生1的时候却产生了2,进行程序修改之后是之变得稳定输出提示语句未显示错误:提示语与程序中设置显示语言发生冲突使用模块时未能成功连接错误:连接语使用不一致21六、用户使用手册《通信原理》樊昌信曹丽娜编国防工业出版社《程序设计与应用》刘卫国主编高等教育出版社22七、心得体会通过这两周的通信原理课程设计实践,我复习了编程语言的基本概念、语法、语义和数据类型的使用特点,加深了对课堂所学理论知识的理解,掌握了运用结构化程序设计的基本思想和方法,更重要的是培养了自己的自学能力因为这是我们第二次接触编程语言,在编写程序以及调试的过程中遇到了很多困难,但是我通过去图书馆查找资料,请教同学老师,再自己一点点改善程序,最终编写出一个比较完善的程序,实现了所有要求功能,这是最值得我欣慰的一点以下是我的几点切身感受:编写程序需要一个清醒的头脑,明确的思路,同时也要有耐心毅力刚拿到程序设计课题时,我感觉一片茫然,因为在之前的信号处理学习中,只是在一些例题中接触过语言,甚至没有看过一些基础的书籍,更没有上过课,所以初次遇到一个实际问题,感觉无从下手这是由于自己对的模块设计不够理解,同时对的基本语句一无所知,不过通过请教老师懂得了首先要设计目录,再根据用户输入执行语句,在每个后调用一个函数,来实现要求的功能,这样一下子豁然开朗,掌握了基本设计思路之后,后面的编程就顺利多了至此,我真真体会到清晰地思路对成功编写一个程序的重要性当然成功编写一个程序绝非易事,之前,我总以为程序能够正常运行,就代表着编程成功,后来我才发现我大错特错了我用了三天时间,完成了程序的编写、改错,但我立刻发现尽管程序能够正常运行,部分功能却不完善,甚至不能实现经过一次又一次调试、修改又修改,一点一点发现问题并改正,我才真正发现编程远没有想象中的简单它需要的不仅是清晰地编程思路、编程技巧,还需要有耐心有毅力,不要放弃我们在大学需要学习的不仅是基础知识、专业知识,更重要的是一种学习能力正如老师所说学习是终生的,因此学习能力也就能让我们受益终生由于课堂时间有限,课程只能靠我们自学,然而画图功能我们必须用到,因此只能通过自习,实践也证明我们是有自学的潜能的,通过自学课本,不理解的知识,通过查找资料,请教老师,最终掌握知识,因此,这次课程设计时间培养了我们的自学能力。
基于matlab的通信原理课程设计标题:基于MATLAB的通信原理课程设计引言:在现代信息社会中,通信原理是计算机、通信和电子工程等领域中必不可少的基础学科。
为了更好地理解和应用通信原理的相关知识,本文将介绍一种基于MATLAB的通信原理课程设计,旨在通过实际操作加深对通信原理的理解和应用。
第一部分:通信原理的基础知识在这一部分中,我们将简要介绍通信原理中的基础知识,包括信号与系统、调制与解调、多路复用等内容。
通过对这些知识点的介绍,读者将对通信原理的基本原理有一个清晰的认识。
第二部分:MATLAB在通信原理中的应用在这一部分中,我们将介绍如何使用MATLAB来实现通信原理中的相关内容。
具体包括MATLAB中信号与系统的建模和仿真、调制与解调算法的实现以及多路复用技术的模拟等。
通过这些实例,读者将学会如何使用MATLAB来进行通信原理的实际操作,并将理论与实践相结合。
第三部分:基于MATLAB的通信原理课程设计在这一部分中,我们将详细介绍一个基于MATLAB的通信原理课程设计的步骤和内容。
我们将选择一个特定的通信原理主题,例如调制与解调、信道编码等,并明确课程设计的目标和要求。
接下来,我们将介绍如何利用MATLAB对所选主题进行建模和仿真,以及如何设计实验来验证理论和算法。
我们将提供一些常见问题的解答和示例,以帮助读者更好地完成该课程设计。
第四部分:总结与回顾在这一部分中,我们将对整个文章进行总结和回顾。
我们将重点强调通信原理课程设计的重要性,以及基于MATLAB的实践操作对于加深对通信原理的理解和应用的作用。
我们将强调课程设计过程中遇到的挑战和解决方案,以及对课程设计结果的分析和评估。
观点和理解:基于MATLAB的通信原理课程设计是一种非常有效的教学方法。
它不仅让学生能够在实际操作中加深对通信原理的理解和应用,而且能够培养学生的研究和问题解决能力。
通过该课程设计,学生将学会如何利用MATLAB进行模拟和仿真,并掌握通信原理中的关键算法和技术。
通讯原理课程设计MATLAB一、教学目标本课程的目标是让学生掌握通讯原理的基本知识,学会使用MATLAB进行通讯系统的仿真和分析。
通过本课程的学习,学生应能理解并运用模拟通信和数字通信的基本原理,熟练使用MATLAB进行通信系统的建模和仿真,提高解决实际通信问题的能力。
具体来说,知识目标包括:1.掌握通信系统的基本概念和分类。
2.理解模拟通信和数字通信的基本原理。
3.熟悉MATLAB在通信系统中的应用。
技能目标包括:1.能够使用MATLAB进行通信系统的仿真和分析。
2.能够根据实际问题选择合适的通信方案和算法。
3.能够撰写规范的实验报告,对实验结果进行分析和讨论。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
2.培养学生的创新精神和批判性思维。
3.培养学生对通信技术的兴趣和热情,提高其对专业学习的积极性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括通信系统的基本概念、模拟通信和数字通信的原理,以及MATLAB在通信系统中的应用。
具体的教学大纲如下:1.通信系统的基本概念和分类:介绍通信系统的定义、分类和性能指标。
2.模拟通信原理:包括调幅、调频和调相的原理及其应用。
3.数字通信原理:包括数字调制、解调、编码和解码的原理及其应用。
4.MATLAB在通信系统中的应用:介绍MATLAB的基本使用方法,以及如何利用MATLAB进行通信系统的仿真和分析。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过教师的讲解,使学生掌握通信原理的基本知识和MATLAB的基本使用方法。
2.讨论法:引导学生进行思考和讨论,提高学生的创新精神和批判性思维。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解通信原理和MATLAB在通信系统中的应用。
4.实验法:让学生亲自动手进行实验,培养学生的实践能力和团队合作意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:《通信原理》和《MATLAB教程》。
通信原理实验报告matlab《通信原理实验报告:MATLAB》摘要:本实验报告基于通信原理课程的实验要求,利用MATLAB软件进行了一系列的实验。
通过实验,我们深入了解了通信原理中的一些重要概念和技术,并通过MATLAB软件进行了模拟和分析。
本实验报告将详细介绍实验的目的、原理、实验步骤、实验结果和分析,以及对实验过程中遇到的问题和解决方法进行了总结和讨论。
1. 实验目的本实验旨在通过使用MATLAB软件进行通信原理相关的实验,加深对通信原理中的相关概念和技术的理解,并通过实际操作加强对课程知识的掌握和应用能力。
2. 实验原理在本实验中,我们将涉及到通信原理中的一些重要概念和技术,包括信号的调制与解调、信道编码、信道调制等内容。
通过MATLAB软件,我们可以对这些概念和技术进行模拟和分析,从而更好地理解其原理和应用。
3. 实验步骤本实验中,我们将根据实验要求,依次进行一系列的实验步骤,包括信号的调制与解调、信道编码、信道调制等内容。
通过MATLAB软件,我们将对这些实验步骤进行模拟和分析,得到实验结果。
4. 实验结果和分析在实验过程中,我们得到了一系列的实验结果,并进行了详细的分析。
通过对这些实验结果的分析,我们可以更好地理解通信原理中的相关概念和技术,并加深对课程知识的理解和掌握。
5. 实验总结和讨论在实验过程中,我们也遇到了一些问题,并通过一些方法进行了解决。
在本部分,我们将对实验过程中遇到的问题和解决方法进行总结和讨论,以便更好地应对类似的实验问题。
通过本次实验,我们加深了对通信原理中的相关概念和技术的理解,并通过MATLAB软件进行了模拟和分析,得到了一系列的实验结果。
这些实验结果将有助于我们更好地理解通信原理中的相关知识,并加强对课程知识的掌握和应用能力。
同时,本次实验也为我们今后的学习和研究提供了一定的参考和借鉴。
一、课程设计背景通信系统是现代信息社会中至关重要的基础设施,其设计和性能分析对于信息传输和交换具有重要意义。
Matlab作为一种强大的科学计算软件,被广泛应用于通信系统的仿真设计中。
本课程设计旨在通过Matlab软件进行通信系统的仿真设计,帮助学生掌握通信系统的基本原理和仿真方法,提高其工程实际应用能力。
二、课程设计目标1.了解通信系统的基本原理和结构;2.掌握Matlab编程基础及其在通信系统仿真中的应用;3.掌握通信系统常用信号处理技术;4.能够利用Matlab软件对通信系统进行仿真设计和性能分析。
三、课程设计内容1.通信系统基础知识介绍1.1 通信系统的基本原理1.2 通信系统的结构和功能2.Matlab编程基础2.1 Matlab语言基础2.2 Matlab基本操作和常用函数3.通信系统仿真设计3.1 通信系统信号生成和处理3.2 信道模型和噪声分析4.通信系统性能分析4.1 误码率性能分析4.2 信噪比分析4.3 频谱分析5.通信系统仿真设计案例分析5.1 数字调制与解调仿真设计5.2 OFDM系统性能分析5.3 MIMO系统仿真设计及性能分析四、课程实践环节1.使用Matlab进行通信系统仿真设计的基本操作演练;2.利用Matlab开发和验证通信系统中的基本算法;3.对通信系统的性能进行仿真分析,并进行结果验证;4.辅助课程设计项目的实践环节,帮助学生加深对通信系统仿真设计的理解和掌握。
五、课程设计评价1.学生综合能力的评价1.1 学生对通信系统基础知识的掌握情况1.2 学生Matlab编程能力的提升情况1.3 学生通信系统仿真设计能力的提高情况2.课程设计效果的评价2.1 课程内容是否能满足学生学习需求2.2 课程设计项目实践环节的实际效果2.3 课程设计是否对学生的就业和科研有帮助六、课程设计具体步骤1.明确课程设计目标和内容,制定详细的教学计划;2.准备教学资源和实践环节所需的软硬件设备;3.进行教师培训,提高教师对课程设计内容和实践操作的掌握程度;4.组织学生参与通信系统的相关理论学习和Matlab编程基础课程;5.根据课程设计内容和步骤进行实践操作演练;6.指导学生进行通信系统的仿真设计和性能分析实践;7.进行课程设计项目实践环节,辅助学生加深对通信系统仿真设计的理解和掌握;8.评价课程设计效果,总结经验和改进措施。
西南石油大学通信原理课程设计课程:通信原理题目:新型模拟调制和数字带通调制技术院系:电子信息工程学院专业年级:通信工程2007级姓名:张伟学号: 0707050133指导教师:郑勉2010年6月17日一、课程设计的目的通过自主设计,加深对PCM编码的了解,巩固课堂所学知识。
同时在熟悉MATLAB基础上应用simulink仿真PCM编码器,通过反复调试和理解,基本掌握该仿真软件的使用。
更重要的是,在设计中培养自主创新意识和动手能力,建立起良好的工作习惯和科学素养。
二、程设计的的内容利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个PCM编码器,用示波器观察输入波形和编码波形,最后结合理论对比波形得出结论。
三、课程设计要求1、熟悉matlab环境下的Simulink仿真平台,熟悉PCM编码原理,构建PCM编码电路图。
2、对模拟信号进行采样量化编码,建立仿真模型,分析编码仿真波形。
3、技术要求:模拟信号频率最高限制在4KHz内。
基于MATLAB的模拟调制和数字带通调制技术具体内容: 基于MATLAB的PCM编码器仿真作者:张伟(西南石油大学电信院通信工程2007级)指导教师:郑勉收稿日期:2010 年 6 月22 日【摘要】PCM脉冲编码调制是Pulse Code Modulation的缩写。
PCM编码广泛应用于数字音频信号的处理。
模拟信号数字化必须经过三个过程,即抽样、量化和编码,以实现话音数字化的脉冲编码调制。
在熟悉和掌握PCM编码过程及原理基础上,然后利用MATLAB 进行具体仿真,并观察分各主要波形。
【关键词】MATLAB仿真PCM 编码器的Simulink实现Title :On the basis of matlab and figures with mixed with modulation technology Contents:pcm encoder simulation based on MatlabAuthor :zhang wei(SWPU telecom institute communication engineering 2007)Instructor: zheng mianDate of handed up: 22/6/2010[Abstract]Pcm pulse code modulation, a pulse code modulation the pcm code widely used in the digital audio signal that the analog signals. after three processes must be digitized, sampling, quantizing and coding, to make digital pulse code modulation voice. the encoding process and the pcm and principles, and then using matlab a concrete simulation and observe a major wave.[Key words]Matlab sampling PCM Simulink implementation of the encoder【正文】1MATLAB仿真简介利用MATLAB 提供的可视化工具Simulink 可以建立了扩频通信系统仿真模型。
基于matlab移动通信原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解移动通信的基本原理,掌握信号传输、调制解调、多址技术等核心概念。
2. 学生能够运用MATLAB软件进行移动通信系统的仿真,分析不同参数对通信性能的影响。
3. 学生能够掌握常见移动通信标准及其特点,如GSM、CDMA、4G/5G等。
技能目标:1. 学生能够运用MATLAB编程实现信号的调制与解调,提高编程实践能力。
2. 学生能够通过移动通信系统的仿真实验,培养实际操作和问题解决能力。
3. 学生能够运用所学知识,设计简单的移动通信方案,提升创新能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习移动通信原理,增强对现代通信技术的兴趣,培养积极探索的精神。
2. 学生在团队协作中进行仿真实验,提高沟通与协作能力,培养合作精神。
3. 学生能够关注移动通信技术的发展趋势,认识其在国家经济和社会发展中的重要性,增强社会责任感。
课程性质:本课程为理实一体化课程,结合理论讲解与实践操作,注重培养学生的实际应用能力。
学生特点:学生具备一定的电子信息和通信基础知识,对移动通信有一定了解,但对MATLAB软件操作相对陌生。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,通过案例教学和分组讨论等形式,提高学生的参与度和实践能力。
同时,注重分层教学,满足不同层次学生的学习需求。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观培养,使学生在掌握专业知识的同时,形成正确的价值观。
二、教学内容1. 移动通信原理概述:包括移动通信的发展历程、系统组成、基本原理等,对应教材第一章内容。
2. 信号传输与调制解调技术:涉及信号传输特性、调制解调原理及其在移动通信中的应用,对应教材第二章。
- 数字调制技术:包括ASK、FSK、PSK、QAM等调制方式。
- 解调技术:包括同步解调、非同步解调等。
3. 多址技术:介绍FDMA、TDMA、CDMA等多址技术原理及其在移动通信系统中的应用,对应教材第三章。
matlab通信系统仿真课程设计
MATLAB通信系统仿真课程设计是一个涉及到通信系统原理和MATLAB编程的设计项目。
在这个课程设计中,学生需要通过理论学习和实践操作,掌握通信系统的基本原理和MATLAB的使用技巧,最终完成一个通信系统的仿真模型。
以下是一个可能的课程设计流程和内容:
1. 引言和背景知识:介绍通信系统的基本原理和相关的数学知识,包括信号传输、调制解调、信道编码等概念。
2. MATLAB基础知识:介绍MATLAB的基本语法和常用函数,包括矩阵操作、图形绘制、信号处理等。
3. 信号传输模型:学生需要根据通信系统的基本原理,设计一个简单的信号传输模型。
这个模型可以包括信号的生成、调制、传输和解调等过程。
4. 信道模型:学生需要根据通信系统的信道特性,设计一个适当的信道模型。
这个模型可以包括信道的噪声、衰落等特性。
5. 信号检测和解码:学生需要设计一个信号检测和解码的算法,以实现对传输信号的恢复和解码。
6. 性能评估和优化:学生可以通过改变信道模型、调制方式、编码方式等参数,来评估系统的性能,并根据评估结果进行优化。
7. 结果分析和报告撰写:学生需要分析仿真结果并撰写一个综合性的报告,包括系统设计和实验结果等内容。
在这个课程设计中,学生需要结合理论学习和实践操作,掌握通信系统的基本原理和MATLAB的使用技巧。
通过完成这个设计项目,学生可以加深对通信系统的理解,并提升MATLAB编程和仿真分析的能力。
通信原理matlab课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解通信原理的基本概念,掌握调制解调、信号传输、信道编码等基本知识点;2. 学会运用MATLAB软件进行通信系统的仿真和分析;3. 掌握通信系统性能指标的计算方法,并能够运用MATLAB进行验证。
技能目标:1. 能够运用MATLAB软件设计简单的通信系统模型;2. 学会利用MATLAB进行数据处理、图像绘制和结果分析;3. 提高实际操作能力,培养解决实际通信问题的思维和方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对通信原理课程的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作精神,提高沟通与表达能力;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到通信技术在我国经济社会发展中的重要地位。
课程性质:本课程为通信原理课程的实践环节,旨在通过MATLAB软件的运用,加深学生对通信原理知识的理解和掌握。
学生特点:学生已经掌握了通信原理的基本知识,具备一定的MATLAB编程基础,但实际操作能力和问题解决能力有待提高。
教学要求:结合学生特点和课程性质,将课程目标分解为具体的学习成果,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观培养,提高学生的学习兴趣和积极性。
二、教学内容1. 通信原理基本概念回顾:信号与系统、傅里叶变换、采样定理等;2. 调制解调技术:模拟调制(AM、FM、PM),数字调制(ASK、FSK、PSK、QAM);3. 信号传输与信道:信号传输特性、信道模型、信道编码;4. 通信系统性能分析:误码率、信噪比、带宽等性能指标;5. MATLAB软件操作与仿真:基本命令、数据类型、图形绘制、程序设计;6. MATLAB在通信系统中的应用:设计调制解调器、信道编码器、信号分析仪等;7. 实践项目:分组进行通信系统仿真,分析并优化系统性能。
教学内容安排与进度:第一周:通信原理基本概念回顾,MATLAB软件基本操作;第二周:调制解调技术,实践项目一(调制解调器设计);第三周:信号传输与信道,实践项目二(信道编码器设计);第四周:通信系统性能分析,实践项目三(信号分析仪设计);第五周:总结与成果展示。
目录一.问题描述-----------------------------------------3 二.实验原理-----------------------------------------4 三.源程序-------------------------------------------6 四.数据测试----------------------------------------16 五.调试分析----------------------------------------22 六.用户使用手册------------------------------------23 七.心得体会----------------------------------------24一、问题描述1.使用matlab编程完成HDB3的编码与解码。
2.课程设计需要运用MATLAB编程实现2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK调制解调过程,并且输出其源码,调制后码元以及解调后码元的波形。
二、实验原理1.HDB3编码解码原理HDB3码:三阶高密度双极性码。
HDB3码与二进制序列的关系:(1)二进制信号序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码,二进制信号中“1”码,在HDB3码中应交替地成+1和-1码,但序列中出现四个连“0”码时应按特殊规律编码(引入传号交替反转码的“破坏点”V码);(2)二进制序列中四个连“0”按以下规则编码:信码中出现四个连“0”码时,要将这四个连“0”码用000V 或B00V 取代节来代替(B 和V 也是“1”码,可正、可负)。
这两个取代节选取原则是,使任意两个相邻v 脉冲间的传号数为奇数时选用000V 取代节,偶数时则选用B00V 取代节。
2.二进制数字调制技术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。
通常使用键控法来实现数字调制,比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。
(1)2ASK 信号的产生方法通常有两种:模拟调制和键控法。
解调有相干解调和非相干解调。
P=1时f(t)=Acoswt;p=0时f(t)=0;其功率谱密度是基带信号功率谱的线性搬移(2) 一个2FSK 信号可以看成是两个不同载波的2ASK 信号的叠加。
其解调和解调方法和ASK 差不多。
2FSK 信号的频谱可以看成是f1和f2的两个2ASK 频谱的组合。
(3) 2PSK 以载波的相位变化作为参考基准的,当基带信号为0时相位相对于初始相位为0, 当基带信号为1时相对于初始相位为180°。
(4) 2DPSK 调制原理方框图如下图。
间接法信号调制器原理方框图2DPSK 信号的解调,主要有两种方法,即相位比较法和相干解调法。
相干解调法原理方框图如下图:带通滤相乘低通滤波抽样判决逆码变换本地载波提取载波移相码变换A(t)S(t)相干解调法原理方框图三、源程序clearclca=20; %a表示元素个数,可以修改码元为任意个数如1024r=unidrnd(2,1,a-1); %随机产生离散均匀二值分布(1,2),共a-1个rn=r-1; %每个元素减1变为(0,1)二值随机数列rn=[1,rn]; %跟书上一致,从1开始随机产生离散均匀二值分布(1,2),共a个ori=rn; %将原序列保存起来,便于后面解码后比较oril=1;for k=1:a-3if abs(rn(k))==1m=rn(k); %m记录可能存在的连续4个0前面非零码元的符号endif rn(k)==0if rn(k+1)==0if rn(k+2)==0if rn(k+3)==0 %检测是否连续4个码元都是0rn(k+3)=2*m; %用2表示书上的Vendendendendendrn ; %插入V(2)后 checked l=1; %l=1表示两个V之间有偶数个非零码,0是偶数,所以初始为1,l=-1表示两个V之间有奇数个非零码for s=1:aif abs(rn(s))==2for d=s+1:aif abs(rn(d))==1 %V之间的非零码只有+1,-1遇到一个一使l变一次号,表示偶数或奇数l=-l;endif abs(rn(d))==2if l~=1l=1; %不需要插入B时若检测到V 也应把计数器清零%最初版本的升级处1else %检测到下一个V时,若为偶数个,则插入Brn(d-3)=3*(-(rn(d-4))/(abs(rn(d-4)))); %3代表B,插入不带符号的Brn(d:a)=-rn(d:a);end %V后的符号再交替endendendendrn %到此处完成了插入不带符号的B %for s=1:a% if abs(rn(s))==3 %找到B%rn(s)=rn(s)*(-(rn(s-1))/(abs(rn(s-1)))); %B(3)与前一个位置的带符号的归一值相乘再取反,实现符号B(3)的极性与前一非符号的相反%B后面第三个就是接下来的V,从它开始非零码正负号交替变化%end%endHDB=rn; %给B(3)添加了符号,并且实现了V后的符号再交替HDB%以上便实现了HDB3的编码%下面进行解码for k=1:aif abs(rn(k))==2rn(k-3)=0;rn(k)=0; %每个V(2)都变成0,V前面第三个有可能是B(3)有可能是0也恢复为0endif abs(rn(k))==1rn(k)=1;endendrn %解码后的恢复序列rn-ori %解码与原码比较全为0则解码正确s=menu('通信原理','2ASK','2PSK','2FSK','2DPSK')switch scase 1,scolor='2ASK';n=8;N=100;K=4;a=randint(1,n);bita=[];sl=[];bitRate=1e3;fc=1e3;%载频1KHZt=linspace(0,1/bitRate,N);for i=1:length(a)if a(i)==0bit1=zeros(1,N);elsebit1=ones(1,N);endbita=[bita,bit1];c=sin(2*pi*t*fc);sl=[sl c];endfigure(1);subplot(K,1,1);plot(bita,'LineWidth',1.5),title('基带信号'),grid on;axis([0,N*length(a),-2.5,2.5]);tz=bita*6.*sl;subplot(K,1,2);plot(tz,'LineWidth',1.5);title('ASK调制后信号');grid on;signal=awgn(tz,80,'measured');subplot(K,1,3);plot(signal,'LineWidth',1.5),grid on;title('信号+噪声')Fs=3e3;[b,a]=ellip(4,0.1,40,[999.9,1000.1]*2/Fs);%设计IIR带通滤波器,阶数为4,通带纹波0.1,阻带衰减40DBsf=filter(b,a,signal);%信号通过该滤波器figure(2);K1=4;subplot(K1,1,1);plot(sf,'LineWidth',1.5),grid on;title('BPF')signal2=abs(sf); %乘同频同相sinsubplot(K1,1,2);plot(signal2,'LineWidth',1.5),grid on;title('全波整流器');Fs=3e3;%抽样频率400HZ[b,a]=ellip(4,0.1,40,[50]*2/Fs);%设计IIR低通滤波器sf1=filter(b,a,signal2);%信号通过该滤波器,输出信号sfsubplot(K1,1,3);plot(sf1,'LineWidth',1.5),grid on;title('LPF');sf2=[];LL=fc/bitRate*N;i=LL/2;bitb=[];while (i<=length(sf1)) %判决sf2=[sf2,sf1(i)>=0.001];i=i+LL;endfor i=1:length(sf2)if sf2(i)==0bit1=zeros(1,N);elsebit1=ones(1,N);endbitb=[bitb,bit1];endfigure(1);subplot(K,1,4); plot(bitb,'LineWidth',1.5),grid on;title('解调后信号'); axis([0,N*length(sf2),-2.5,2.5]);case 2,scolor='2PSK';l=linspace(0,pi,50);% 数据初始化t=linspace(0,9*pi,450);b=1:1:9;out=1:1:450;f=1:1:450;g=1:1:450;w1=2 %正弦波f1的频率,可以根据自己想要的频率在此改写%正弦波f2的频率,可以根据自己想要的频率在此改写f1=sin(w1*l);figure(1);f2=sin(w1*l+pi);figure(1);subplot(2,1,1),plot(l,f1),axis([0 pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('f1');%画出f1信号波形subplot(2,1,2),plot(l,f2),axis([0 pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('f2');%画出f2信号波形a=[0 1 0 0 0 1 1 0 1]for i=1:9 %2pSK编码if a(i)==0for k=1:50 %如果二进制原码为0则输出f1波形out(k+50*(i-1))=f1(k);endelsefor j=1:50out(j+50*(i-1))=f2(j); %r如果二进制原码为1则输出f2波形endendendfor i=1:9 %2PSK解码n=0;m=0;for j=1:50if out(j+50*(i-1))-f1(j)==0n=n+1;else if out(j+50*(i-1))-f2(j)==0m=m+1;endendendif n>mb(i)=0;else b(i)=1;endendbfor i=1:9 %画出解码后的波形 ,包括原码和解码出的码,进行对比for j=1+50*(i-1):50*if(j)=a(i);g(j)=b(i);endendfigure(2);subplot(3,1,1),plot(t,f),axis([0 9*pi -0.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('数字基带调制原码');subplot(3,1,2),plot(t,out),axis([0 9*pi -1.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('调制好的波形');subplot(3,1,3),plot(t,g),axis([0 9*pi -0.2 1.2]),xlabel('t'),ylabel('解码得到的码');[Num,Rat]=biterr(f,g)case 3,scolor='2FSK';%==生成随机码元、基带信号、调制================%n=8;%随机码元个数N=100;%模拟一个码元的点数K=4;%figure1画四个小图a=randint(1,n)%码元生成bita=[];%定义空数组,存放基带信号for i=1:length(a)if a(i)==0bit1=zeros(1,N);elsebit1=ones(1,N);endbita=[bita,bit1];%基带信号endfigure(1);subplot(K,1,1);plot(bita,'LineWidth',1.5),title('基带信号'),grid on;axis([0,N*length(a),-2.5,2.5]);bitRate=1e3;%每一个码元中采样点的间隔宽度0.001sfc=1e3;%载频1KHZt=linspace(0,1/bitRate,N);tz=[];c1=sin(2*pi*t*fc);%载波c2=sin(2*pi*t*fc*2);%载波for i=1:length(a)if a(i)==1tz=[tz,c1];elsetz=[tz,c2];endendsubplot(K,1,2);plot(tz,'LineWidth',1.5);title('2FSK已调信号');grid on;signal=awgn(tz,20,'measured');%加噪subplot(K,1,3);plot(signal,'LineWidth',1.5),grid on;title('信号+噪声')%===========解调============%Fs=5e3;%采样频率[b1,a1]=ellip(4,0.1,40,[999.9,1000.1]*2/Fs);%设计IIR带通滤波器,阶数为4,通带纹波0.1,阻带衰减40DB[b2,a2]=ellip(4,0.1,40,[1999.9,2000.1]*2/Fs);sa=filter(b1,a1,signal);%信号通过该滤波器sb=filter(b2,a2,signal);figure(2);K1=3;%figure2画(3*2)幅图表示解调过程subplot(K1,2,1);plot(sa,'LineWidth',1.5),grid on;title('BPF')subplot(K1,2,2);plot(sb,'LineWidth',1.5),grid on;title('BPF')%======相乘器=============%t=linspace(0,1/bitRate,N);c1=sin(2*pi*t*fc);c2=sin(2*pi*t*fc*2);sia=[];sib=[];for i=1:nsia=[sia,c1];sib=[sib,c2];endsiga=sa.*sia;%乘同频同相siasigb=sb.*sib;%乘同频同相sibsubplot(K1,2,3);plot(siga,'LineWidth',1.5),grid on;title('相乘器'); subplot(K1,2,4);plot(sigb,'LineWidth',1.5),grid on;title('相乘器'); %========LPF================%Fs=5e3;%抽样频率400HZ[b1,a1]=ellip(4,0.1,40,[50]*2/Fs);%设计IIR低通滤波器[b2,a2]=ellip(4,0.1,40,[50]*2/Fs);%设计IIR低通滤波器sfa=filter(b1,a1,siga);%信号通过该滤波器,输出信号sfasfb=filter(b2,a2,sigb);%信号通过该滤波器,输出信号sfbsubplot(K1,2,5);plot(sfa,'LineWidth',1.5),grid on;title('LPF'); subplot(K1,2,6);plot(sfb,'LineWidth',1.5),grid on;title('LPF');%===========抽样判决==================%s2a=[];s2b=[];LL=fc/bitRate*N;i1=LL/2;i2=LL;bitb=[];while (i1<=length(sfa)) %判决过程s2a=[s2a,sfa(i1)>=0];i1=i1+LL;endwhile (i2<=length(sfb))s2b=[s2b,sfb(i2)<=0];i2=i2+LL;endfor i=1:nif s2a(i)>s2b(i)bit1=zeros(1,N);elsebit1=ones(1,N);endbitb=[bitb,bit1];endfigure(1);subplot(K,1,4); plot(bitb,'LineWidth',1.5),grid on;title('解调后信号'); axis([0,length(bitb),-2.5,2.5]);case 4,scolor='2DPSK';%- 2DPSK 调制与解调%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_Part>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------fs = 30000;Time_Hold_On = 0.1;Num_Unit = fs * Time_Hold_On;High_Level = ones ( 1, Num_Unit );Low_Level = zeros ( 1, Num_Unit );w = 300;A = 1;%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>Initial_The_Signal>>>>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------Sign_Set = [0,1,1,0,1,0,0,1]Lenth_Of_Sign = length ( Sign_Set );st = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );sign_orign = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );sign_result = zeros ( 1, Num_Unit * Lenth_Of_Sign );t = 0 : 1/fs : Time_Hold_On * Lenth_Of_Sign - 1/fs;%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>产生基带信号>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------for I = 1 : Lenth_Of_Signif Sign_Set(I) == 1sign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;elsesign_orign( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;endend%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>调制部分>>>>>>>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------for I = 1 : Lenth_Of_Signif Sign_Set(I) == 1st( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A * cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) + ( pi / 2 ) );elsest( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = A * cos ( 2 * pi * w * t( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit ) );endendsubplot ( 2,1,1 )plot(t, sign_orign);axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - (A / 2), A + (A / 2) ] ); title ( '原始信号' );gridsubplot ( 2, 1, 2 );plot ( t, st );axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] ); title ( '调制后的信号' );grid%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>相乘>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------dt = st .* cos ( 2 * pi * w * t );figureplot ( t, dt );axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] ); title ( '相乘后的波形' );grid%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>>>>>>>低通滤波部分>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------[N,Wn] = buttord( 2*pi*50, 2*pi*150,3,25,'s'); %临界频率采用角频率表示[b,a]=butter(N,Wn,'s');[bz,az]=impinvar(b,a,fs); %映射为数字的dt = filter(bz,az,dt);figureplot ( t, dt );axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] ); title ( '低通滤波后的波形' );grid%--------------------------------------------------- %>>>>>>>>>>>>>抽样判决 & 逆码变换部分>>>>>>>>>>>>>>>%---------------------------------------------------for I = 1 : Lenth_Of_Signif dt((2*I-1)*Num_Unit/2) < 0.25sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = High_Level;sign_result( (I-1)*Num_Unit + 1 : I*Num_Unit) = Low_Level;endendfigureplot ( t, sign_result );axis( [ 0 , Time_Hold_On *( Lenth_Of_Sign + 1), - 3*(A / 2), 3*(A / 2) ] ); title ( '解调后信号' );gridend四、测试数据运行程序命令窗口会显示随进产生的二进制码,对此二进制码进行HDB3编码之后得码元,解码之后得码元以及解码之后得码元与原基带码进行比较得结果如下图:还会出现调制解调得选择窗口,来进行选择调制解调方式如下在选择窗口中可以看到有四种调制解调方式选择2ASK进行调制解调可以看到随机得基带信号,2ASK调制后的信号以及2ASK解调后的信号进入菜单从新选择2PSK可以看到随机产生得2PSK基带信号,2PSK调制后的信号以及2PSK解调后的信号进入菜单栏重新选择2FSK调制解调可以看到随机产生得基带信号,使用2FSK调制后的信号以及使用2FSK解调后的信号进入菜单栏从新选择2DPSK调制解调以上为随机产生得二进制原始信号以及2DPSK调制之后得信号使用2DPSK解调之后的信号五、调试分析1、调试方法:运行程序,按要求测试各功能能否实现,如果不能实现,则寻找问题原因,修改程序后再次运行,再次测试功能能否实现,直到成功实现所有功能。