通信系统仿真大作业.docx
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通信系统仿真大作业
课题名称：
通信系统仿真大作业
院（系）：
专业：
班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
职称：
讲师
2012年6月2日
设计一随机信号分析
1．已知瑞利分布随机信号的概率密度函数为
用randn函数产生
的瑞利分布随机变量。
提示：
两个独立分布、均值为0、方差为
的高斯随机变量的平方和开根号所得的随机变量服从功率为
的瑞利分布。
代码
segma=sqrt
（2）;
s=segma.^2;
x=0:
0.01:
10;
f=x./s.*exp（-x.^2/2*s）;
plot（x,f）;
axis（[0,10,0,1]）;
title（'瑞利分布'）;
xlabel（'随机变量x'）;
ylabel（'概率分布函数f（x）'）;
gridon;
var=（2-pi/2）*s;
y=sqrt（var）*randn（5）
结果
y=
0.4982-1.2116-1.2507-0.18990.6221
1.6991-0.40172.8119-0.1150-1.1187
-2.09280.31740.67211.38020.6645
0.79883.3154-0.05841.30551.5104
0.29532.56590.66221.31300.4530
设计二模拟信号的数字化
7．设输入信号抽样值为-350个量化单位，按照
律13折线特性编成8位码。
代码
x=-350;
ifx>0
out
（1）=1;
else
out
（1）=0;
end
ifabs（x）>=0&abs（x）<16
out
（2）=0;out（3）=0;out（4）=0;step=1;st=0;
elseif16<=abs（x）&abs（x）<32
out
（2）=0;out（3）=0;out（4）=1;step=1;st=16;
elseif32<=abs（x）&abs（x）<64
out
（2）=0;out（3）=1;out（4）=0;step=2;st=32;
elseif64<=abs（x）&abs（x）<128
out
（2）=0;out（3）=1;out（4）=1;step=4;st=64;
elseif128<=abs（x）&abs（x）<256
out
（2）=1;out（3）=0;out（4）=0;step=8;st=128;
elseif256<=abs（x）&abs（x）<512
out
（2）=1;out（3）=0;out（4）=1;step=16;st=256;
elseif512<=abs（x）&abs（x）<1024
out
（2）=1;out（3）=1;out（4）=0;step=32;st=512;
elseif1024<=abs（x）&abs（x）<2048
out
（2）=1;out（3）=1;out（4）=1;step=64;st=1024;
else
out
（2）=1;out（3）=1;out（4）=1;step=64;st=1024;
end
ifabs（x）>=2048
out（2:
8）=[1111111];
else
tmp=floor（（abs（x）-st）/step）;
t=dec2bin（tmp,4）-48;%函数dec2bin输出的是ASICC字符串，48对应0
out（5:
8）=t（1:
4）;
end
out=reshape（out,1,8）
结果
out=
01010101
设计三数字基带传输系统
6．根据单极性信号和双极性信号的误码率计算公式，作图比较两种信号的抗噪性能。
代码
SNR=0.1:
.01:
100;%取一组信噪比值，便于以下计算对应的误码率
SNR0dB=10*log10（SNR）;%信噪比线性化
S=erfc（sqrt（SNR/2））/2;
%根据误码率与信噪比关系公式，求单极性非归零码误码率序列
D=erfc（sqrt（SNR））/2;%双极性非归零误码率序列
semilogy（SNR0dB,S）;%绘制信噪比和误码率则采用semilogy函数来实现。
%semilogy（x）类似于plot函数，只是这类绘图中y轴采用对数log坐标
holdon
semilogy（SNR0dB,D,'--'）;
xlabel（'SNR0dB'）;
ylabel（'BER0dB'）;
axis（[-10150.0000011]）;
title（'数字基带传输误码率-信噪比曲线'）;
legend（'单极性非归零码','双极性非归零码'）;%给图形添加图
%结果证明，双极性抗噪性更强
结果
设计四模拟线性调制解调系统
1．已知未调制信号为
若
取2s，载波为
，
，用抑制载波调幅来调制信号，画出调制信号和已调信号的时域波形及频谱图。
代码
t0=2;%定义信号的持续时间
ts=0.005;%定义采样时间
fs=1/ts;%定义采样频率
df=0.2;%频率分辨力
fc=100;%定义载波频率
a=0.8;%定义调制系数（Am/Ao）
t=0:
ts:
t0;%定义出采样点数据
%定义信号m
m=zeros（1,401）;
fori=1:
1:
401m（i）=sinc（200*i）;end
m=m/1000;
c=cos（2*pi*fc.*t）;%载波信号
m_n=m/max（abs（m））;%归一化
[M,m,df1]=fftseq（m,ts,df）;%傅里叶变换
M=M/fs;%频率缩放，便于作图
f=[0:
df1:
df1*（length（m）-1）]-fs/2;%定义频率向量
u=（1+a*m_n）.*c;%将调制信号调制到载波上
[U,u,df1]=fftseq（u,ts,df）;%对已调信号进行傅里叶变化
U=U/fs;%频率缩放
subplot（2,2,1）;plot（t,m（1:
length（t）））;
xlabel（'时间'）;
title（'调制信号'）;gridon;
subplot（2,2,3）;plot（t,u（1:
length（t）））;
xlabel（'时间'）;
title（'已调信号'）;gridon;
subplot（2,2,2）;plot（f,abs（fftshift（M）））;
xlabel（'频率'）;title（'调制信号的频谱'）;gridon;
subplot（2,2,4）;plot（f,abs（fftshift（U）））;
xlabel（'频率'）;title（'已调信号的频谱'）;axis（[-100,100,0,0.5]）;gridon;
结果
设计五2FSK调制解调系统
1．对二元序列01101010，画出2FSK信号的波形，其中发“0”码时，载频与码元速率相等；发“1”码时，载频是码元速率的2倍。
代码
a=[0,1,1,0,1,0,1,0];
subplot（2,1,1）;stem（a）;title（'随机信号'）;
fori=1:
length（a）
t=i-1:
0.001:
i;
if（a（i）==1）
s=sin（2*pi*t）;
end
if（a（i）==0）
s=sin（pi*t）;
end
holdon;
subplot（2,1,2）;plot（t,s）;title（'2FSK调制后的信号'）
end
结果
设计六2PSK和2DPSK调制解调系统
4．利用Simulink中“DBPSKModulatorBaseband”模块和“DBPSKDemodulatorBaseband”模块，建立2DPSK调制解调系统模型，并观察调制、解调前后的波形，计算差错率。
2DPSK的各参数设置与2PSK的原理基本基本相同，只是选用的调制解调模块不同，2DPSK的调制解调用2DPSKmodulator和2DPSKdemodulator模块。
图3-18就是2DPSK调制解调的系统仿真设计。
其中主要模块有：
图3-182DPSK调制解调的系统仿真设计
3.3.2参数设置
图3-19是RandomIntegerGenerator模块的参数设置，其中取样时间为0.2，原始参数为0，取样频率为1。
图3-19RandomIntegerGenerator模块的参数
图3-20是DBPSKModulatorBaseband的模块参数设置，其中取样频率为1，相移为0rad。
图3-20DBPSKModulatorBaseband的模块参数
图3-21是AWGNChannel1的模块的参数设置，原始参数为67。
图3-21AWGNChannel1的模块的参数
图3-22是DBPSKDemodulatorBaseband的模块参数设置，其中取样频率为1，相移为0rad。
图3-22DBPSKDemodulatorBaseband的模块参数
图3-23是SineWave的模块的参数设置，通过离散的采样模式，其幅度为1，频率为10HZ，相移为0rad。
图3-23SineWave的模块的参数
图3-24是Product的模块参数设置，输入数据为2，采样时间为1。
图3-24Product的模块参数
图3-25是SpectrumScope的模块参数设置，缓冲大小为1024，FFT长度为1024，平均频谱数为64。
图3-25SpectrumScope的模块参数
图3-26是SpectrumScope的模块参数设置，频率单位为HZ，频率范围在0到Fs之间Y限的最大值为1,43，最小值为—69.81。
图3-26SpectrumScope的模块参数
3.3.3仿真结果及分析
图3-27是由图3-18得出的2DPSK调制解调的信号的波形，第一条是原始的基带信号，第二条为2DPSK信号的波形，第三条为通过滤波器后的信号的波形，第四条为解调后的波形。
可以看出第一条和第四条的波形相同，说明了仿真正确。
图3-27输出的波形
图3-28是2DPSK调制信号加载波后用频谱仪测得频谱图：
图3-282DPSK调制信号加载波后的频谱图
设计七数字通信系统的抗噪性能分析
1．观察仿真图7.3，说明仿真结果和理论计算结果在低信噪比下为什么情况完全一致，而在高信噪比下一致性稍差？
思考应该如何改变仿真过程以使在高信噪比下也能得到更好的一致性？
信噪比决定着误码率，高信噪比可以使误码率偏低，信噪比属于误码率计算中的一个变量。
可以直接改变编码方式，调制方式等等，都可以在高信噪比下得到更好的一致性
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