基于MATLAB的点对点通信仿真

中国地质大学（武汉）通信原理matlab仿真报告姓名: 张彪_班号: 075112 _学号：20111002253院系：_机电学院专业：_通信工程指导教师：_赵娟老师联系方式：预留指导时间：1、选题为3.周期信号m(t)，周期为2，在区间[0,2]内定义为：m(t)=t , 1=<t=<2；m(t)=2-t , 1=<t<=2。

（1）以时间间隔为0.1 的步长对此信号进行8 电平的均匀量化，画出量化输出波形；（2）求各量化点的量化误差，画出量化误差波形；（3）通过计算误差信号的功率，求该系统的SNRq（以dB 计）。

2、解题原理与思路模拟信号的取值范围：a～b，量化电平数＝M则均匀量化时的量化间隔为：(b-a)/M且量化区间的端点mi=a+i v i=0,1,…,M 若量化输出电平qi取量化间隔的中点，则qi=[mi+m （i-1）]/2 i=1,2…,M .我的解题思路很简单，大致分为三部分，第一部分构造出题中所给的分段函数；第二部分自定义均匀量化函数，并一并写入计算信噪比等功能；第三部分将第一部分带入自定义函数并求出量化误差波形，最后输出波形，完成题目要求。

思路框图3、实验代码及注释：（1）分段函数的构造并代入自定义函数及求量化误差。

clear all;x1=0:0.1:1;y1=x1;x2=1:0.1:2y2=-x2+2;y3(1:11)=y1;y3(11:21)=y2; %构造出分段函数x=0:0.1:2;plot(x,y3); %输出分段函数w=juny(y3,1,8); %代入自定义函数求值plot(x,y3,x,w); %输出原波形与量化波形title('原波形与量化波形')figure(2)z=abs(y3-w); %求量化误差plot(x,z) %输出量化误差波形title('量化误差波形')（2）自定义函数：量化函数的实现function h=juny(f,v,L)%f是量化的信号序列%v是量化电平最大值%L是量化电平数n=length(f);t=2*v/L; %纵坐标取间隔p=zeros(1,L+1); %确定范围及初始化for i=1:L+1,p(i)=-v+(i-1)*t; %确定原信号抽样值endfor i=1:n %求量化值if f(i)>=v %在此范围内的量化取值（大于量化电平最大值时）h(i)=v;endif f(i)<=-v %在此范围内的量化取值（小于量化电平最小值时）h(i)=-v;endflag=0; %设立标志for j=2:L/2+1 %对量化电平数即纵坐标取半if flag==0if f(i)<p(j) %原信号与抽样信号循环比较h(i)=(p(j-1)+p(j))/2; %确定量化电平flag=1;endendendfor j=L/2+2:L+1 %另一部分的量化（同上）if flag==0if f(i)<p(j)h(i)=(p(j-1)+p(j))/2;flag=1;endendendendnq=v^2/(3*L^2); %计算量化噪声功率nq %显示量化噪声功率Am=2;snr=(3/2)*(Am/v)^2*L^2; %计算信噪比snr %显示信噪比snr=10*log(snr)/log(10); %将信噪比改为dB表示snr4、运行结果：运算结果：nq =0.0052 snr =384 snr =25.8433dB5、分析：在实验过程中出现许多问题，比如分段函数的构造写了一下午，本来是很简单，可以直接是一个三角函数，调用即可，不过如果是其他形式的分段函数就不能了，所以过程中用if 语句等等去做，不过都没做好，最后想起来用的这种方法构造的。

创新实践报告报告题目：基于matlab的通信系统仿真学院名称：信息工程学院姓名：班级学号：指导老师：二O一四年十月十五日一、引言现代社会发展要求通信系统功能越来越强，性能越来越高，构成越来越复杂；另一方面，要求通信系统技术研究和产品开发缩短周期，降低成本，提高水平。

这样尖锐对立的两个方面的要求，只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术和工具才能实现。

在这种迫切的需求之下，MATLAB应运而生。

它使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。

通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程，对通信系统的发展起着举足轻重的作用。

通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性，有助于我们更好地研究通信系统性能。

通信系统仿真的基本步骤如下图所示：二、仿真分析与测试（1）随机信号的生成利用Matlab 中自带的函数randsrc 来产生0、1等概分布的随机信号。

源代码如下所示：global N N=300; global p p=0.5;source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]); （2）信道编译码 1、卷积码的原理卷积码(convolutional code)是由伊利亚斯(p.Elias)发明的一种非分组码。

在前向纠错系统中，卷积码在实际应用中的性能优于分组码，并且运算较简单。

卷积码在编码时将k 比特的信息段编成n 个比特的码组，监督码元不仅和当前的k 比特信息段有关，而且还同前面m=(N-1)个信息段有关。

通常将N 称为编码约束长度，将nN 称为编码约束长度。

一般来说，卷积码中k 和n 的值是比较小的整数。

将卷积码记作(n,k,N)。

卷积码的编码流程如下所示。

可以看出：输出的数据位V1,V2和寄存器D0,D1,D2,D3之间的关系。

根据模2加运算特点可以得知奇数个1模2运算后结果仍是1，偶数个1模2运算后结果是0。

2、译码原理021V D D =⊕01232V D D D D=⊕⊕⊕卷积码译码方法主要有两类：代数译码和概率译码。

通信原理基于matlab的计算机仿真通信原理基于matlab的计算机仿真已经成为通信领域中一项重要的研究工具。

此类仿真软件通过模拟现实情形，能够极大地加快通信设备的开发进程，并且可以帮助工程师进行实验，发现并解决通讯中可能存在的问题。

同时，matlab的通信仿真功能也成为了相关教材和教学实验的首选，许多大学，尤其是通信工程专业的学生要通过matlab的仿真来更好地理解通信原理和通信设备的工作原理。

由于matlab的专业性，无论是对于传输介质的模型计算，还是信号的传输过程的计算仿真，都非常适合。

通信原理的matlab仿真可以有效地帮助工程师分析各种信号，包括模拟信号、数字信号及混合信号。

这种仿真可用于计算机网络、通信系统设计以及无线通信和移动通信等领域。

在matlab中，通信原理的仿真重点是信号的传输与接收。

目前，通信设备主要采用数字信号的传输方式，而matlab中也能够实现该方式的仿真。

通过模拟数字信号的传输过程，可以帮助工程师分析此类信号在不同媒介下的传输效果。

所以，在进行数字信号的仿真时，matlab会考虑到以下几个因素：1.噪声在数字通信中，噪声是一个常见的问题。

因此，在matlab 的仿真中也要考虑到噪声的影响因素。

matlab能够对噪声进行建模，模拟各种环境下的噪声对数字信号的影响程度。

2.数据传输速率数据传输速率也会影响数字信号的仿真结果。

matlab可以模拟数字信号传输的速率以及不同速率下的传输效果。

3.差错率差错率也是数字信号传输中的一个显著因素，matlab在通信原理仿真中也会进行模拟。

除数字信号外，模拟信号的仿真也是通信原理仿真领域的一项重要工作。

在matlab的仿真中，通常对模拟信号的传输和接收会更加复杂。

通信原理的matlab仿真的一个重要应用就是误码率和比特误差率测试。

误码率和比特误差率都是评估数字信号传输质量的指标。

通信系统的设计旨在在受到最小干扰时保持误差率的最小化。

通信系统课群综合应用课程设计任书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 基于matlab的通信系统仿真初始条件：理论方面——电路分析基础、模拟电子、高频电子线路、通信原理、数字信号处理等专业知识设备方面——微型计算机软件方面——matlab仿真平台场地方面——鉴主15楼通信实验室1要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.理论设计与分析，包括理论的推导和计算过程。

2.制作相应的matlab编制仿真程序，并与理论结果对比，最后得出结论。

3.完成课程设计报告，包括必要的公式、文字/图表说明和仿真结果。

时间安排：本课程设计自任务书发布之日开始，分散进行，答辩时间统一。

指导教师签名：2018年12月3日系主任（或责任教师）签名： 2018年12月3日目录摘要 (1)Abstract (2)1.绪论 (3)1.1课程设计任务与要求 (3)1.1.1课程设计的目的 (3)1.1.2课程设计的任务与要求 (3)1.2 数字通信系统原理分析 (3)1.3 MATLAB基本介绍 (4)2.各部分电路的原理与分析 (5)2.1 PCM编码原理及设计 (5)2.1.1脉冲编码调制 (5)2.1.2 PCM编码原理 (6)2.1.3逐次比较法译码原理 (9)2.1.4用MATLAB实现PCM编译码 (9)2.2 HDB3码编译码原理 (10)2.2.1 AMI码编码基本原理 (10)2.2.2 HDB3码编码基本原理 (10)3.2.4用MATLAB实现HDB3编译码 (11)2.3循环码编译码原理 (12)2.3.1循环码编译码原理与特点 (12)2.3.2循环码编码基本原理 (12)2.3.3循环码译码原理 (13)2.2.4用MATLAB实现循环码编译码 (14)2.4 PSK调制解调原理 (16)2.4.1 PSK基本原理 (16)2.4.2 PSK调制基本原理及方案选择 (16)2.4.3 PSK解调基本原理 (17)2.4.4用MATLAB实现PSK调制解调 (18)2.5衰落信道 (19)3.MATLAB仿真结果分析 (21)3.1 PCM编码模块仿真分析 (21)4.小结及心得体会 (25)参考文献 (26)附录 (27)附录一 (27)附录二 (29)附录三 (31)附录四 (32)附录五 (33)摘要在当今信息化社会中，随着通信技术的飞速发展，相关的通信理论、技术也得到了飞速发展。

发送波形。

另外，在接收端可以通过观察眼图和统计直方图来更好地分析信道和发送、接收波形。

最后，通过信道译码和比特与文本转换，得到发送的文本信息。

2.1 发送模块信息转换部分用来将待发送的文本信息转换为其ASIC码对应的二进制比特序列。

信道编码部分采用（3,1,3）重复编码，即每个比特使用三位相同的比特来表示。

0编码为‘000’,1编码为‘111’。

该编码方式增加了信息的可靠性，降低误码率，可以用来对抗信道的影响。

信道编码结束后，将信息封装成长度为1282位的帧，其中包含起始位1和终止位0。

为了简单表示，将超出帧长的部分删去。

在帧前加入长度为1500位的导频序列，其由500位二进制‘1’,500位二进制‘0’和500位二进制‘1’构成。

导频序列的加入是用来进行波形同步和信道估计。

接下来，利用SPB将发送帧扩展为发送波形，并传至已经构建好的瑞利信道。

2.2 信道模块将发送波形和信道做卷积之后可以得到接收波形。

信道为瑞利信道，具体表达式如下：2.3 接收模块接收到波形最大值和最小值之和的1/2作为判决门限值。

在收到接收波形的基础上，利用导频序列进行同步，找到接收波形的起始点位置。

从起始点位置起，依据SPB，对波形进行抽样和判决，高于门限值的判定为1，低于门限值的判定为0。

至此，完成波形到编码序列的转换。

依据信道编码的规则，可以完成信道译码。

将之前得到的编码序列去掉重复位即可得到原序列。

由于信息经过信道，由此会产生误码，这里可依据重复码的校验方式对信号进行简单的检错和纠错。

三位码的码重有0、1、2、3四种，根据最短距离准则，码重为0、1的判定为‘000’型码字，码重为2、3的判定为‘111’型码字。

得到的信道译码序列再经过字符转换，转换为字符串。

完成了字符串从发送端到接收端的全过程。

三、仿真分析本实验利用MATLAB软件进行仿真，在仿真中，我采用了两种信道。

第一种是源文件给出的“doubleexp”信道，另一种则是瑞利信道叠加高斯噪声。

matlab通信仿真实例-回复Matlab通信仿真实例：使用信道编码和调制技术实现数字通信系统引言：数字通信系统是现代通信领域中的关键技术之一，广泛应用于各种通信场景，例如移动通信、卫星通信、互联网传输等。

在数字通信系统中，信号经过多个处理步骤才能被正确解码，其中信道编码和调制技术是最重要的环节之一。

本篇文章将以Matlab通信仿真为例，详细介绍如何使用信道编码和调制技术实现数字通信系统。

第一部分：信道编码1. 介绍信道编码的基本原理和作用。

信道编码可以通过冗余信息的添加来提高错误纠正能力，使得接收端能够恢复出原始数据，从而提高通信系统的可靠性。

2. 介绍Hamming码的基本原理和特点。

Hamming码是一种常用的线性块码，在编码过程中通过添加冗余位来检测和纠正错误。

3. 使用Matlab实现Hamming码编码器和解码器。

编写Matlab代码，使用矩阵运算实现Hamming码编码器和解码器的功能，并测试其正确性和性能。

第二部分：调制技术1. 介绍调制技术的基本原理和作用。

调制技术可以将数字信号转换为模拟信号，便于在模拟信道中传输，同时也可以提高频谱利用率。

2. 介绍QPSK调制技术的基本原理和特点。

QPSK是一种常用的调制方式，通过将两个比特一组进行调制，并将调制后的信号映射到星座图上。

3. 使用Matlab实现QPSK调制器和解调器。

编写Matlab代码，实现QPSK调制器和解调器的功能，并测试其正确性和性能。

第三部分：数字通信系统实现1. 介绍数字通信系统的整体架构。

数字通信系统主要由信源、信道编码、调制、调制器、信道、解调器和解编码器等组成。

2. 使用Matlab搭建数字通信系统模型。

基于前面所述的信道编码和调制技术，结合Matlab的信号处理工具箱，搭建数字通信系统的仿真模型。

3. 进行系统性能评估和调优。

通过改变编码方式、调制方式或信道参数等，评估数字通信系统的性能，并进行系统调优，使系统达到最佳性能。

• 139•针对通信原理课程的教学特点和传统实验教学存在的问题，讨论了将Matlab软件引入到通信原理课程教学的必要性。

以模拟调制系统为例，利用Matlab的工具箱和Simulink界面对通信系统进行可视化教学，并给出了仿真结果。

实践证明，不仅在课堂教学中以更加直观的方式进行讲解，而且补充和完善传统实验的不足，提高学生学习积极性，教学效果得到较大提升。

随着5G通信的到来，通信技术在人们日常生活中是无处不在，现代通信技术取得了显著进展。

通信原理作为高校通信工程和电子信息等本科专业课程体系中重要的专业基础课，系统阐述了模拟和数字通信系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，为学生学习后续课程储备专业素养（王海华，Matlab/Simulink仿真在“通信原理”教学中的应用研究：湖北理工学院学报，2015）。

然而这门课程理论内容丰富，系统模型抽象，数学公式多，推理过程繁琐，学生普遍感到枯燥难懂，抓不住重点，学习吃力，不能顺利学好本课程（基于Matlab_Simulink的通信原理虚拟仿真实验教学方法研究：现代电子技术，2015；邵玉斌，Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析：清华大学出版社，2008）。

为此，在教学过程中引入Matlab仿真技术，理论联系实践开展教学工作，通过simulink界面搭建系统模型，调整参数，观察通信系统性能，激发学生的学习积极性，提升教学质量，实现良好的教学模式。

1 Matlab软件介绍Matlab在工程数值运算和系统仿真方面具有强大的功能，主要包括数值分析、仿真建模、系统控制和优化等功能（牛磊，赵正平，郭博，Matlab仿真在通信原理教学中的应用：阜阳师范学院学报，2014）。

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。

Simulink平台是Matlab中一种可视化仿真工具，提供了建立模型方框图的图形用户界面（GUI），可以将图形化的系统模块连接起来，从而建立直观、功能丰富的动态系统模型（黄琳，曹杉杉，熊旭辉.基于Matlab的通信原理实验课程设计：湖北师范大学学报，2017）。

matlab通信仿真设计MATLAB通信仿真设计文档概述：通信系统是现代信息社会的核心，通信系统的性能直接影响着信息的传输质量和传输速度。

通信仿真技术作为其中的一种重要的手段，在通信系统的设计、优化和评估中扮演着重要角色。

MATLAB仿真软件是通信仿真领域中使用最为广泛的工具之一。

通过MATLAB软件，可以快速建立通信系统的仿真模型，并实现对其进行仿真和测试。

本文将详细介绍MATLAB通信仿真设计的相关知识和实现方法。

一、MATLAB通信仿真设计的基础知识MATLAB通信仿真设计主要涉及以下几个方面的知识：1. 信号处理与数字通信基础知识MATLAB通信仿真应用需要掌握一定的信号处理与数字通信的基础知识，如数字信号处理、滤波器设计、数字调制解调技术等。

2.MATLAB基础知识MATLAB仿真软件是MATLAB通信仿真设计的基础平台，需要掌握MATLAB的基本语法、常用命令、图形绘制等。

3.通信系统的仿真知识通信系统的仿真知识包括系统建模、仿真参数的设置、仿真结果的评估等。

二、MATLAB通信仿真设计的常用工具MATLAB通信仿真设计涉及到的常用工具如下：1.MATLAB通信系统工具箱MATLAB通信系统工具箱是MATLAB仿真软件中的一个重要工具，包含了数字信号处理、滤波器设计、卷积码、分组码、调制、解调、信道编码、信道建模、误码性能、符号时钟估计等多个模块，能够快速实现通信系统的仿真。

2.系统建模工具系统建模工具是用来建立通信系统的仿真模型的工具。

MATLAB仿真软件中提供了SIMULINK模块，可以通过模块化的方式快速地建立通信系统的仿真模型，而不需要进行复杂的编程。

3.信号调制与解调工具信号调制与解调工具是用来对数字信号进行调制、解调的工具。

MATLAB仿真软件中提供了多种常用的调制解调技术，如PSK、FSK、QAM等。

4.误码性能评估工具误码性能评估工具是用来评估通信系统误码率性能的工具。

陕西理工学院通信原理课程设计题目基于SIMULINK的通信系统仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

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涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日II题目基于SIMULINK的模拟通信系统的仿真（线性调制）摘要在模拟通信系统中，由模拟信源产生的携带信息的消息经过传感器转换成电信号，模拟基带信号在经过调制将低通频谱搬移到载波频率上适应信道，最终解调还原成电信号；在数字传输系统中，数字信号对高频载波进行调制，变为频带信号，通过信道传输，在接收端解调后恢复成数字信号。