哈工程通信原理軟件仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)室名稱實(shí)驗(yàn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)成績實(shí)驗(yàn)原理（1）實(shí)驗(yàn)步驟（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果（2）課程名稱通信原理課程名稱通信原理數(shù)字基帶信號(hào) MATLAB 軟件仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱數(shù)字調(diào)制解調(diào) MATLAB 軟件仿真實(shí)驗(yàn)總成績教師簽字日期1.11.1曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼兩種編碼方式。1.2對(duì)于傳輸數(shù)字信號(hào)來說，最常用的方法是用不同的電壓電平來表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字， 即數(shù)字信號(hào)由矩形脈沖組成。單極性不歸零碼，無電壓表示”01點(diǎn)是采樣時(shí)間，判決門限為半幅電平。同單極性歸零碼（RZ）即是以高電平和零電平分別表示二進(jìn)制碼 1 和 0，而且在發(fā)送碼 1 時(shí)高電平在整個(gè)碼元期間 T

2、 只持續(xù)一段時(shí)間 ，其余時(shí)間返回零電平在 /T 稱為占空比單極性歸零碼的主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接提取同步信號(hào)，因此單極性歸零碼常常用作其他碼型提取同步信號(hào)時(shí)的過渡碼型也就是說其他適合信道傳輸?shù)荒苤苯犹崛⊥?信號(hào)的碼型，可先變換為單極性歸零碼，然后再提取同步信號(hào) ?1”碼和”010”為負(fù)電流，正和負(fù)的幅度相等，判決門限為零電平。1.3 功率譜密度求信號(hào)的功率譜，功率譜 = 信號(hào)的頻率的絕對(duì)平方 / 傳輸序列的持續(xù)時(shí)間， 求得的功率譜進(jìn)行dB1.4 占空比(Duty Ratio)在電信領(lǐng)域中有如下含義：例如：1s4s0.25。雙極性歸零碼是二進(jìn)制碼 01波形的編碼，在每個(gè)碼之間都有間隙產(chǎn)生這種碼既具

3、有雙極性特性，又具有歸零的特性雙極性歸零1 比特的信息已接收完畢，1.3 功率譜密度求信號(hào)的功率譜，功率譜 = 信號(hào)的頻率的絕對(duì)平方 / 傳輸序列的持續(xù)時(shí)間， 求得的功率譜進(jìn)行dB1.4 占空比(Duty Ratio)在電信領(lǐng)域中有如下含義：例如：1s4s0.25。在一段連續(xù)工作時(shí)間內(nèi)脈沖占用的時(shí)間與總時(shí)間的比值。在一段連續(xù)工作時(shí)間內(nèi)脈沖占用的時(shí)間與總時(shí)間的比值。二、仿真方案2.1定義占空比2.2產(chǎn)生單極性定義占空比2.2產(chǎn)生單極性分別設(shè)置占空比為 0.5、0.75、1.0產(chǎn)生雙極性采樣點(diǎn)數(shù)為 2k，k 取正整數(shù)64產(chǎn)生雙極性globaldttdfglobaldttdfNcloseallk=1

4、4;Rt=0.5;L=64;Rb=2;Ts=1/Rb;dt=Ts/L;%占空比%采樣點(diǎn)數(shù)%每碼元的采樣點(diǎn)數(shù)%碼元數(shù)%2Mb/s%碼元間隔%時(shí)域采樣間隔df=1/(N*dt);T=N*dt;%截短時(shí)間Bs=N*df/2;%系統(tǒng)帶寬t=linspace(-T/2,T/2,N);%時(shí)域橫坐標(biāo)f=linspace(-Bs,Bs,N);%頻域橫坐標(biāo)EP=zeros(1,N);forjj=1:100a=round(rand(1,M);%產(chǎn)生M個(gè)取值0，1等概的隨機(jī)碼s=zeros(1,N);%產(chǎn)生一個(gè)N個(gè)元素的零序列for ii=1:Rt*Ts/dts(ii+0:M-1*L)=a;endQ=t2f(s);

5、%傅氏變換P=Q.*conj(Q)/T;%P為單極性歸零碼的功率EP=(EP*(ii-1)+P)/ii;%累計(jì)平均aa=30+10*log10(EP+eps); %eps以避開除以零endtitle(單極性歸零碼的功率譜)xlabel(f/MHZ) ylabel(Ps(f)/MHZ) grid plot(t,s,g)title(單極性歸零碼)xlabel(t(ms)ylabel(s(t)(V)axis(-5,5,-0.5,1.5)gridforjj=1:100a=round(rand(1,M);%M0，1等概的隨機(jī)碼a=1-2*a;s=zeros(1,N);%N個(gè)元素的零序列forii=1:R

6、t*Ts/dts(ii+0:M-1*L)=a;endQ=t2f(s);%付氏變換P=Q.*conj(Q)/T;%P 為雙極性歸零碼的功率EP=(EP*(ii-1)+P)/ii;%累計(jì)平均aa=30+10*log10(EP+eps); %加eps以避開除以零end %set(2,position,10,50,750,350) % 設(shè)定窗口位置及大小plot(f,aa,r)xlabel(f(MHZ)ylabel(Ps(f)(MHZ)axis(-15,+15,-50,50)grid plot(t,s,g)title(雙極性歸零碼)xlabel(t(ms)ylabel(s(t)(V)axis(-5,5

7、,-1.5,1.5)grid子程序function X=t2f(x) globaldtdfNtfT%X=t2f(x)%Xx2%本函數(shù)需要一個(gè)全局變量 dt(時(shí)域取樣間隔)H=fft(x);X=H(N/2+1:N),H(1:N/2)*dt;end圖一 0.5圖二 占空比為 0.75圖三 占空比為 1.0（二）AMIHDB3一、實(shí)驗(yàn)原理AMI11 碼通常稱為傳號(hào)，0 碼則叫空號(hào)，這是沿用了早期電報(bào)通信中的叫法。從形態(tài)AMI 碼是偽三進(jìn)制碼。（1）編碼規(guī)則:0 01 傳輸碼中的+1、-1 交替例如:消息代碼:1010100010111AMI碼+10-10+1000-10+1-1+1AMI碼的特點(diǎn):由

8、AMI 碼確定的基帶信號(hào)中正負(fù)脈沖交替，而 0 電位保持不變;AMI碼確定的基帶信號(hào)無直流重量，且只有很小的低頻重量;在接收端不易提取定時(shí)信號(hào)，由于它可能出現(xiàn)長的連 0 串;具有檢錯(cuò)能力，假如在整個(gè)傳輸過程中，因傳號(hào)極性交替規(guī)律受到破壞而出 現(xiàn)誤碼時(shí)，在接收端很容易發(fā)覺這種錯(cuò)誤。解碼規(guī)則從收到的符號(hào)序列中將所有的-1 變換成+1 后，就可以得到原消息代碼HDB3（英語：High Density Bipolar of Order HDB3 碼）是一種適用于基帶傳輸 AMI 碼量分散，抗破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)。三階高密度雙極性碼用于所有層次的歐洲 E-carrier 系統(tǒng)，HDB3 碼將 4 個(gè)連續(xù)的“0

9、”位元取代成“000V”或“B00V”。這個(gè)做法可以確保連續(xù)的 violations are ofdiffering polarityB 記號(hào)。1 AMI AMI 0 4,AMI 碼HDB3 碼;若AMI 0 3,4 0 4 0 變換成與前一0 符號(hào)(+1 或-1)同極性的符號(hào),用表示(+1+,-1-);V 0 符號(hào)時(shí)，再將該1 0 變換成+B 或-B,符號(hào)的極性與前一非零符號(hào)的相反，并讓后面的非零符號(hào)從符號(hào)開始再交替變化。例如:消息代碼: 1 0 0 0 0 10 0 0 01 1 0 0 0 0 1 1AMI 碼: +1 0 0 0 0 -10 0 0 0+1 -1 0 0 0 0 +1

10、-1HDB3碼：+1000+V1000V+1-1+B00+V-1+1二、實(shí)驗(yàn)程序globaldtclosealldftfNL=64;M=N/L;%采樣點(diǎn)數(shù)%每碼元的采樣點(diǎn)數(shù)%碼元數(shù)Rb=2;Ts=0.5;%碼元寬度是 0.5usdt=Ts/L;df=1/(N*dt);%MHzRT=0.5;%占空比T=N*dt ;%截短時(shí)間Bs=N*df/2;%系統(tǒng)帶寬t=-T/2+dt/2:dt:T/2;%時(shí)域橫坐標(biāo)f=-Bs+df/2:df:Bs;%頻域橫坐標(biāo)EPAMI=zeros(size(f); EPHDB=zeros(size(f);for ii=1:8 ami=zeros(1,M); hdb=zer

11、os(1,M); a=round(rand(1,M); b=3;%表示 0000之間循環(huán)個(gè)數(shù)c=-1;%V1元素個(gè)數(shù)sign1=-1; %標(biāo)志前一個(gè)信號(hào)sign2=-1; %標(biāo)志前一個(gè)信號(hào)for ii=1:Mifa(ii)=1ami(ii)=sign1;forii=1:Mifb=3%表示非 0000ifa(ii)=1hdb(ii)=sign2;ifc=0%0000c=c+1%v0元素個(gè)數(shù)endelseifii=M-3&a(ii)+a(ii+1)+a(ii+2)+a(ii+3)=0if mod(c,2)=1 %000Vhdb(ii+3)=sign2; elsehdb(ii)=sign2; hdb

12、(ii+3)=sign2;endendelseifb=Z%z即為閾值Vs(ii)=H;elseVs(ii)=L;endfigure(4) plot(t,Vs)title(解調(diào)后差分信號(hào))axis(010e-4-0.21.2)gridon;c=randi(1,22,2); %產(chǎn)生解調(diào)后的差分碼元for f=0:19c(f+1)=fix(Vs(f*200+50)+0.2)endd=randint(1,21,2);forl=1:21%得到差分譯碼后的碼元if(l=1)if(s(1)=0)d(1)=0;elsed(1)=1;endelseif(c(l)=c(l-1)d(l)=0;else d(l)=1

13、;subplot(313);plot(t,y);axis(010e-4-0.21.2);title(碼反變換輸出);%基帶信號(hào)與解調(diào)后的信號(hào)對(duì)比subplot(312)plot(t,m);axis(010e-4-0.21.2);title(原始基帶信號(hào));figure(5)grid on initial_snr=0;final_snr = 9; %snr信噪比snr_step=0.01;snr_in_dB=initial_snr:snr_step:final_snr;fori=1:length(snr_in_dB)snr = 10(snr_in_dB(i)/10);%dB轉(zhuǎn)化一下Pe(i) =erfc(sqrt(snr)*(1-1/2*erfc(sqrt(snr); %2dpSK相干解調(diào)endsemilogy(snr_in_dB,Pe);%信噪比取對(duì)數(shù)，單位變?yōu)?dBtitle(2DPSK誤碼率曲線);ho