数字通信技术实验报告.docx
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数字通信技术实验报告
实验一：
clear all
[x,fs,bits]=wavread（'myheart.wav'）;
z=sign（x）;Max=max（abs（x））;x1=abs（x/Max）;Q=2048*x1;
Y=zeros（length（x1）,8）;
for m=1:
length（x）
if Q（m）>128& Q（m）<2048Y（m,2）=1;
end
if （Q（m）>32 & Q（m）<128） || （Q（m）>512 & Q（m）<2048）Y（m,3）=1;
end
if （Q（m）>16 & Q（m）<31） || （Q（m）>64 & Q（m）<128） || （Q（m）>256 & Q（m）<512）
|| （Q（m）>1024 & Q（m）<2048）Y（m,4）=1;
end
if z（m）>0Y（m,1）=1;
elseif z（m）<0Y（m,1）=0;
end
end
N=zeros（1,length（x1））;
for m=1:
length（x1）
N（m）=Y（m,2）*4+Y（m,3）*2+Y（m,4）+1;
end
a=[0,16,32,64,128,256,512,1024];
b=[1,1,2,4,8,16,32,64];
for m=1:
length（x1）
q=ceil（Q（m）-a（N（m））/b（N（m）））;
if q==0Y（m,（5:
8））=[0,0,0,0];
else k=num2str（dec2bin（q-1,4））;
Y（m,5）=str2num（k
（1））;
Y（m,6）=str2num（k
（2））;
Y（m,7）=str2num（k（3））;
Y（m,8）=str2num（k（4））;
end
End
实验结果：
Max =0.3906
a=
Columns 1 through 7
0163264128256
512
Column 8
1024
b=11248163264
bits =16
fs =22050
k =111011011
m =168873
q =476
实验二：
RGB=imread（'8.jpg'）;
I=rgb2gray（RGB）;
J=dct2（I）;
imshow（log（abs（J））,[]）,colormap（jet（64））,colorbar
J（abs（J）<10）=0;
K=idct2（J）;
figure,imshow（I）
figure,imshow（K,[0 255]）
原图像经过离散余弦变换后原图像的灰度图像
经反变换后的图像：
2.输入 DCT 进行 JPEG 图像压缩的代码如下：
RGB=imread（'8.jpg'）;
I=rgb2gray（RGB）;
I=im2double（I）;
T=dctmtx（8）;
B=blkproc（I,[8 8],'P1*x*P2',T,T'）;
Mask=[ 1 1 1 1 0 0 0 0
11100000
11000000
10000000
00000000
00000000
00000000
0 0 0 0 0 0 0 0];
B2=blkproc（B,[8 8],' P1*x',Mask）;
I2= blkproc（B2,[8,8],'P1*x*P2',T',T）;
Subplot（1,2,1）;
Imshow（I）;title（'原图像'）;
Subplot（1,2,2）;
Imshow（I2）;title（'压缩图像'）;
3.游程编码：
image1=imread（'lena.jpg'）;
imshow（image1）;
image2=image1（:
）;
image2length=length（image2）;
fori=1:
1:
image2length
ifimage2（i）>=127
image2（i）=255;
else
image2（i）=0;
end
end
image3=reshape（image2,512,512）;
figure,imshow（image3）;
X=image3（:
）;
x=1:
1:
length（X）;
figure,plot（x,X（x））;
j=1;
image4
（1）=1;
forz=1:
1:
（length（X）-1）
ifX（z）==X（z+1）
image4（j）=image4（j）+1;
else
data（j）=X（z）;
j=j+1;
image4（j）=1;
end
end
data（j）=X（length（X））;
image4length=length（image4）;
y=1:
1:
image4length;
figure,plot（y,image4（y））;
CR=image2length/image4length;
实验三
function code = addfade（modcode,Tf,isperiod,isfade）
%功能：
向传输序列 modcode 叠加衰落性信道的衰落参数 k（t）
if（isfade==1）
if（isperiod==1）
a=31;
b=30+10*Tf;
modcode（1,a:
b）=0.1*modcode（1,a:
b）;
end
code=modcode;
else
code=modcode;
end
function bitcoded = channelcoding（sym,G,k）
A=vec2mat（sym,k）;%把向量转换成矩阵
U=A*G;
U=mod（U,2）;
bitcoded=reshape（U',1,[]）;
function bitdecoded = channeldecoding（recode,Etab,Smatrix,H,n,k）
%前向纠错函数，实现纠错功能
row=length（recode）/n;
E=zeros（row,n）;
RM=zeros（row,n）;%纠错之后的矩阵
R=vec2mat（recode,n）;
S=R*H';%伴随矩阵
S=mod（S,2）;
for i=1:
row
for j=1:
2^（n-k）
%查表纠错
if（S（i,:
）==Smatrix（j,:
））
E（i,:
）=Etab（j,:
）;
RM（i,:
）=R（i,:
）+E（i,:
）;
RM（i,:
）=mod（RM（i,:
）,2）;
break;
end
end
end
bitdecoded=reshape（RM',1,[]）;%转化为比特流
tic
clc
%功能：
有无信道编码性能比较
M=2;
%进制
b=log2（M）;
%每符号比特数
n=128*10000;%符号数
G=[1 1 1 1 0 0 0;1 0 1 0 1 0 0;0 1 1 0 0 1 0;1 1 0 0 0 0 1];%生成矩阵
H=[1 0 0 1 1 0 1;0 1 0 1 0 1 1;0 0 1 1 1 1 0];
%监督矩阵
Etab=[0 0 0 0 0 0 0;0 0 0 0 0 0 1;
0 0 0 0 0 1 0;0 0 0 0 1 0 0;
0 0 0 1 0 0 0;0 0 1 0 0 0 0;
0 1 0 0 0 0 0;1 0 0 0 0 0 0];
%错误图样
Smatrix=Etab*H';
%对应的伴随式
sym=randint（n,1,M）;
sym=de2bi（sym,'left-msb'）;
bitcoded=channelcoding（sym,G,4）;
modbit=pskmod（bitcoded,M）;
%在传输序列 modbit 加入 AWGN 噪声
snr=0:
0.2:
15;%噪声为 0 到 15d
L=length（snr）
%模拟信源编码
%信道编码，（7,4）码
ser=zeros（1,L）;
ser2=zeros（1,L）;
for k=1:
L
y=awgn（modbit,10*log10（b）+snr（k）,'measured'）;
zsym=pskdemod（y,M）;
%复数解调
zbit=de2bi（zsym,'left-msb'）;
recode=reshape（zbit',1,[]）;
Rstream=recode;
err=（Rstream~=bitcoded）;
errnum=sum（err）;
ser（k）=log10（errnum/length（bitcoded））;
%纠错
bitdecoded=channeldecoding（Rstream,Etab,Smatrix,H,7,4）;
err=（bitdecoded~=bitcoded）;
errbits=sum（err）;
ser2（k）=log10（errbits/（length（bitcoded）））;
end
plot（snr,ser,'b-*'）
hold on
plot（snr,ser2,'r-o'）
grid on
legend（'没有信道编码','信道编码'）;
xlabel（'Eb/No（dB）'）;
ylabel（'SER'）;
title（'2PSK 有无信道编码性能比较'）;
toc
%
clc;
clear;
close all;
n=10000;
b=randint（1,n）;
f1=1;f2=2;
t=0:
1/30:
1-1/30;
%ASK
sa1=sin（2*pi*f1*t）;
E1=sum（sa1.^2）;
sa1=sa1/sqrt（E1）; %unit energy
sa0=0*sa1;
%FSK
sf0=sin（2*pi*f1*t）;
E=sum（sf0.^2）;
sf0=sf0/sqrt（E）;
sf1=sin（2*pi*f2*t）;
E=sum（sf1.^2）;
sf1=sf1/sqrt（E）;
%PSK
sp0=-sin（2*pi*f1*t）/sqrt（E1）;
sp1=sin（2*pi*f1*t）/sqrt（E1）;
%调制
ask=[];psk=[];fsk=[];
for i=1:
n
if b（i）==1
ask=[ask sa1];
psk=[psk sp1];
fsk=[fsk sf1];
else
ask=[ask sa0];
psk=[psk sp0];
fsk=[fsk sf0];
end
end
figure
（1）
subplot（411）
stairs（0:
10,[b（1:
10） b（10）],'linewidth',1.5）
axis（[0 10 -0.5 1.5]）
title（'Message Bits'）;grid on
subplot（412）
tb=0:
1/30:
10-1/30;
plot（tb, ask（1:
10*30）,'b','linewidth',1.5）
title（'ASK Modulation'）;grid on
subplot（413）
plot（tb, fsk（1:
10*30）,'r','linewidth',1.5）
title（'FSK Modulation'）;grid on
subplot（414）
plot（tb, psk（1:
10*30）,'k','linewidth',1.5）
title（'PSK Modulation'）;grid on
xlabel（'Time'）;ylabel（'Amplitude'）
%AWGN
for snr=0:
30
askn=awgn（ask,snr）;
pskn=awgn（psk,snr）;
fskn=awgn（fsk,snr）;
%DETECTION
A=[];F=[];P=[];
for i=1:
n
%ASK Detection
if sum（sa1.*askn（1+30*（i-1）:
30*i））>0.5
A=[A 1];
else
A=[A 0];
end
%FSK Detection
if sum（sf1.*fskn（1+30*（i-1）:
30*i））>0.5
F=[F 1];
else
F=[F 0];
end
%PSK Detection
if sum（sp1.*pskn（1+30*（i-1）:
30*i））>0
P=[P 1];
else
P=[P 0];
end
end
%BER
errA=0;errF=0; errP=0;
for i=1:
n
if A（i）==b（i）
errA=errA;
else
errA=errA+1;
end
if F（i）==b（i）
errF=errF;
else
errF=errF+1;
end
if P（i）==b（i）
errP=errP;
else
errP=errP+1;
end
end
BER_A（snr+1）=errA/n;
BER_F（snr+1）=errF/n;
BER_P（snr+1）=errP/n;
end
figure
（2）
subplot（411）
stairs（0:
10,[b（1:
10） b（10）],'linewidth',1.5）
axis（[0 10 -0.5 1.5]）;grid on
title（'Received signal after AWGN Channel'）
subplot（412）
tb=0:
1/30:
10-1/30;
plot（tb, askn（1:
10*30）,'b','linewidth',1.5）
title（'Received ASK signal'）;grid on
subplot（413）
plot（tb, fskn（1:
10*30）,'r','linewidth',1.5）
title（'Received FSK signal'）;grid on
subplot（414）
plot（tb, pskn（1:
10*30）,'k','linewidth',1.5）
title（'Received PSK signal'）;grid on
figure（3）
semilogy（0:
30,BER_A, 'b','linewidth',2）
title（'BER Vs SNR'）
grid on;
hold on
semilogy（0:
30,BER_F,'r','linewidth',2）
semilogy（0:
30,BER_P, 'k','linewidth',2）
xlabel（'Eo/No（dB）'）
ylabel（'BER'）
hold off
legend（'ASK','FSK','PSK'）;
实验四
clc
clear
%Generationofbitpattern
s=round（rand（1,25））;
signal=[];
%Generating20bits
carrier=[];
t=[0:
2*pi/119:
2*pi];
for k=1:
25
%Creating60samplesforonecosine
if s（1,k）==0
sig=-ones（1,120）;
%120minusonesforbit0
%120onesforbit1
else
sig=ones（1,120）;
end
c=cos（t）;
carrier=[carrier c];
signal=[signal sig];
end
subplot（4,1,1）;
plot（signal）;
axis（[-100 3100 -1.5 1.5]）;
title（'\bf\it Original Bit Sequence'）;
%BPSKModulationofthesignal
bpsk_sig=signal.*carrier;
subplot（4,1,2）;
%Modulatingthesignal
plot（bpsk_sig）
axis（[-100 3100 -1.5 1.5]）;
title（'\bf\it BPSK Modulated Signal'）;
%Preparationof6newcarrierfrequencies
t1=[0:
2*pi/9:
2*pi];
t2=[0:
2*pi/19:
2*pi];
t3=[0:
2*pi/29:
2*pi];
t4=[0:
2*pi/39:
2*pi];
t5=[0:
2*pi/59:
2*pi];
t6=[0:
2*pi/119:
2*pi];
c1=cos（t1）;
c1=[c1 c1 c1 c1 c1 c1 c1 c1 c1 c1 c1 c1];
c2=cos（t2）;
c2=[c2 c2 c2 c2 c2 c2];
c3=cos（t3）;
c3=[c3 c3 c3 c3];
c4=cos（t4）;
c4=[c4 c4 c4];
c5=cos（t5）;
c5=[c5 c5];
c6=cos（t6）;
%Randomfrequencyhoppstoformaspreadsignal
spread_signal=[];
for n=1:
25
c=randint（1,1,[1 6]）;
switch（c）
case
（1）
spread_signal=[spread_signal c1];
case
（2）
spread_signal=[spread_signal c2];
case（3）
spread_signal=[spread_signal c3];
case（4）
spread_signal=[spread_signal c4];
case（5）
spread_signal=[spread_signal c5];
case（6）
spread_signal=[spread_signal c6];
end
end
subplot（4,1,3）
plot（[1:
3000],spread_signal）;
axis（[-100 3100 -1.5 1.5]）;
title（'\bf\it Spread Signal with 6 frequencies'）;
%SpreadingBPSKSignalintowiderbandwithtotalof12frequencies
freq_hopped_sig=bpsk_sig.*spread_signal;
subplot（4,1,4）
plot（[1:
3000],freq_hopped_sig）;
axis（[-100 3100 -1.5 1.5]）;
title（'\bf\it Frequency Hopped Spread Spectrum Signal'）;
%ExpressingtheFFTs
figure,subplot（2,1,1）
plot（[1:
3000],freq_hopped_sig）;
axis（[-100 3100 -1.5 1.5]）;
title（'\bf\it Frequency Hopped Spread Spectrum signal and its FFT'）;
subplot（2,1,2）;
plot（[1:
3000],abs（fft（freq_hopped_sig）））;
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