Matlab通信系統(tǒng)仿真實驗報告

1、Matlab通信原理仿真圣斌學號： 2142402 姓名:實驗一Matlab 基本語法與信號系統(tǒng)分析實驗目的：1、掌握MATLAB勺基本繪圖方法； 2、實現(xiàn)繪制復指數(shù)信號的時域波形。實驗設備與軟件環(huán)境：1、實驗設備：計算機2、軟件環(huán)境：MATLAB R2009a三、 實驗內(nèi)容：1、MATLA時用戶提供了結果可視化功能，只要在命令行窗口輸入相應的命 令，結果就會用圖形直接表示出來。x = -pi:pi;y1 = sin(x);y2 = cos(x);figure(1);subplot(2,1,1);plot(x,y1);title('plot(x,y1)');grid on;su

2、bplot(2,1,2)plot(x,y2);xlabel('time'),ylabel('y')MATLA毓序如下：%準備繪圖數(shù)據(jù)%打開圖形窗口%確定第一幅圖繪圖窗口%以x， y1 繪圖%為第一幅圖取名為plot(x,y1) %為第一幅圖繪制網(wǎng)格線%確定第二幅圖繪圖窗口%以x， y2 繪圖%第二幅圖橫坐標為time , 縱坐標為y運行結果如下圖：2、上例中的圖形使用的是默認的顏色和線型，MATLAB提供了多種顏色和線型，并且可以繪制出脈沖圖、誤差條形圖等多種形式圖：MATLAB序如下：x=-pi:.1:pi;y1=sin (x);y2=cos (x);figu

3、re (1);%subplot (2,1,1);plot (x,y1);title ( 'plot (x,y1)');grid on%subplot (2,1,2);plot (x,y2);xlabel ( 'time' );ylabel ( 'y' )'r' )'g' )%繪制紅色的脈沖圖%繪制綠色的誤差條形圖subplot(1,2,1),stem(x,y1, subplot(1,2,2),stem(x,y1,運行結果如下圖：3、一個復指數(shù)信號可以分解為實部和虛部兩部分。實際通信信道并不能產(chǎn)生復指數(shù)信號，但可以用

4、復指數(shù)信號描述其他基本信號，因此在通信系統(tǒng)分析和仿真中復指數(shù)信號起到十分重要的作用。從嚴格意義上講，計算機并不能處理連續(xù)信號。在MATLAB,連續(xù)信號是用信號在等時間間隔點的采樣值來近似表示的。當采樣間隔足夠小時，就可以比較好的近似連續(xù)信號。例如繪制復指數(shù)信號時域波形的MATLAB現(xiàn)如下。MATLAB序如下：function sigexp(a,s,w,t1,t2)%本函數(shù)實現(xiàn)繪制復指數(shù)信號時域波形%a:復指數(shù)信號幅度%s:復指數(shù)信號頻率實部%w復指數(shù)信號頻率虛部 %t1,t2: 繪制波形的時間范圍t=t1:t2;theta=s+j*w;fc=a*exp(theta*t);real_fc=rea

5、l(fc);imag_fc=imag(fc);mag_fc=abs(fc);phase_fc=angle(fc);subplot(2,2,1);plot(t,real_fc);title( ' e 科 2?；xlabel( 't');axis(t1,t2,-(max(mag_fc)+,max(mag_fc)+);subplot(2,2,2)plot(t,imag_fc);title( ' D)e 2?);xlabel( 't');axis(t1,t2,-(max(mag_fc)+,max(mag_fc)+);subplot(2,2,3)plot(

6、t,mag_fc);title( '? £ );xlabel( 't')axis(t1,t2,0,max(mag_fc)+);subplot(2,2,4);plot(t,phase_fc);title( '? a ?);xlabel( 't');axis(t1,t2,-(max(phase_fc)+,max(phase_fc)+);在命令行中輸入sigexp(3,5,0,5) ，得到下圖：四、 實驗感受通過這次實驗課的學習，我對MATLABT了基本的認識，掌 握了 MATLAB勺基本繪圖方法，實現(xiàn)了繪制復指數(shù)信號的時域波形。通過將課堂知

7、識用于實踐操作，理解了MATLAB勺仿真能力，學以致用，對書本知識有了更深的理解，激發(fā)了學習的興趣。實驗二模擬信號的數(shù)字傳輸1、 實驗目的：實現(xiàn)PCM勺采樣、量化和編碼。2、 實驗設備與軟件環(huán)境：1、實驗設備：計算機2、軟件環(huán)境：MATLAB R2009a3、 實驗內(nèi)容：1、輸入信號為一頻率為10Hz的正弦波，管擦對于統(tǒng)一輸入信號有不同的抽樣頻率是，恢復信號的不同形態(tài)。抽樣仿真框圖：( 1)當抽樣頻率大于信號頻率的兩倍時，設置如下：Sine Wave 模塊設置：“ Pulse Generator ”模塊設置：“ Analog Filter Design ”模塊設置：“Gain”模塊設置系數(shù)為1

8、0;Scope顯示原始波形為：Scopel顯示頻率為30Hz的抽樣信號波形為Scope2顯示抽樣后信號的波形為Scope3顯示通過低通濾波器后恢復的信號波形為( 2 )當抽樣頻率等于信號頻率的兩倍時，抽樣頻率為20Hz， “ PulseGenerator ”模塊的“Period ”設置為，恢復信號波形為( 3)當抽樣頻率小于信號抽樣頻率的兩倍時，抽樣頻率為5Hz， “ PulseGenerator ”模塊的“period ”設置為，恢復信號波形如下圖所示2、設輸入信號抽樣值為+1270個量化單位，按照A律13折線特性編成8位碼。量化單位指以輸入信號歸一化值的1/2048 為單位。MATLA毓序

9、如下。clear allclose all 。x=+1270;if x>0out(1)=1;elseout(1)=0;endif abs(x)>=0 & abs(x)<16out(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0;elseif 16<=abs(x) & abs(x)<32out(i,2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=1;st=16;elseif 32<=abs(x) & abs(x)<64out(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=2;st=32;el

10、seif 64<=abs(x) & abs(x)<128out(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=4;st=64;elseif 128<=abs(x) & abs(x)<256out(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=8;st=128;elseif 256<=abs(x) & abs(x)<512out(2)=1;out(3)=0;out(i,4)=1;step=16;st=256;elseif 512<=abs(x) & abs(x)<1024out(2)=1;out(

11、3)=1;out(i,4)=0;step=32;st=512;elseif 1024<=abs(x) & abs(x)<2048out(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;elseout(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;endif (abs(x)>=2048)out(2:8)=1 1 1 1 1 1 1;elsetmp=floor(abs(x)-st/step);t=dec2bin(tmp,4)-48;%。一 e ydec2bin e ?3? ? e ?ASCII x ? ?

12、9; ?£ ?48?6 |0out(5:8)=t(1:4) endout=reshape(out,1,8)4、 實驗感受：在這次實驗過程中，我更深的理解了以PCMfe代表的編碼調制技 術，實現(xiàn)了 PCM勺采樣、量化、編碼過程，將連續(xù)變化的模擬信號轉 變?yōu)閿?shù)字信號，收獲很大，課堂知識和實驗相互印證，加深了我的理解。實驗三數(shù)字信號基帶傳輸實驗、實驗目的：1、基于MATLA映現(xiàn)雙極性歸零碼的代碼與繪圖2、繪制眼圖。、實驗設備與軟件環(huán)境：1、實驗設備：計算機2、軟件環(huán)境：MATLAB R2009a 三、實驗內(nèi)容1、 用雙極性歸零碼來表示二元信息序列，畫出波形示意圖。MATLA毓序如下：fun

13、ction y=drz(x)%本函數(shù)實現(xiàn)將輸入的一段二進制代碼編為相應的雙極性歸零碼輸出喻入x為二進制碼，輸出y為編出的雙極性歸零碼 t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x)if (x(i)=1)for j=1:t0/2 y(t0/2*(2*i-2)+j)=1; y(t0/2*(2*i-1)+j)=0;end;elsefor j=1:t0/2 y(t0/2*(2*i-2)+j)=-1; y(t0/2*(2*i-1)+j)=0;end;end;%定義對應的時間序列%進行碼型變換%若輸入信息為1%定義前半時間值為1%定義后半時間值為0%反之，輸入信息為

14、0%定義前半時間值為-1%定義后半時間值為0endy=y,x(i);M=max(y);m=min(y);subplot(2,1,1);plot(t,y);grid on;axis(0,i,M+);title( '1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1');程序運行結果如下：2、 產(chǎn)生一個二進制隨機方波序列，頻分量成分濾掉后繪出的眼圖。MATLA毓序如下：x=randint(3000,1,2);y=0;rcosflt(x,1,10);figure(1)t=1:30061;plot(t,y);axis(1,300,);grid on;eyediagram(y,20,4);t

15、1=t'D=t1 y;程序運行結果如下：%合序列y加上最后一位，便于作圖畫出通過升余弦濾波器濾波后，方波的高%產(chǎn)生3000行 1列的二進制隨機數(shù)x%X!過一個升余弦濾波器得到 y%出y的時域圖形%調用MATLA函數(shù)繪出y的眼圖%yW時間變量t1組成文件變量D實驗感受：在這次試驗中，我學會了基于MATLAB;現(xiàn)雙極型歸零碼的代碼與繪制，學會了眼圖的繪制。更加熟悉了軟件的操作，對軟件的功能也有了更深的認識，受益匪淺。實驗四載波調制的數(shù)字傳輸實驗目的：1 .掌握2FSK的調制方法并寫出代碼；2 .掌握BPSK勺調制方法并寫出代碼。實驗設備與軟件環(huán)境：1、實驗設備：計算機2、軟件環(huán)境：MATL

16、AB R2009a實驗內(nèi)容：1、對二元序列，畫出2FSK波形，設載波頻率1=22=2Rb (碼元速率)。載波彳S號1的頻率i為碼元速率的2倍，也就是說一個碼元周期里有兩個 周期的載波信號1,載波信號2的頻率2等于碼元速率，也就是說一個碼元周 期里有一個周期的載波信號2。MATLA毓序如下：function fskdigital(s,f0,f1)%本程序實現(xiàn)FSK 調制%s-輸入二進制序列，f0 , f1 兩個載波信號的頻率%調用舉例：(f0 ， f1 必須是整數(shù))fskdigital(1 0 1 1 0 0 1 0,1,2) t=0:2*pi/99:2*pi;cp=;mod=;bit=;for

17、 n=1:length(s)if s(n)=0;cp1=ones(1,100);c=sin(f0*t);bit1=zeros(1,100);else s(n)=1;cp1=ones(1,100);c=sin(f1*t);bit1=ones(1,100);endcp=cp,cp1;mod=mod c;bit=bit bit1;endfsk=cp.*mod;subplot(2,1,1);plot(bit, 'r'');ylabel( 'Binary Signal');axis(0 100*length(s) );subplot(2,1,2);plot(fsk

18、);grid on;ylabel( 'FSK modulation' );axis(0 100*length(s) );%初始定義%調制過程%分別畫出原信號、已調信號示意end在命令窗口輸入fskdigital(1 0 1 1 0 0 1 0,1,2)后運行結果如下：2、對二元序列，畫出BPS極形，設載波頻率為碼元速率的 2倍。載波信號的頻率為碼元速率的2 倍，也就是說碼元周期是載波周期的2 倍，一個碼元周期里有兩個周期的載波信號。MATLA毓序如下：function bpskdigital(s,f)外程序實現(xiàn)bpsk調制%s-輸入二進制序列，f 載波信號的頻率須用舉仞( f必須是整數(shù))bpskdigit