通信系统建模与仿真Word文件下载.docx
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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
二、结果分析
结果分析:
从程序运行结果看仿真得到的误符号率与理论近似值相吻合,而仿真得到的误比特率要高于理论值。
三、源程序
%基于通信系统的建模
%作者:
刘海峰
%学号:
201216020307
%日期:
2015年10月31日
clc
clearall;
%清除变量
nsymbol=100000;
%每种信噪比下的发送符号数
T=1;
%符号周期
fs=100;
%采样频率
ts=1/fs;
%采样周期
t=0:
ts:
T-ts;
%时域矢量
fc=10;
%载波频率
c=sqrt(2/T)*exp(j*2*pi*fc*t);
%载波信号
c1=sqrt(2/T)*cos(2*pi*fc*t);
%同相载波
c2=-sqrt(2/T)*sin(2*pi*fc*t);
%正交载波
M=8;
%8-PAM
graycode=[01236745];
%Gray编码规则
EsN0=0:
15;
%信噪比
snr1=10.^(EsN0/10);
%信噪比转换为线性
msg=randint(1,nsymbol,M);
%消息数据
msg1=graycode(msg+1);
%Gray映射
msgmod=pskmod(msg1,M).'
;
%基带8—PSK映射
tx=real(msgmod*c);
%载波调制
tx1=reshape(tx.'
1,length(msgmod)*length(c));
spow=norm(tx1).^2/nsymbol;
%求每个符号的平均功率
forindx=1:
length(EsN0)
sigma=sqrt(spow/(2*snr1(indx)));
%根据符号功率求噪声功率rx=tx1+sigma*randn(1,length(tx1));
%加入高斯白噪声rx1=reshape(rx,length(c),length(msgmod));
r1=(c1*rx1)/length(c1);
%相关运算r2=(c2*rx1)/length(c2);
r=r1+j*r2;
y=pskdemod(r,M);
%PSK解调decmsg=graycode(y+1);
[err,ber(indx)]=biterr(msg,decmsg,log2(M));
%误比特率[err,ser(indx)]=symerr(msg,decmsg);
%误符号率
end
ser1=2*qfunc(sqrt(2*snr1)*sin(pi/M));
%理论误符号率
ber1=1/log2(M)*ser1;
%理论误比特率
semilogy(EsN0,ber,'
-ko'
EsN0,ser,'
-k*'
EsN0,ser1,EsN0,ber1,'
-k.'
);
title('
8-PSK载波调制信号在AWGN信道下的性能'
)
xlabel('
Es/N0'
ylabel('
误比特率和误符号率'
legend('
误比特率'
'
误符号率'
理论误符号率'
实验二AM调制信号的Matlab实现
一、实验原理
标准调幅波(AM)产生原理:
调制信号是来自信源的调制信号(基带信号),这些信号可以是模拟的,亦可以是数字的。
为首调制的高频振荡信号可称为载波,它可以是正弦波,亦可以是非正弦波(如周期性脉冲序列)。
载波由高频信号源直接产生即可,然后经过高频功率放大器进行放大,作为调幅波的载波,调制信号由低频信号源直接产生,二者经过乘法器后即可产生双边带的调幅波。
设载波信号的表达式为
,调制信号的表达式为
,则调幅信号的表达式为:
图1.1标准调幅波示意图
所谓非相干解调(包络检波)是在接收端解调信号时不需要本地载波,而是利用已调信号中的包络信号来恢复原基带信号。
因此,非相干解调一般只适用幅度调制(AM)系统。
忧郁包络解调器电路简单,效率高,所以几乎所有的幅度调制(AM)接收机都采用这种电路。
如下为串联型包络检波器的具体电路。
图2.2AM信号的非相干解调原理
当RC满足条件
时,包络检波器的输出基本与输入信号的包络变化呈线性关系,即
隔去直流后就得到原信号
包络检波是在
的情况下才能实现的,由上图A=2和A=1两种情况下可以看出当A=2时满足条件
,AM波的包络与调制信号m(t)的形状完全一样,可以通过隔直流的方法(包络解调)得到原信号
;
当A=1时,不满足条件
出现欠调幅,AM波的包络失真无法通过隔直流的方法(包络解调)得到原信号
,所以在这种情况下不能用包络检波的方法,只能通过相干解调。
三、源代码
%AM调制信号的Matlab实现
clc%清空命令窗口
clearall%清空工作区中的变量
t=1:
0.0001:
5;
%t的范围,步进0.0001
%载波信号频率
A=sqrt
(2);
%直流信号
mt=A*cos(2*pi*t);
%调制信号
ct=cos(2*pi*fc*t);
st1=(2+mt).*ct;
%正常调幅
st2=(1+mt).*ct;
%欠调幅
subplot(2,1,1);
%图形分块
plot(t,st1);
%绘制st1
holdon;
%图形保持
plot(t,2+mt,'
r'
%绘制包络2
subplot(2,1,2);
plot(t,st2);
%绘制st2
a=abs(1+mt);
%取绝对值
plot(t,a,'
%绘制包络1
实验三单极性归零吗的MATLAB实现
单极性归零码(RZ)即是以高电平和零电平分别表示二进制码1和0,而且在发送码1时高电平在整个码元期间T只持续一段时间τ,其余时间返回零电平.在单极性归零码中,τ/T称为占空比.单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号,因此单极性归零码常常用作其他码型提取同步信号时的过渡码型.也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步信号的码型,可先变换为单极性归零码,然后再提取同步信号。
由上图可知10111101其中1前半个码元期间是高电平,后半个码元期间是低电平(即后半段归零),0是一个码元期间都是低电平。
该码的占空比为1/2,由波形可以看出单极性归零码在matlab上得到了验证。
%单极性归零吗的MATLAB实现
clc;
%清空命令窗口
%清空工作区的变量
x=[10101101];
%随机序列产生
y=x;
t0=2000;
1/t0:
length(x);
%t的范围和步进长度
fori=1:
length(x)
ifx(i)==1%消息符号为1时
forj=1:
t0/2
y((2*i-2)*t0/2+j)=1;
%计算占空比
y((2*i-1)*t0/2+j)=0;
end
else%消息符号为0时
t0
y((i-1)*t0+j)=0;
%占空比计算
y=[y,x(i)];
%产生码元的NRZ
plot(t,y);
%绘制y的图像
单极性归零码:
10111101'
%图像标题
gridon;
%显示当前坐标下的网格线
axis([0,i,-0.1,1.1]);
%指定坐标轴范围
t/s'
幅度'
%坐标轴控制
实验四线性分组码的MATLAB实现
线性分组码是一类奇偶校验码,它可以由(n,k)形式表示。
编码器将一个k比特信息分组(信息矢量)转变为一个更长的由给定元素符号集组成的n比特编码分组。
当这个符号集包含两个元素(0和1),与二进制相对,称为二进制编码。
将新的信源序列与旧的信源序列之间的关系用矩阵表达出来,然后通过矩阵的运算生成新的序列。
本实验的旧信源序列为M=(000)~(111)共八个,通过给出的关系求出生成矩阵为G=[100111;
010110;
001011];
C=M*G求出新的序列。
实验结果表明对于线性码,分组码是一一对应的编码,映射也是线性的。
三、源代码:
%线性分组码的MATLAB实现
clearall;
%清空工作区中的变量
B=[1,0,0,1,1,1;
0,1,0,1,1,0;
0,0,1,0,1,1]%生成矩阵
A=[0,0,0;
0,0,1;
0,1,0;
0,1,1;
1,0,0;
1,0,1;
1,1,0;
1,1,1]%输入信息
C=A*B;
%输出码字
D=rem(C,2)%模2
实验心得
经过两天的不懈奋战,终于顺利完成了本次实验的全部要求。
两天期间,遇到了诸多意想不到的难题,但是经过个人努力、上网查阅资料,咨询同学老师等,最终都一一得到了解决。
遇到难题时冷静分析沉着应对,然后在讨论中不断摸索前行,回顾本次试验,我收获了很多很多,个人能力也逐步在实践中得以提高,最后真诚感谢杨老师为我们提供这样一个学习和锻炼的机会,让我们在一次一次失败之后,一步一步走向成功,由于时间有限,加之所学知识的限制,本次实验还有不少方面存在缺陷。
这些问题将在以后进一步予以研究和解决。
最后,在文章中出现的不足之处,希望得到老师们的包含和指点。
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 通信 系统 建模 仿真