通信原理课程设计副本.docx
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通信原理课程设计副本
通信原理课程设计
专业年级：
_________________
姓名：
_________________
学号：
_________________
第一章
1.1信号的能量和功率计算
%信号的能量计算或功率计算
clearall;
closeall;
dt=0.01;%最小分度值
t=0:
dt:
5;%函数的时域区间取值
s1=exp（-5*t）.*cos（20*pi*t）;
s2=cos（20*pi*t）;
E1=sum（s1.*s1）*dt;%s1（t）的信号能量
P2=sum（s2.*s2）*dt/（length（t）*dt）;%s2（t）的信号功率s
[f1s1f]=T2F（t,s1）;%对s1进行fft运算
[f2s2f]=T2F（t,s2）;%对s2进行fft运算
df=f1
（2）-f1
（1）;
E1_f=sum（abs（s1f）.^2）*df/df;%s1（t）的能量，用频域方式计算
df=f1
（2）-f1
（1）;
T=t（end）;
P2_f=sum（abs（s2f）.^2）*df/T;%s2（t）功率，用频域方式计算
figure
（1）%打印第一个图形
subplot（211）%在第一个图形中打印第一个小图
plot（t,s1,'LineWidth',4）;%用四号线打印s1的图形
xlabel（'t'）;ylabel（'s1（t）'）;axis（[02-1.21.2]）;%x轴写t，y轴写s1（t），
%y轴显示范围为-1.2——1.2，x轴显示范围为0——2
subplot（212）%在第一个图形中打印第二个小图
plot（t,s2,'LineWidth',4）;%用四号线打印s2的图形
xlabel（'t'）;ylabel（'s2（t）'）;axis（[02-1.21.2]）;%x轴写t，y轴写s2（t），
%y轴显示范围为-1.2——1.2，x轴显示范围为0——2
figure
（2）%画第二个图形
plot（f1,abs（s1f））;%在第二个图形中画s1的频谱图
function[f,sf]=T2F（t,st）
%ThisisafunctionusingtheFFTfunctiontocalculateasignal'sFourier
%Translatation
%Inputisthetimeandthesignalvectors,thelengthoftimemustgreater
%than2
%Outputisthefrequencyandthesignalspectrum
dt=t
（2）-t
（1）;%时域微分
T=t（end）;
df=1/T;%频域微分
N=length（st）;%st的长度
%f=-N/2*df:
df:
N/2*df-df;
f=-N/2*df:
df:
N/2*df-df;%频率的计算
sf=fft（st）;%对st进行fft运算
sf=T/N*fftshift（sf）;%将fft的DC分量移到频谱中心
%dff=df/8;
%ff=-50*df:
dff:
50*df;
%mf=sinc（ff*T）;
%sf=cov（mf,sf）;
%NN=length（f）+length（ff）-1;
%f=-NN/2*dff:
dff:
NN/2*dff-dff;
图形分析：
由频谱可知频谱关于x=0对称，且在x=0取得最小值，在x=-+17左右取得最大值
所计算的值：
E1=0.0554P2=0.5010E1_f=12.5250P2_f=5010
1.2周期方波的傅立叶级数展开
closeall;
clearall;
T=1;
N_sample=128;%采样点的个数
dt=T/N_sample;%采样间隔
t=0:
dt:
T-dt;
y=[ones（1,N_sample/2）-ones（1,N_sample/2）];%函数的分布，由左半边的1和右半边%的-1构成方波
ft=y;
ft=reshape（ft,1,N_sample）;%串并变换
subplot（211）;%将图形分为两部分，并画第一部分图形
plot（t,ft）;%画函数的图形
axis（[01-22]）;%y轴显示范围为0——1，x轴显示范围为-2——2
df=1/T;
f=-df*（N_sample/2）:
df:
df*（N_sample）/2-df;%频率的范围和分度值
subplot（212）;
stem（f,abs（fftshift（fft（ft））））;%进行fft计算
图形分析：
方波的傅立叶级数在f=0出取得最大值，再由两边递减。
第四章：
信道
4.1信道失真示意
clearall;
closeall;
Ts=1;
N_sample=8;%每个码元的抽样点数
dt=Ts/N_sample;%抽样间隔
N=1000;%码元数
t=0:
dt:
（N*N_sample-1）*dt;
gt1=ones（1,N_sample）;%NRZ非归零波形
gt2=ones（1,N_sample/2）;%RZ归零波形
gt2=[gt2zeros（1,N_sample/2）];
mt3=sinc（（t-5）/Ts）;%sinc（pi*t/Ts）波形，截断取10
%个码元
gt3=mt3（1:
10*N_sample）;
d=（sign（randn（1,N））+1）/2;%产生序列
data=sigexpand（d,N_sample）;%对序列间隔插入N_sample-1个0
st1=conv（data,gt1）;%data和gt1进行线性
st2=conv（data,gt2）;%data和gt2进行线性
d=2*d-1;%变成双极性序列
data=sigexpand（d,N_sample）;%对序列间隔插入N_sample-1个0
st3=conv（data,gt3）;%data和gt3进行线性
xt=st1;
%无失真信道
[f,xf]=T2F（t,xt）;%对xt进行fft运算
hf1=exp（-j*pi*f）;
yf1=xf.*hf1;
[t1,yt1]=F2T（f,yf1）;
%幅频失真信道
hf2=sinc（f）.*exp（-j*pi*f）;
yf2=xf.*hf2;
[t2,yt2]=F2T（f,yf2）;
%相频失真、群时延无失真信道
f1=find（f<0）;
hf3=exp（-j*pi*f+j*pi）;
yf3=xf.*hf3;
[t3,yt3]=F2T（f,yf3）;
%相频、群时延失真信道
figure
（1）
subplot（221）
plotyy（f,abs（hf1）,f,angle（hf1））;
ylabel（'幅频、相频特性'）
title（'线性无失真信道'）
gridon
subplot（222）
plot（t1,real（yt1））
title（'经过信道后的输出信号'）
axis（[0,20,-1.21.2]）
gridon
subplot（223）
plotyy（f,abs（hf2）,f,angle（hf2）/pi）
ylabel（'幅频、相频特性'）
title（'·幅频失真信道'）
gridon
xlabel（'f'）
subplot（224）
plot（t2,real（yt2））
axis（[0,20,-1.21.2]）
gridon
xlabel（'t'）
figure
（2）
subplot（211）
plotyy（f,abs（hf3）,f,angle（hf3）/pi）
ylabel（'幅频、相频特性'）
title（'相频失真、群时延无失真信道'）
gridon
subplot（212）
plot（t3,real（yt3））
title（'经过信道后的输出信号'）
axis（[0,20,-1.21.2]）
gridon；
%subplot（223）
%plotyy（f,abs（hf4）,f,angle（hf4）/pi;ylabel（‘幅频、相频特性’）;
%title（‘相频失真、群时延失真信道'）；gridon;xlabel（‘f’）;
%subplot（224）
%plot（t4,real（yt4））;
%axis（[0,20,-1.21.2]）;gridon;xlabel（‘t’）
函数中调用的sigexpand函数
function[out]=sigexpand（d,M）
N=length（d）
out=zeros（M,N）
out（1,:
）=d
out=reshape（out,1,M*N）
函数中调用的T2F函数
function[f,sf]=T2F（t,st）
dt=t
（2）-t
（1）
T=t（end）
df=1/T
N=length（st）
f=-N/2*df:
df:
N/2*df-df
sf=fft（st）
sf=T/N*fftshift（sf）
函数中调用的F2T函数
function[tst]=F2T（f,sf）
df=f
（2）-f
（1）
Fmx=（f（end）-f
（1）+df）
dt=1/Fmx
N=length（sf）
T=dt*N
t=0:
dt:
T-dt
sff=ifftshift（sf）
st=Fmx*ifft（sff）
Figure1
Figure2
第五章
%ÏÔʾģÄâµ÷ÖƵIJ¨Ðμ°½âµ÷·½·¨AM
%ÐÅÔ´
closeall;
clearall;
dt=0.001;%ʱ¼ä²ÉÑù¼ä¸ô
fm=1;%ÐÅÔ´×î¸ßƵÂÊ
fc=10;%Ôز¨ÖÐÐÄƵÂÊ
T=5;%ÐźÅʱ³¤
t=0:
dt:
T;
mt=sqrt
（2）*cos（2*pi*fm*t）;%ÐÅÔ´
%N0=0.01;%°×Ôëµ¥±ß¹¦ÂÊÆÕÃܶÈ
%AMmodulation
A=2;
s_am=（A+mt）.*cos（2*pi*fc*t）;
B=2*fm;%´øͨÂ˲¨Æ÷´ø¿í
%noise=noise_nb（fc,B,N0,t）£»%Õ ´ø¸ß˹ÔëÉù²úÉú
%s_am=s_am+noise;
figure
（1）
subplot（311）
plot（t,s_am）;holdon;%» ³öAMÐźŲ¨ÐÎ
plot（t,A+mt,'r--'）;%±êʾAMµÄ°üÂç
title（'AMµ÷ÖÆÐźż°Æä°üÂç'）;
xlabel（'t'）;
%AMdemodulation
rt=s_am.*cos（2*pi*fc*t）;%Ïà¸É½âµ÷
rt=rt-mean（rt）;
[f,rf]=T2F（t,rt）;
[t,rt]=lpf（f,rf,2*fm）;%µÍͨÂ˲¨
subplot（312）
plot（t,rt）;holdon;
plot（t,mt/2,'r--'）;
title（'Ïà¸É½âµ÷ºóµÄÐźŲ¨ÐÎÓëÊäÈëÐźŵıȽÏ'）;
xlabel（'t'）
subplot（313）
[f,sf]=T2F（t,s_am）;
psf=（abs（sf）.^2）/T;
plot（f,psf）;
axis（[-2*fc2*fc0max（psf）]）;
title（'AMµÄÐźŹ¦ÂÊÆÕ'）;
xlabel（'f'）;
function[tst]=lpf（f,sf,B）
%Thisfunctionfilteraninputdatausingalowpassfilteratfrequency
%domain
%Inputs:
%f:
frequencysamples
%sf:
inputdataspectrumsamples
%B:
lowpass'sbandwidthwitharectanglelowpass
%Outputs:
%t:
frequencysamples
%st:
outputdata'stimesamples
df=f
（2）-f
（1）;
T=1/df;
hf=zeros（1,length（f））;
bf=[-floor（B/df）:
floor（B/df）]+floor（length（f）/2）;
hf（bf）=1;
yf=hf.*sf;
[t,st]=F2T（f,yf）;
st=real（st）;
function[out]=noise_nb（fc,B,N0,t）
%outputthenarrowbandgaussiannoisesamplewithsingle-sided
%powerspectrumN0
%atcarrierfrequencyequalsfcandbandwidthequalsB
dt=t
（2）-t
（1）;
Fmx=1/dt;
n_len=length（t）;
p=N0*Fmx;
rn=sqrt（p）*randn（1,n_len）;
[f,rf]=T2F（t,rn）;
[t,out}=bpf（f,rf,fc-B/2,fc+B/2）;
function[tst]=F2T（f,sf）
df=f
（2）-f
（1）;
Fmx=（f（end）-f
（1）+df）;
dt=1/Fmx;
N=length（sf）;
T=dt*N;
t=0:
dt:
T-dt;
sff=ifftshift（sf）;
st=Fmx*ifft（sff）;
5.2
%FMmodulationanddemodulation
clearall;
closeall;
Kf=5;
fc=10;
T=5;
dt=0.001;
t=0:
dt:
T;
%信源
fm=1;
%mt=cos（2*pi*fm*t）+1.5*sin（2*pi*0.3*fm*t）;%信源信号
mt=cos（2*pi*fm*t）;%信源信号
%FM调制
A=sqrt
（2）;
%mti=1/2/pi/fm*sin（2*pi*fm*t）-3/4/pi/0.3/fm*cos（2*pi*0.3*fm*t）;
%mt的积分函数
mti=1/2/pi/fm*sin（2*pi*fm*t）;%mt的积分函数
st=A*cos（2*pi*fc*t+2*pi*Kf*mti）;
figure
（1）
subplot（311）;
plot（t,st）;holdon;
plot（t,mt,'r--'）;
%xlabel（'t'）;ylabel（'调频信号'）
xlabel（'t'）;ylabel（'FMmodulatedsingnal'）
subplot（312）
[fsf]=T2F（t,st）;
plot（f,abs（sf））;
axis（[-252503]）
%xlabel（'f'）;ylabel（'调频信号幅度谱'）
xlabel（'f'）;ylabel（'SpectrumoftheFMsignal'）
%FM解调
fork=1:
length（st）-1
rt（k）=（st（k+1）-st（k））/dt;
end
rt（length（st））=0;
subplot（313）
plot（t,rt）;holdon;
plot（t,A*2*pi*Kf*mt+A*2*pi*fc,'r--'）;
%xlabel（'t'）;ylabel（'调频信号微分后包络'）
xlabel（'t'）;ylabel（'signalenvelopeafterdifferentiator'）
第六章、
%6.1Êý×Ö»ù´øÐźŹ¦ÂÊÆ×ÃܶÈ
clearall;
closeall;
Ts=1;
N_sample=8;%ÿ¸öÂëÔªµÄ³éÑùµãÊý
dt=Ts/N_sample;%³éÑùʱ¼ä¼ä¸ô
N=1000;%ÂëÔªÊý
t=0:
dt:
（N*N_sample-1）*dt;
T=N*N_sample*dt;
gt1=ones（1,N_sample）;%NRZ·Ç¹éÁ㲨ÐÎ
gt2=ones（1,N_sample/2）;%NRZ¹éÁ㲨ÐÎ
gt2=[gt2zeros（1,N_sample/2）];
mt3=sinc（（t-5）/Ts）;%sin（pi*t/Ts）/pi*t/Ts²¨ÐΣ¬½Ø¶ÎÈ¡10¸öÂëÔª
gt3=mt3（1:
10*N_sample）;
d=（sign（randn（1,N））+1）/2;
data=sigexpand（d,N_sample）;%¶ÔÐòÁмä¸ô²åÈëN_sample-1¸ö0
st1=conv（data,gt1）;
st2=conv（data,gt2）;
d=2*d-1;%±ä³ÉË«¼«ÐÔÐòÁÐ
data=sigexpand（d,N_sample）;
st3=conv（data,gt3）;
[f,st1f]=T2F（t,[st1（1:
length（t））]）;
[f,st2f]=T2F（t,[st2（1:
length（t））]）;
[f,st3f]=T2F（t,[st3（1:
length（t））]）;
figure
（1）
subplot（321）
plot（t,[st1（1:
length（t））]）;grid
axis;（[020-1.51.5]）;
ylabel（'µ¥¼«ÐÔNRZ²¨ÐÎ'）;
subplot（322）
plot（f,10*log10（abs（st1f）.^2/T））;grid
axis（[-55-4010]）;
ylabel（'µ¥¼«ÐÔNRZ¹¦ÂÊÆ×Ãܶȣ¨dB/Hz£©'）;
subplot（323）
plot（t,[st2（1:
length（t））]）;
axis;（[020-1.51.5]）;grid
ylabel（'µ¥¼«ÐÔRZ²¨ÐÎ'）;
subplot（324）
plot（f,10*log10（abs（st2f）.^2/T））;
axis（[-55-4010]）;grid
ylabel（'µ¥¼«ÐÔRZ¹¦ÂÊÆ×Ãܶȣ¨dB/Hz£©'）;
subplot（325）
plot（t-5,[st3（1:
length（t））]）;
axis;（[020-22]）;grid
ylabel（'Ë«¼«ÐÔsinc²¨ÐÎ'）;xlabel（'t/Ts'）;
subplot（326）
plot（f,10*log10（abs（st3f）.^2/T））;
axis（[-55-4010]）;grid
ylabel（'sinc²¨Ðι¦ÂÊÆ×Ãܶȣ¨dB/Hz£©'）;xlabel（'f*Ts'）;
补充定义函数
（1）
function[out]=sigexpand（d,M）
N=length（d）;
out=zeros（M,N）;
out（1,:
）=d;
out=reshape（out,1,M*N）
（2）
function[f,sf]=T2F（t,st）
dt=t
（2）-t
（1）;
T=t（end）;
df=1/T;
N=length（st）;
f=-N/2*df:
df:
N/2*df-df;
sf=fft（st）;
sf=T/N*fftshift（sf）;
%6.2示意双极性NRZ基带信号经过带宽受限信号造成的码间干扰影响及其眼图，文件
clearall;
closeall;
N=1000;
N_sample=8;%每码元抽样点数
Ts=1;
dt=Ts/N_sample;
t=0:
dt:
（N*N_sample-1）*dt;
gt=ones（1,N_sample）;%输入数字序列
d=sign（randn（1,N））;
a=sigexpand（d,N_sample）;
st=conv（a,gt）;%数字基带信号
ht1=5*sinc（5*（t-5）/Ts）;
rt1=conv（st,ht1）;
ht2=sinc（（t-5）/Ts）;
rt2=conv（st,ht2）;
eyediagram（rt1+j*rt2,40,5）;%调用Matlab画眼图的函数，行40点，表示5只眼
补充函数
function[out]=sigexpand（d,M）
N=length（d）;
out=zeros（M,N）;
out（1,:
）=d;
out=reshape（out,1,M*N）；
第七章
clearall;
closeall;
A=1;
fc=2;%2HZ
N_sample=8;
N=500;%码元数
Ts=1;%1baud/s
dt=Ts/fc/N_sample;%波形采集间隔
t=0:
dt:
N*Ts-dt;
T=dt*length（t）;
Lt=length（t）;%产生二进制信源
d=sign（randn（1,N））;
dd=sigexpand（（d+1）/2,fc*N_sample）;
gt=ones（1,fc*N_sample）;%NRZ波形
figure
（1）
subplot（221）;%输入NRZ信号波形（单极性）
d_NRZ=conv（dd,gt）;
plot（t,d_NRZ（1:
length（t）））;
axis（[01001.2]）;ylabel（'ÊäÈëÐźÅ'）;
subplot（222）;%输入NRZ频谱
[f,d_NRZf]=T2F（t,d_NRZ（1:
length（t）））;
plot（f,10*log10（abs（d_NRZf）.^2/T））;
axis（[-22-5010]）;ylabel（'ÊäÈëÐźŹ¦ÂÊÆ×Ãܶȣ¨DB/HZ£©'）;%2ASK
ht=A*cos（2*pi*fc*t）;
s_2ask=d_NRZ（1:
Lt）.*ht;
subplot（223）;
plot（t,s_2ask）;
axis（[010-1.21.2]）;ylabel（'2ASK'）;
[f,s_2askf]=T2F（t,s_2ask）;
subplot（224）;
plot（f,10*log10（abs（s_2askf）.^2/T））;
axis（[-fc-4fc+4-5010]）;ylabel（'2ASK¹¦ÂÊÆ×Ãܶȣ¨DB/HZ£©'）;
figure
（2）
%2PSK信号
d_2psk=2*d_NRZ-1;
s_2psk=d_2psk（1:
Lt）.*ht;
subplot（221）
plot（t,s_2psk）;
axis（[010-1.21.2]）;ylabel（'2PSK'）;
subplot（222）
[f,s_2pskf]=T2F（t,
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