數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)

通信工程專業(yè)綜合設(shè)計報告〔仿真部分〕內(nèi)容：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)2PSK的調(diào)制、信道模擬、判決及解調(diào)班級：通信08-1學號：姓名：指導教師：仿真成績：同組人姓名：

內(nèi)蒙古工業(yè)大學課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱：現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計學院：信息工程學院班級：通信08-1班學生姓名：賈美玲學號：200810204020_指導教師：黎玉玲一、題目數(shù)字基帶/頻帶通信系統(tǒng)設(shè)計二、目的與意義‘“數(shù)字基帶/頻帶通信系統(tǒng)設(shè)計”是針對通信專業(yè)學生的實踐教學環(huán)節(jié)，通過設(shè)計，要求學生利用所學專業(yè)知識和軟件、硬件工具，掌握通信系統(tǒng)的分析、設(shè)計、仿真及調(diào)試技巧，深入理解通信系統(tǒng)的根本組成，擴張專業(yè)背景知識，培養(yǎng)工程技能和實際操作能力。三、要求〔包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、設(shè)計要求、圖紙量、工作量要求等〕系統(tǒng)軟件仿真：通過MATLAB編程對典型通信系統(tǒng)〔如數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)〕的各組成局部進行建模和仿真分析，實現(xiàn)通信系統(tǒng)仿真。系統(tǒng)硬件設(shè)計：基于通信原理實驗平臺，按照系統(tǒng)設(shè)計方案，搭建硬件調(diào)試電路，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計與調(diào)試。分析結(jié)果，完成報告：分析比擬軟件仿真結(jié)果與硬件調(diào)試結(jié)果，完成設(shè)計報告。四、工作內(nèi)容、進度安排查閱資料：搜集通信系統(tǒng)相關(guān)資料，熟悉通信系統(tǒng)相關(guān)內(nèi)容〔1天〕方案選擇與設(shè)計：根據(jù)要求選擇通信系統(tǒng)設(shè)計方案，定義各模塊仿真函數(shù)，確定所使用的硬件電路板，寫出硬件設(shè)計思想與步驟?！?天〕子模塊實現(xiàn)：利用MATLAB仿真語言編寫模塊函數(shù)，仿真實現(xiàn)各模塊功能，搭建硬件電路調(diào)試?！?天〕系統(tǒng)實現(xiàn)：將各子模塊連接，調(diào)試主程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能，完成硬件調(diào)試。〔2天〕考試與設(shè)計報告撰寫：完成課程設(shè)計考試，整理設(shè)計資料及內(nèi)容，撰寫設(shè)計報告。〔1天〕五、主要參考文獻1、《基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真》，趙靜等，北京航空航天大學出版社。3、《通信原理》，樊昌信等，國防工業(yè)出版社。審核意見系〔教研室〕主任〔簽字〕指導教師下達時間年月日指導教師簽字：_______________一、設(shè)計內(nèi)容：數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)[1]個人局部：2PSK的調(diào)制、信道模擬、抽樣判決及解調(diào)1、2PSK的調(diào)制根本任務(wù)：原始PCM脈沖編碼信號的2PSK調(diào)制1〕、主要步驟和要求：對原始的PCM脈沖編碼信號進行2PSK調(diào)制。要求原始的PCM脈沖編碼信號可以是數(shù)字型也可以是字符型；要求畫出原始PCM脈沖編碼信號和2PSK調(diào)制信號的波形圖。2〕2PSK調(diào)制程序代碼及說明：functionpsk_sig=modulat_1(pcm,Fc,Fd,Fs)%輸入信號pcm為原始的PCM脈沖編碼信號，F(xiàn)c為載波頻率,Fd輸出信號的抽樣%頻率為,Fs為輸入信號的抽樣頻率；輸出信號psk_sig為2PSK調(diào)制后的信號。%原始PCM脈沖編碼信號的2PSK調(diào)制%%檢測輸入信號的類型%2PSK調(diào)制程序代碼：functionpsk_sig=modulat_1(pcm,fc,fd,fs)fori=1:length(pcm);%判斷是數(shù)字還是字符ifischar(pcm(i))==1;pcm(i)=str2num(pcm(i));endi=i+1;endpsk_sig=dmod(pcm,fc,fd,fs,'psk');subplot(2,1,1)plot(pcm,'r*')subplot(2,1,2)plot(psk_sig,'b.')實驗截圖：2、隨機噪聲信道的MATLAB仿真實現(xiàn)根本任務(wù)：簡單隨機噪聲信道的MATLAB仿真實現(xiàn)。1〕、主要步驟和要求：要求2PSK調(diào)制信號經(jīng)過一個常用的AWGN信道；要求2PSK調(diào)制信號可以是數(shù)字型也可以是字符型；要求信道信噪比snr可變；要求在同一個figure中給出輸入信號psk_sig和輸出信號psk_after_channel的波形圖。2〕、2PSK＋AWGN程序代碼及說明:functionpsk_after_channel=channel_1(psk_sig,snr)%輸入變量psk_sig為2PSK調(diào)制信號，snr為AWGN信道的信噪比；輸出變量%psk_after_channel為經(jīng)過AWGN信道后的2PSK調(diào)制信號。%檢測2PSK調(diào)制信號的類型%2PSK＋AWGN程序代碼：functionpsk_after_channel=channel_1(psk_sig,snr);n1=length(psk_sig);psk_sig=psk_sig(:);psk_sig_a=zeros(n1,1);psk_sig_a=psk_sig_a(:);%產(chǎn)生列向量fori=1:n1ifischar(psk_sig(i))==1psk_sig_a(i)=str2num(psk_sig(i));elsepsk_sig(i)=psk_sig(i);endendpsk_after_channel=awgn(psk_sig,snr);subplot(2,1,1)plot(psk_sig,'r*')subplot(2,1,2)plot(psk_after_channel,'b.')實驗截圖：3、抽樣判決的MATLAB仿真實現(xiàn)根本任務(wù)：對經(jīng)過隨機噪聲信道的2PSK和2FSK調(diào)制信號進行抽樣判決，去除或減弱噪聲的干擾。1)、主要步驟和要求：對經(jīng)過信噪比可變、輸入信號功率值可調(diào)的隨機噪聲信道的2PSK調(diào)制信號進行抽樣判決，去除噪聲的干擾。要求2PSK調(diào)制信號可以是數(shù)字型也可以是字符型；要求畫出判決前后的波形圖。2)、2PSK＋AWGN＋ADJUDGE程序代碼及說明:functionadjudged_psk=adjudg_1(psk_after_channel，m)%輸入信號psk_after_channel為經(jīng)過AWGN信道后的2PSK調(diào)制信號，m為判決%門限值；輸出變量adjudged_psk為抽樣判決后的信號。%檢測2PSK調(diào)制信號的類型%2PSK＋AWGN＋ADJUDGE程序代碼：functionadjudge_psk=adjudg_1(psk_after_channel)n4=length(psk_after_channel);adjudge_psk=zeros(1,n4);fori=1:n4ifischar(psk_after_channel)==1psk_after_channel(i)=str2num(psk_after_channel);endendfori=1:n2ifround(psk_after_channel(i))==1adjudge_psk(i)=1;elseifround(psk_after_channel(i))==0adjudge_psk(i)=0;elseadjudge_psk(i)=-1;endendsubplot(2,1,1)plot(psk_after_channel,'r*')subplot(2,1,2)plot(adjudge_psk,'b.')實驗截圖：4、2PSK解調(diào)制根本任務(wù)：由抽樣判決后的2PSK調(diào)制信號恢復出原始的PCM脈沖編碼信號。1)、主要步驟和要求：由抽樣判決后的2PSK調(diào)制信號恢復出原始的PCM脈沖編碼信號〔0、1信號〕。要求抽樣判決后的2PSK調(diào)制信號可以是數(shù)字型也可以是字符型；要求畫出碼型反變換前后的波形圖。2)、2PSK解調(diào)制程序代碼及說明:functionre_pcm=demodul_1(adjudged_psk,Fc,Fd,Fs)%輸入信號adjudged_psk為抽樣判決后的2PSK調(diào)制信號，F(xiàn)c為載波頻率,Fd輸%出信號的抽樣頻率為,Fs為輸入信號的抽樣頻率；輸出信號re_pcm為恢復出的%原始PCM脈沖編碼信號。%檢測抽樣判決后的2PSK調(diào)制信號類型%2PSK解調(diào)制程序代碼：functionre_pcm=demodul_1(adjudge_psk,fc,fd,fs)fori=1:length(adjudge_psk)ifischar(adjudge_psk(i))==1adjudge_psk=str2num(adjudge_psk(i));endendre_pcm=ddemod(adjudge_psk,fc,fd,fs,'psk',2);subplot(2,1,1)plot(adjudge_psk,'r*')subplot(2,1,2)plot(re_pcm,'b.')實驗截圖：[2]級聯(lián)局部：通信系統(tǒng)的建模和傳輸質(zhì)量分析〔一〕根本任務(wù)：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真實現(xiàn)。〔20分〕1、主要步驟和要求：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的MATLAB仿真包括以下內(nèi)容：單頻正弦波模擬信號經(jīng)過抽樣〔要求仿真時間從0到2/F，抽樣頻率為Fs=20F〕、均勻量化〔量化電平數(shù)D可變〕、PCM二進制自然編碼、AMI碼型變換后，發(fā)送到信噪比snr可變的AWGN信道，然后經(jīng)過抽樣判決、AMI碼型反變換、D/A轉(zhuǎn)換〔內(nèi)插點數(shù)N可變〕后恢復出單頻正弦波模擬信號。要求給出抽樣后的輸入信號sampl和恢復出的輸入信號re_sampl的波形圖。2、程序代碼及說明：function[sampl,re_sampl]=system_1(A,F，P，D,snr，N)%輸入變量A,F,P分別為輸入信號的幅度、頻率和相位，D為量化電平數(shù)，snr%為信道信噪比，N為D/A轉(zhuǎn)換時的內(nèi)插點數(shù)；輸出變量sampl為抽樣后的輸入%信號，re_sampl為恢復出的輸入信號。數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)仿真程序代碼：function[sampl,re_sampl]=system_1(A,F,P,D,snr,fc,fd,fs,N)[sampl,quant,pcm2]=a_d_1(A,F,P,D);ifischar(pcm2)==1%判斷是數(shù)字還是字符pcm=str2num(pcm2);elsepcm2=pcm2;endpsk_sig=modulat_1(pcm2,fc,fd,fs);psk_after_channel=channel_1(psk_sig,snr);adjudge_psk=adjudg_1(psk_after_channel);re_pcm=demodul_1(adjudge_psk,fc,fd,fs);[re_voltag,re_sampl]=d_a_1(re_pcm,D,N);numoferr=0;fori=1:length(sampl),if(re_sampl~=sampl(i)),numoferr=numoferr+1;end;end;p=numoferr/length(sampl)%A/D**********************************function[sampl,quant,pcm2]=a_d_1(A,F,P,D)t=0:1/(20*F):2/F;sampl=A*sin(2*pi*F*t+P);c=sampl/max(sampl);partition=[-1:2/D:1];codebook=[-1-1/D:2/D:1];[indx,quant]=quantiz(c,partition,codebook);indx=indx-1;ind=zeros(length(indx),1);i=1;whilei<=length(indx)ifindx(i,1)==-1;indx(i,1)=0;endi=i+1;enda=min(quant);%對信號消頂i=1;whilei<=length(quant)ifquant(1,i)==a;quant(1,i)=quant(1,i)+2/D;endi=i+1;endsubplot(2,1,1);plot(t,c,'b*-');title('signal')pcm=dec2bin(indx,ceil(log2(D)));%對量化后信號編碼pcm1=reshape(pcm',1,length(pcm)*ceil(log2(D)));fori=1:length(pcm1);pcm2(i)=str2num(pcm1(i));i=i+1;end%調(diào)制*****************************************functionpsk_sig=modulat_1(pcm2,fc,fd,fs)psk_sig=dmod(pcm2,fc,fd,fs,'psk');%進入信道***************************************functionpsk_after_channel=channel_1(psk_sig,snr);n1=length(psk_sig);psk_sig=psk_sig(:);psk_sig_a=zeros(n1,1);psk_sig_a=psk_sig_a(:);%產(chǎn)生列向量fori=1:n1ifischar(psk_sig(i))==1psk_sig_a(i)=str2num(psk_sig(i));elsepsk_sig(i)=psk_sig(i);endendpsk_after_channel=awgn(psk_sig,snr);%抽樣判決******************************functionadjudge_psk=adjudg_1(psk_after_channel)n2=length(psk_after_channel);adjudge_psk=zeros(1,n2);fori=1:n2ifischar(psk_after_channel)==1psk_after_channel(i)=str2num(psk_after_channel);endendfori=1:n2ifround(psk_after_channel(i))==1adjudge_psk(i)=1;elseifround(psk_after_channel(i))==0adjudge_psk(i)=0;elseadjudge_psk(i)=-1;endend%解調(diào)****************************************functionre_pcm=demodul_1(adjudge_psk,fc,fd,fs)fori=1:length(adjudge_psk)ifischar(adjudge_psk(i))==1adjudge_psk=str2num(adjudge_psk(i));endendre_pcm=ddemod(adjudge_psk,fc,fd,fs,'psk',2);%d/a******************************************function[re_voltag,re_sampl]=d_a_1(re_pcm,D,N)fori=1:length(re_pcm)ifischar(re_pcm(i))==1;re_pcm(i)=str2num(re_pcm(i));endendn=ceil(log2(D));fori=2:nifrem(length(re_pcm),n);k=rem(length(re_pcm),n);B=zeros(1,(n-k));re_pcm1=[re_pcm,B];elsere_pcm1=re_pcm;endendre_pcm1=re_pcm1(:);m=ceil(length(re_pcm1)/n);fori=1:mA=re_pcm1((i-1)*n+1:(i-1)*n+n);C=reshape(A,1,n);E=fliplr(C);sum=0;forj=1:nsum=sum+E(j)*2^(j-1);V(i)=sum;endends=2/D;fori=1:mre_voltag(i)=(V(i)*s+s/2-1);endfori=1:length(re_voltag)re_sampl((i-1)*(N+1)+1)=re_voltag(i);fork=2:Nre_sampl((i-1)*(N+1)+k)=0;endendh1=zeros(1,N);forj=1:Nh1(j)=j/(N+1);endh=[0,h1,1,fliplr(h1),0];h=h(:);re_sampl=conv(h,re_sampl);subplot(2,1,2)plot(re_sampl,'r.');title('re_signal');測試信號：[sampl,re_sampl]=system_1(1,32000,0,10,10,32000000,16000000,1280000000,10)實驗截圖：p=0.1756ans=Columns1through1100.30900.58780.80900.95111.00000.95110.80900.58780.30900.0000Columns12through22-0.3090-0.5878-0.8090-0.9511-1.0000-0.9511-0.8090-0.5878-0.3090-0.00000.3090Columns23through330.58780.80900.95111.00000.95110.80900.58780.30900.0000-0.