题目通信原理仿真作业.docx
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题目通信原理仿真作业
题目：
通信原理仿真作业
学院：
电子工程学院
班级：
021013班
组员：
02101266齐艳丽
02101267孙睿
02101268李静
02101269孙爽爽
1信道噪声特性仿真
产生信道高斯白噪声，设计信道带通滤波器对高斯白噪声进行滤波，得到窄带高
斯噪声。
对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析，
画出其时域和频域的图形。
Matlab程序如下：
%产生均值为o，方差为1的高斯白噪声序列
y=randn（1,2500）;
x=1:
1:
2500;
figure
（1）;
plot（x,y）;title（'输入信号的时域图’）；
%求高斯白噪声的频谱
F=fft（y）;
l=（0:
length（F）-1）;
figure
（2）;plot（l,F）;xlabel（'\omega'）;ylabel（'幅度’）;title（'输入信号的频
谱'）;%高斯白噪声的频谱图
%高斯白噪声序列通过带通滤波器
y2=filter（Bz,Az,y）%滤波器的系统函数分子、分母多项式系数滤波前序列
x2=（0:
length（y2）-1）
figure（4）;plot（x2,y2）;title（'输岀信号时域图’）；%求输岀信号频谱
F2=fft（y2）;
X2=（0:
length（F2）-1）;
figure（5）;plot（X2（1:
1250）,F2（1:
1250））
xlabel（'\omega'）;ylabel（'幅度（dB）'）;%输岀信号的频谱图title（'输岀信号频谱图’）;
运行结果如下：
（1）输入信号的时域图
（3）巴特沃斯带通滤波器的幅频特性图
芾通滤■■波器的幅频特性
0
-10
（4）输出信号的时域图
输出信号的时域图
（5）
输出信号的频谱图
5.2PSK信号传输仿真
按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK信号和高斯白噪声，经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察，并且对解调结果进行误码率测量。
2PSK信号的解调选用相干解调法。
题目：
2PSK信号传输仿真
摘要：
数字信号的传输方式基带传输和带通传输。
然而，实际中的大多数信道因具有带通特性二不能直接传输基带信号，因为数字基带信号往往具有丰富的低频分量。
为了使数字信号在带通信道中传输，必须用数字基带信号对载波进行调制，以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变为数字带通信号的过程称为数字调制。
一般实现数字调制的方法主要有两种，
（1）利用模拟调制实现数字调制；
（2）键控法。
本文采用模拟调制。
关键词：
PSK，调制，解调
原理：
相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息
（1）2PSK信号的表达式：
在2PSK中，通常用初始相位0和分別表小】进制“1”和“0”。
因此，2PSK信号的时域表达式为：
（0=Acos（^Z+轴）
式中，卩俵示第軒个符号的绝对相位：
屮发送“旷时
%=b发送5时
因此.上式可以改写为
；Acos^r,概率为P
''-Acos^L概率为1—F
由于两种码元的波形相同，极性相反，故2PSK信号可以表述为一个
双极性全占空矩形脉冲序列与一个正弦载波的相乘：
勺卩沐⑴二氓f
式中
“二刀％曲一吨）
这里，g的是脉宽为兀的单个矩形脉冲，而务的统计特性为
fL概率为尸
%一[-L概率为1一尸
即发送二进制符号©时g取+i）,冷区⑦取o相位；发送二进制符号十时（务取-1）,岂球⑦取工相位。
这种以载波的不同相位直接去表示相应二进制数字信号的调制方式，称为二进制绝对棚移方式。
__
（2）典型波形
（3）2PSK调制原理框图
模拟调制的方法
亍7主
键控法
（4）2PSK信号相干解调系统性能分析模型
程序：
1.用到的函数：
（1）randint（n,m）函数：
产生一个n*m维的矩阵，矩阵元素是0或1
（2）awgn（X,SNR）函数：
在信号X中加入信噪比为SNR的高斯白噪声
（3）[N,Wc]=buttord（Wp,Ws,Rp,Rs）该格式用于计算巴特沃斯数字滤波器的阶
N和3db截止频率Wc（关于Pi归一化）,WP是通带截止频率，WS是阻带截止频率（关于Pi归一化），Pi对应模拟频率fs/2,Rp和Rs对应通带最大衰减合租带最小衰减
（4）[B,A]=butter（N,Wc,'ftype'）该格式用于计算巴特沃斯数字滤波器系统函数
分子和分母多项式的系数向量A和Bo
Ftype=high高通滤波器
Ftype=stop带阻滤波器
Ftype缺省低通或带通滤波器
（5）filter求出系数后对信号滤波用这个函数
2程序代码：
clearall;
closeall;
clc;
max=10;
g=zeros（1,max）;
g=randint（1,max）;%产生长度为max的随机二进制序列%
cp=[];mod1=[];
f=2*pi;
t=0:
2*pi/99:
2*pi;
forn=1:
length（g）;
ifg（n）==0;
A=zeros（1,100）;
elseg（n）==1;
A=ones（1,100）;
end
cp=[cp,A];%产生原始信号%
c=cos（f*t）;
mod仁[mod1,c];%将载波变成与原始信号等长的矩阵形式
end
figure
（1）
plot（cp）;
gridon;
axis（[0100*length（g）-22]）;
title（'二进制信号序列’）
cm=[];
forn=1:
length（g）;
ifg（n）==0;
B=-ones（1,100）;
elseg（n）==1;
B=ones（1,100）;
end
cm=[cm,B];%产生双极性码%
end
Y=cm.*mod1;%调制%
figure
（2）
subplot（2,1,1）
plot（Y）;
gridon;
axis（[0100*length（g）-22]）;
title（'2PSK调制信号'）;
subplot（2,1,2）
plot（abs（fft（Y）））;
axis（[0100*length（g）0200]）;
title（'2PSK调制信号频谱’）；
Z=awgn（Y,10）;%加入信噪比为10的高斯白噪声%
figure（3）
subplot（2,1,1）
plot（Z）;gridon;
axis（[0100*length（g）-22]）;
title（'通过高斯白噪声信道后的的2PSK信号’）;
subplot（2,1,2）
plot（abs（fft（Z）））;
axis（[0100*length（g）0200]）;
title（'通过高斯白噪声信道后的的2PSK信号频谱’）;
W=2*mod1.*Z;%解调%
fp=500;fs=700;rp=3;rs=20;fn=11025;
ws=fs/（fn/2）;wp=fp/（fn/2）;
[n,wn]=buttord（wp,ws,rp,rs）;%计算巴特沃斯滤波器的阶数和截止频率%
[b,a]=butter（n,wn）;%计算巴特沃斯数字滤波器系统函数分子和分母多项式的系数向
量a和b%
W仁filter（b,a,W）;%经过低通滤波器后的信号%
figure（4）subplot（2,1,1）plot（W1）gridon;
axis（[0100*length（g）-22]）;
title（'经低通滤波器后的波形’）；
subplot（2,1,2）
plot（abs（fft（W1）））;
axis（[0100*length（g）0200]）;
title（'经低通滤波器后的频谱波形’）;
form=1:
100*length（g）;
ifW1（m）<0;
W1（m）=1;
elseW1（m）>=0;
W1（m）=0;
endend
figure（5）
subplot（2,1,1）
plot（W1）;
gridon;
axis（[0100*length（g）-22]）;
title（'抽样判决后信号波形’）；
subplot（2,1,2）
plot（abs（fft（W1）））;
axis（[0100*length（g）0200]）;
title（'抽样判决后信号频谱波形’）;
rights=0;
wrongs=0;
form=1:
100*length（g）if（cp（1,m）==W1（m））rights=rights+1;
else
wrongs=wrongs+1;end
end
Pe=wrongs/（wrongs+rights）;
3运行结果图：
二进制信号库列
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
1002003004005006007000009001000
2PSK调制信号
通过高斯白噪声信道后的的2PSK信号
n抽样判块后信号浪形
2IIIIIInI
21IIIIIIIIII
「0100200300400500600-700800900WOO
遇到问题：
（1）误码率没有求出来，程序没显示错误，但是没有结果，找不到问题所在
（2）解调框图中有一个带通滤波器，但是采用buttord,butter函数后似乎不需要，
查阅了好多例子也发现采用这两个函数设计滤波器的均没有加带通滤波器，我们
觉得是因为butter中设计带通和低通滤波器是ftype类型都是缺省的缘故。
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