通信仿真实验报告

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内部,而就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,即要判决仿真结果就是否正确,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 实验内容: 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。

    ) 5000 mod( ] 1323 241 [ 1    n x n x

初始种子 x(0)自己选择。

线性同余算法就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< m),增量 c(0≤c

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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 与从直方图得到的 pdf。

指数分布随机变量 pdf 定义为: 0 ), ( ) exp(2) (     x u x x p X , ) (x u 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

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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);

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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: 2) 2 ( 11) (ff S Y 

（1）

设计该滤波器

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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)内均匀分布

%计算序列 X 的 N 个样本:X(1),X(2),…,X(N)

X(1)=rh*X0+w(1);

for i=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

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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。

实验内容: 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。

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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。

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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,就是否一致,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

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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;

通信仿真实验报告 axis([0 1 -60 1]);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 与 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 范围内 N 个频率等分点的值(其中N 为正整数),w 则包含了范围内 N 个频率等分点。调用默认的 N 时,其值就是 512。

(2)中调用格式将计算离散系统在0~pi范内的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()与angle()函数及 plot()函数,即可绘制出系统在 或 范围内的频响曲线 (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。

通信仿真实验报告 实验内容: 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

通信仿真实验报告 3.画出该系统的理论误码率,与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,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）

使用范围在(0,1)内的均匀分布随机数发生器,来产生等概率出现的四

通信仿真实验报告 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

for i=1:N

if signal(2*i-1)<0、5

if signal(2*i)<0、5

qpsk(i)=s00;

else qpsk(i)=s01;

end;

else

if signal(2*i)<0、5

qpsk(i)=s10;

else qpsk(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。

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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 实验内容: 确定信号的 DTFT 谱分析 窗对频率分辨率的影响

1-1

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1-2

1-3

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1-4

2-1

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2-1

2-2

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3-1

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%% Zero padding DFT

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([-1 1 0 35]);

title("DFT spectrum with 64 zeros padded");

xlabel("Normalized digital frequency");

%% Zero padding DFT

通信仿真实验报告 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("DFT spectrum with 3*64 zeros padded");

xlabel("Normalized digital frequency");

axis([-1 1 0 35]);

%%

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("DFT spectrum with 7*64 zeros padded");

xlabel("Normalized digital frequency");

axis([-1 1 0 35]);

4-1: 产生并绘制 10 个高斯-马尔科夫序列样本

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4-1: 功率谱、

4-2

R=0、5

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4-2

R=0、5 功率谱、

5

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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

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2 两径幅度

两径相位

两径频谱

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2 两径 R=0、5 幅度

两径 R=0、5 相位

两径 R=0、5 频谱

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3:3-1 30°幅度

3-1 30°相位

3-1 30°频谱

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3-1 45°幅度

3-1 45°相位

3-1 45°频谱

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3-1 90°幅度

3-1 90°相位

3-1 90°频率

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3-1 180°幅度

3-1 180°相位 3-1 180°频谱

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4-1N=124-1N=256

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5-1 幅度分布 N=12

5-1 幅度分布 N=64

5-1 幅度分布 N=256

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6-1 相位分布 N=12

6-1 相位分布 N=64

6-1 相位 N=256

7-17-1 功率分布 N=12

7-1 功率 N=64

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7-1 功率分布 N=256