通信原理与系统课程设计.docx
《通信原理与系统课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信原理与系统课程设计.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
通信原理与系统课程设计
通信原理与系统课程设计
1.搭建简单基带数字通信系统，信道纠错编码：
CRC，生成码不少于8位；传输线路码：
曼彻斯特码；信道：
AWGN信道，信噪比不大于50dB；信源：
不少于128bit。
任务：
完成通信系统的编码和解码，用MATLAB的M代码完成，不允许用Simulink。
（发挥部分：
可以采用QPSK方式载调制波，亦即包括信号调制与解调）。
验证CRC检错率。
说明：
先将128bit信源码分成多个字段，每字段不少于8bit，对每一字段进行CRC计算，得到冗余码，再将所有经过CRC编码后的字段接成比特流发出。
接收端将接收的比特流分块（每块长度为原始字段位数加冗余码位数），再用CRC检验接收字段是否有错。
去掉冗余码，对照信源输出的原始数据，看检错是否正确。
注意：
信源输出128bit为一次性输出，可用伪随机或随机函数实现，不能使用一个字段循环多次形成的128bit。
主程序：
%通信系统仿真程序
%
%采用CRC编码和manchester编码；
%只是经过了高斯白噪声信道
closeall;
clearall;
clc;
%生成N_sum位随机序列作为信号码
N_sum=128;%信息位数
original_signal=（sign（randn（1,N_sum））+1）/2;%randn（m,n）产生一个m行n列的矩阵，生成（-1,1）的随机数然后加1，得（0,2）/2生成（0,1）内的数，128为信息位，原始信号
T=1;%信号持续时间
N_sample=32;%为了画出波形，每个周期的采样点数
dt=T/N_sample;%每个点的间隔
fori=1:
length（original_signal）;
s_original_signal（（i-1）*N_sample+1:
i*N_sample）=original_signal（i）;%为画波形对信号进行扩展，
end
t1=0:
dt:
length（s_original_signal）*dt-dt;
figure
（1）;
plot（t1,s_original_signal）;%画原始信号
axis（[0,128,-1.5,1.5]）;
title（'原始信号'）
xlabel（'t'）;ylabel（'幅值'）;
gridon
%N_pack=8;
%调用CRC编码程序
crc_code=en_crc_code（original_signal）;
forii=1:
length（crc_code）;
s_crc_code（（ii-1）*N_sample+1:
ii*N_sample）=crc_code（ii）;%为画波形对信号进行扩展，
end
t2=0:
dt:
length（s_crc_code）*dt-dt;
figure
（2）;
plot（t2,s_crc_code）;%画原始信号
axis（[0,150,-1.5,1.5]）;
title（'CRC编码后的信号'）
xlabel（'t'）;ylabel（'幅值'）;
gridon
%manchester编码
manchester_code=manchester（crc_code）;
foriii=1:
length（manchester_code）;
s_manchester_code（（iii-1）*16+1:
iii*16）=manchester_code（iii）;%为画波形对信号进行扩展，
end
t3=0:
dt:
length（s_manchester_code）*dt-dt;
figure（3）;
plot（t3,s_manchester_code）;
axis（[0,150,-0.5,1.5]）;
title（'manchester编码后的信号'）
xlabel（'t'）;ylabel（'幅值'）;
gridon
%forkk=1:
15
%加入噪声
add_noise_code=awgn（manchester_code,10,'measured'）;%加入高斯白噪声
foriiii=1:
length（add_noise_code）;
s_add_noise_code（（iiii-1）*16+1:
iiii*16）=add_noise_code（iiii）;%为画波形对信号进行扩展，
end
t4=0:
dt:
length（s_add_noise_code）*dt-dt;
figure（4）;
plot（t4,s_add_noise_code）;%画叠加了噪声的信号
axis（[0,150,-1.5,1.5]）;
title（'叠加了噪声的信号'）
xlabel（'t'）;ylabel（'幅值'）;
gridon
after_judge_code=zeros（1,length（add_noise_code））;
forjj=1:
length（add_noise_code）
if（add_noise_code（jj）>=0.5）
after_judge_code（jj）=1;
elseif（add_noise_code（jj）<0.5）
after_judge_code（jj）=0;
end
end
end
%manchester译码
de_manchester_code=de_manchester（after_judge_code）;
foriiii=1:
144;
s_de_manchester_code（（iiii-1）*32+1:
iiii*32）=de_manchester_code（iiii*2-1）;%为画波形对信号进行扩展
end
t5=0:
dt:
length（s_de_manchester_code）*dt-dt;
figure（5）;
plot（t5,s_de_manchester_code）;%manchester译码后的信号
axis（[0,150,-1.5,1.5]）;
title（'manchester译码后的信号'）
xlabel（'t'）;ylabel（'幅值'）;
gridon
%CRC解码程序
[get_original_sequence,er]=cyclic_redundancy_decode（de_manchester_code）;
er;
foriiiii=1:
length（crc_code（1:
N_sum））;
s_get_original_sequence（（iiiii-1）*32+1:
iiiii*32）=get_original_sequence（iiiii）;%为画波形对信号进行扩展，
end
t6=0:
dt:
length（s_get_original_sequence）*dt-dt;
figure（6）;
plot（t6,s_get_original_sequence）;%最终得到序列
axis（[0,128,-1.5,1.5]）;
title（'最终得到序列'）
xlabel（'t'）;ylabel（'幅值'）;
gridon
n_number=0;
forj=1:
length（original_signal）
if（get_original_sequence（j）~=original_signal（j））
j
n_number=n_number+1;
end
end
n_number
子程序：
%该函数通过输入信号序列和相应选择16阶CCITT_CRC生成多项式
%生成循环冗余检错码（CRC），返回添加了尾比特码序列
function[crc_code]=en_crc_code（original_signal）%cyclic_redundancy_code
k_check=16;%校验位16位
sequence_length=length（original_signal）;%得到原始信号长度
n_sig_chk=sequence_length+k_check;%原始信号长度+冗余位=生成的编码后的长度
crc_ccitt=[10001000000100001];%常用的CRC生成多项式g（x）=x^16+x^12+x^5+1
add_bit=zeros（1,k_check）;%添加冗余比特位：
一行16个0
crc_code=[original_signal,zeros（1,k_check）];%初始化输出检错码序列，校验位为16位；
original_signal=[original_signal,add_bit];%相当于原序列的多项式乘以x^（n-k），见课本346页
remainder_bits=original_signal;%初始化余数数组
fork=1:
sequence_length%开始循环计算长除得到最终余数
add_zeros=zeros（1,sequence_length-k）;%加入冗余位参与模2运算,相当于补充了除法运算时的商
register_bits=[crc_ccittadd_zeros];%构造除数数组
if（remainder_bits
（1）==0）%被除数第一位为0则将除数所有位置0
register_bits=zeros（1,length（register_bits））;
end
remainder_bits=xor（register_bits,remainder_bits）;%将除数与被除数进行异或操作
register_bits=crc_ccitt;%将寄存器恢复为除数数组
remainder_bits
（1）=[];%去除模2后得到的被除数的第1位
end
add_len=length（crc_code）-length（remainder_bits）;%生成余数序列的冗余位以叠加到编码序列
remainder_bits=[zeros（1,add_len）,remainder_bits];%余数序列添加冗余
crc_code=crc_code+remainder_bits;%合成编码序列
functionmanchester_code=manchester（crc_code）
%manchesterecoder
fori=1:
length（crc_code）
if（crc_code（i）==1）%manchestercode"1"
manchester_code（2*i-1）=1;
manchester_code（2*i）=0;
else%manchestercode"0"
manchester_code（2*i-1）=0;
manchester_code（2*i）=1;
end
End
%对一个manchester码进行译码运算
%after_judge_code为manchester码
functionde_manchester_code=de_manchester（after_judge_code）
n=length（after_judge_code）;
de_manchester_code=zeros（length（after_judge_code））;
fori=1:
2:
n
ifafter_judge_code（i）==0
de_manchester_code（i）=0;
de_manchester_code（i+1）=0;
else
de_manchester_code（i）=1;
de_manchester_code（i+1）=1;
end
end
function[original_sequence,err]=cyclic_redundancy_decode（crc_coded_sequence）
foriiii=1:
144;
s_crc_coded_sequence（iiii）=crc_coded_sequence（iiii*2-1）;%为画波形对信号进行扩展
end
generator=[11000000000000101];%16bitCRC生成多项式D16+D15+D2+1
[divid,remainder]=deconv（s_crc_coded_sequence,generator）;%对多项式的除，就等于做反卷积
remainder=mod（remainder（end-15:
end）,2）;%对除法的余数做模二运算
ifisequal（remainder,[0000000000000000]）;
err=0;%如果正确指示0并解码
original_sequence=s_crc_coded_sequence（1:
end-16）;
else
err=1;
original_sequence=s_crc_coded_sequence（1:
end-16）;
end
升级会员 