通信仿真实验报告.docx

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通信仿真实验报告

通信系统仿真实验

实验报告要求：

1.所有实验均要手画仿真模型框图，或对仿真原理解释说明；

2.必须清楚的标题仿真系统中所设置的参数；

3.仿真程序一般不要放在正文部，而是改在每个实验报告的最后，作为附件。

但正文部分可以解释说明所用到的重要的仿真技巧，库数等等。

4.所有仿真程序产生的结果都要有手写分析，即要判决仿真结果是否正确，说明了什么问题，能够得出什么结论，要如何改进等等。

实验一随机信号的计算机仿真

实验目的：

仿真实现各种分布的随机数发生器

实验容：

1、均匀分布随机数的产生

用线性同余法，编写Matlab程序，产生均匀分布的随机数。

初始种子x（0）自己选择。

线性同余算法是使用最为广泛的伪随机数产生器,该算法含有4个参数：

模数m（m>0），乘数a（0≤a

（0≤X。

X（n+1）=（a·X（n）+c）modm得到随机数序列{X（n）}其中周期为5000

2、用反函数法，将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。

编写Matlab程序，产生指数分布的随机数。

计算并比较理论pdf和从直方图得到的pdf。

指数分布随机变量pdf定义为：

，为单位阶跃函数。

先自行设置取样点数，取a=5；产生均匀分布随机变量，转化为单边指数分布，理论与仿真符合

设计题:

3、用Matlab编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心χ2分布的随机数，并画出相应的pdf。

y1=normpdf（x,0,1）;y2=normpdf（x,4,2）;

瑞丽

p1=ncfpdf（x,5,20,10）;非中心

p=fpdf（x,5,20）;中心

4、设输入的随机变量序列X（n）为N=1000独立同分布高斯分布的离散时间序列，均值为0，方差为1，采样间隔0.01s。

通过某线性时不变滤波器，输出随机变量序列Y（n）的功率谱密度为：

（1）设计该滤波器

（2）产生随机变量序列Y（n）。

X0=0;%设置产生序列的递推公式的初始值：

X（0）

N=1000;%设置序列的长度

rh=0.9;%设置产生序列的递推公式的系数

X=zeros（1,N）;%定义序列X

w=rand（1,N）-1/2;%产生序列w：

在（-1/2,1/2）均匀分布

%计算序列X的N个样本：

X

（1）,X

（2）,…,X（N）

X

（1）=rh*X0+w

（1）;

fori=2:

N

X（i）=rh*X（i-1）+w（i）;

End

X（n）的功率谱密度

滤波器的幅度响应

附件：

实验二数字基带调制

实验目的：

数字通信系统中，基带传输的仿真。

实验容：

用MATLAB编程仿真实现二进制脉冲幅度调制（PAM）数字通信系统的调制过程。

要求画出12bit随机输入与对应的已调波形输出。

1.绘出40bit随机输入条件下调制波形形成的眼图。

2.用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时，该系统在不同信噪比下的差错概率。

3.画出该系统的理论误码率（报告中还要写出理论公式），与蒙特卡罗仿真结果比较，是否一致，分析结果。

设计题

4.设计FIR根升余弦滤波器，具体指标如下：

（1）码片速率为1.28MHz，采样率为4倍码片速率

（2）滚降系数0.22，冲激响应序列长度65

N_T=8;%冲激响应序列长度为2*N_T*Fs/Fc+1

R=0.22%滚降系数

Fc=1.28e+6;

Fs=4*Fc;%抽样率为4倍码片速率

Tc=1.0e-6/1.28;%码片周期

%[Num,Den]=rcosine（Fc,Fs,'sqrt',R）;

Num=rcosfir（R,N_T,4,Tc,'sqrt'）;

[H,w]=freqz（Num,[1],1000,'whole'）;

H=（H（1:

1:

501））';

w=（w（1:

1:

501））';

Mag=abs（H）;

db=20*log10（（Mag）/max（Mag））;

pha=angle（H）;

plot（w/pi,db）;grid;

axis（[01-601]）;xlabel（'归一化角频率'）;ylabel（'RRC滤波器幅度响应（dB）'）;

（1）[H,w]=freqz（B,A,N）

（2）[H,w]=freqz（B,A,N,’whole’）

（1）中B和A分别为离散系统的系统函数分子、分母多项式的系数向量，返回量H则包含了离散系统频响在0~pi围N个频率等分点的值（其中N为正整数），w则包含了围N个频率等分点。

调用默认的N时，其值是512。

（2）中调用格式将计算离散系统在0~pi的N个频率等分店的频率响应的值。

因此，可以先调用freqz（）函数计算系统的频率响应，然后利用abs（）和angle（）函数及plot（）函数，即可绘制出系统在或围的频响曲线

（3）产生一串（-1.1）等概率分布的随机序列，并对该序列进行脉冲成形滤波。

附件：

实验三数字频带调制

实验目的：

对数字信息的频带传输进行仿真。

实验容：

1.用MATLAB编程仿真实现二进制相位调制（BPSK）数字通信系统的调制过程。

要求画出12bit随机输入与对应的已调波形输出。

2.并用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时，该系统在不同信噪比下的差错概率

3.画出该系统的理论误码率，与蒙特卡罗仿真结果比较，是否一致，分析结果。

设计题

4.QPSK调制，解调与检测的MATLAB仿真，并用蒙特卡罗方法估计该系统在加性高斯白噪声情况下的差错概率。

（1）使用围在（0,1）的均匀分布随机数发生器，来产生等概率出现的四进制符号序列，再将序列映射到对应的信号向量。

s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1;%定义QPSK信号：

4种可能的取值

N=10000;%设置发送数据符号的个数

%产生待发送的二进制比特数据流：

长度为2N

signal=rand（1,2*N）;

qpsk=zeros（1,N）;%定义经过调制后的信号序列

%产生调制后的信号序列qpsk

fori=1:

N

ifsignal（2*i-1）<0.5

ifsignal（2*i）<0.5

qpsk（i）=s00;

elseqpsk（i）=s01;

end;

else

ifsignal（2*i）<0.5

qpsk（i）=s10;

elseqpsk（i）=s11;

end;

end;

end;

（2）利用高斯随机数发生器产生均值为0，方差为N0/2的高斯噪声。

NO=（10^（SNR_in_DB/10））

sgma=sqrt（N0/2）;

n

（1）=gngauss（sgma）

（3）设计检测器，用蒙特卡罗方法估计检测器产生的符号误差。

实验四通信信道建模仿真

实验目的：

无线通信信道的仿真实现

实验容：

确定信号的DTFT谱分析

窗对频率分辨率的影响

1-1

1-2

1-3

1-4

2-1

2-1

2-2

3-1

%%ZeropaddingDFT

v=2;

dft_vn=fftshift（fft（vn,v*N））;

figure（3）;

stem（[-v*N/2:

v*N/2-1]/（v*N/2）,abs（dft_vn）,'.'）;

axis（[-11035]）;

title（'DFTspectrumwith64zerospadded'）;

xlabel（'Normalizeddigitalfrequency'）;

%%ZeropaddingDFT

v=4;

dft_vn=fftshift（fft（vn,v*N））;

figure（4）;

stem（[-v*N/2:

v*N/2-1]/（v*N/2）,abs（dft_vn）,'.'）;

title（'DFTspectrumwith3*64zerospadded'）;

xlabel（'Normalizeddigitalfrequency'）;

axis（[-11035]）;

%%

v=8;

dft_vn=fftshift（fft（vn,v*N））;

figure（5）;

stem（[-v*N/2:

v*N/2-1]/（v*N/2）,abs（dft_vn）,'.'）;

title（'DFTspectrumwith7*64zerospadded'）;

xlabel（'Normalizeddigitalfrequency'）;

axis（[-11035]）;

4-1：

产生并绘制10个高斯-马尔科夫序列样本

4-1：

功率谱.

4-2R=0.5

4-2R=0.5功率谱.

5

实验五信道衰落的影响与分集接收仿真

单径A=0°

单路径移动台包络幅度-移动距离单路径移动台包络相位

单路径移动台归一化频谱

2两径幅度两径相位

两径频谱

2两径R=0.5幅度两径R=0.5相位

两径R=0.5频谱

3：

3-130°幅度3-130°相位

3-130°频谱

3-145°幅度3-145°相位

3-145°频谱

3-190°幅度3-190°相位

3-190°频率

3-1°幅度

3-1°相位

3-1°频谱

4-1N=124-1N=256

5-1幅度分布N=125-1幅度分布N=64

5-1幅度分布N=256

6-1相位分布N=126-1相位分布N=64

6-1相位N=256

7-17-1功率分布N=127-1功率N=64

7-1功率分布N=256