通信仿真实验报告.docx

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1、通信仿真实验报告 通信仿真实验报告 通信系统仿真实验 实验报告要求: 1. 所有实验均要手画仿真模型框图,或对仿真原理解释说明; 2. 必须清楚的标题仿真系统中所设置的参数; 3. 仿真程序一般不要放在正文内部,而就是改在每个实验报告的最后,作为附件。但正文部分可以解释说明所用到的重要的仿真技巧,库数等等。 4. 所有仿真程序产生的结果都要有手写分析,即要判决仿真结果就是否正确,说明了什么问题,能够得出什么结论,要如何改进等等。 实验一 随机信号的计算机仿真 实验目的:仿真实现各种分布的随机数发生器 实验内容: 1、均匀分布随机数的产生 用线性同余法,编写 Matlab 程序,产生均匀分布的随

2、机数。 ( ) ( ) ) 5000 mod( 1323 241 1 + = + n x n x 初始种子 x(0)自己选择。 线性同余算法就是使用最为广泛的伪随机数产生器,该算法含有 4 个参数:模数 m(m0),乘数 a(0a m),增量 c(0cm),初值即种子(Seed)X。(0 X。m).使用迭代公式: X(n+1) = (aX(n) +c)modm 得到随机数序列X(n)其中周期为 5000 通信仿真实验报告 2、用反函数法,将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。编写 Matlab 程序,产生指数分布的随机数。计算并比较理论 pdf 与从直方图得到的 pdf。 指数

3、分布随机变量 pdf 定义为: 0 ), ( ) exp(2) ( > - = a aax u x x p X , ) (x u 为单位阶跃函数。 先自行设置取样点数,取 a=5;产生均匀分布随机变量,转化为单边指数分布,理论与仿真符合 通信仿真实验报告 设计题: 3、用 Matlab 编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心2 分布的随机数,并画出相应的 pdf。 y1=normpdf(x,0,1); y2=normpdf(x,4,2); 通信仿真实验报告 瑞丽 p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);

4、中心 4、 设输入的随机变量序列 X(n)为 N=1000 独立同分布高斯分布的离散时间序列,均值为 0,方差为 1,采样间隔 0、01s。通过某线性时不变滤波器,输出随机变量序列 Y(n)的功率谱密度为: 2) 2 ( 11) (ff S Yp += （1） 设计该滤波器 通信仿真实验报告 （2） 产生随机变量序列 Y(n)。 X0=0; %设置产生序列的递推公式的初始值:X(0) N=1000; %设置序列的长度 rh=0、9; %设置产生序列的递推公式的系数 X=zeros(1,N); %定义序列 X w=rand(1,N)-1/2; %产生序列 w:在(-1/2,1/2)内均匀分布 %

5、计算序列 X 的 N 个样本:X(1),X(2),X(N) X(1)=rh*X0+w(1); for i=2:N X(i)=rh*X(i-1)+w(i); End X(n)的功率谱密度 滤波器的幅度响应 通信仿真实验报告 附件: 实验二 数字基带调制 实验目的:数字通信系统中,基带传输的仿真。 实验内容: 用 MATLAB 编程仿真实现二进制脉冲幅度调制(PAM)数字通信系统的调制过程。要求画出 12bit 随机输入与对应的已调波形输出。 通信仿真实验报告 1. 绘出 40bit 随机输入条件下调制波形形成的眼图。 2. 用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时,该系统在不同信噪比下的差

6、错概率。 通信仿真实验报告 3. 画出该系统的理论误码率(报告中还要写出理论公式),与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,分析结果。 设计题 4、 设计 FIR 根升余弦滤波器,具体指标如下: (1)码片速率为 1、28MHz,采样率为 4 倍码片速率 (2) 滚 降 系 数 0 、 22, 冲 激 响 应 序 列 长 度 通信仿真实验报告 65 N_T=8; %冲激响应序列长度为 2*N_T*Fs/Fc+1 R=0、22 %滚降系数 Fc=1、28e+6; Fs=4*Fc; %抽样率为 4 倍码片速率 Tc=1、0e-6/1、28; %码片周期 %Num,Den = rcosine(Fc,Fs

7、,"sqrt",R); Num=rcosfir(R,N_T,4,Tc,"sqrt"); H,w=freqz(Num,1,1000,"whole"); H=(H(1:1:501)" w=(w(1:1:501)" Mag=abs(H); db=20*log10(Mag)/max(Mag); pha=angle(H); plot(w/pi,db);grid; 通信仿真实验报告 axis(0 1 -60 1);xlabel("归一化角频率");ylabel("RRC 滤波器幅度响应(dB)&q

8、uot;); (1)H,w=freqz(B,A,N) (2)H,w=freqz(B,A,N,whole) (1)中 B 与 A 分别为离散系统的系统函数分子、分母多项式的系数向量,返回量 H 则包含了离散系统频响在 0pi 范围内 N 个频率等分点的值(其中N 为正整数),w 则包含了范围内 N 个频率等分点。调用默认的 N 时,其值就是 512。 (2)中调用格式将计算离散系统在0pi范内的N个频率等分店的频率响应的值。 因此,可以先调用 freqz()函数计算系统的频率响应,然后利用 abs()与angle()函数及 plot()函数,即可绘制出系统在 或 范围内的频响曲线 (3)产生一串

9、(-1、1)等概率分布的随机序列,并对该序列进行脉冲成形滤波。 附件: 实验三 数字频带调制 实验目的:对数字信息的频带传输进行仿真。 通信仿真实验报告 实验内容: 1. 用 MATLAB 编程仿真实现二进制相位调制(BPSK)数字通信系统的调制过程。要 求 画 出 12bit 随 机 输 入 与 对 应 的 已 调 波 形 输 出 。 2. 并用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时,该系统在不同信噪比下的差错概率 通信仿真实验报告 3. 画出该系统的理论误码率,与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,分析结果。 设计题 4. QPSK 调制,解调与检测的 MATLAB 仿真,并用蒙特卡罗

10、方法估计该系统在加性高斯白噪声情况下的差错概率。 （1） 使用范围在(0,1)内的均匀分布随机数发生器,来产生等概率出现的四 通信仿真实验报告 进制符号序列,再将序列映射到对应的信号向量。 s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1; %定义 QPSK 信号:4 种可能的取值 N=10000; %设置发送数据符号的个数 %产生待发送的二进制比特数据流:长度为 2N signal=rand(1,2*N); qpsk=zeros(1,N); %定义经过调制后的信号序列 %产生调制后的信号序列 qpsk for i=1:N if signal(2*i-1)0、5 if signal(2*i)

11、0、5 qpsk(i)=s00; else qpsk(i)=s01; end; else if signal(2*i)0、5 qpsk(i)=s10; else qpsk(i)=s11; end; end; end; （2） 利用高斯随机数发生器产生均值为 0,方差为 N0/2 的高斯噪声。 NO=(10(SNR_in_DB/10) sgma=sqrt(N0/2); n(1)=gngauss(sgma) （3） 设计检测器,用蒙特卡罗方法估计检测器产生的符号误差。 通信仿真实验报告 实验四 通信信道建模仿真 实验目的:无线通信信道的仿真实现 实验内容: 确定信号的 DTFT 谱分析 窗对频率分

12、辨率的影响 1-1 通信仿真实验报告 1-2 1-3 通信仿真实验报告 1-4 2-1 通信仿真实验报告 2-1 2-2 通信仿真实验报告 3-1 通信仿真实验报告 % Zero padding DFT v=2; dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N); figure(3); stem(-v*N/2:v*N/2-1/(v*N/2),abs(dft_vn),"、"); axis(-1 1 0 35); title("DFT spectrum with 64 zeros padded"); xlabel("Normalized

13、digital frequency"); % Zero padding DFT 通信仿真实验报告 v=4; dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N); figure(4); stem(-v*N/2:v*N/2-1/(v*N/2),abs(dft_vn),"、"); title("DFT spectrum with 3*64 zeros padded"); xlabel("Normalized digital frequency"); axis(-1 1 0 35); % v = 8; dft_vn = ff

14、tshift(fft(vn,v*N); figure(5); stem(-v*N/2:v*N/2-1/(v*N/2),abs(dft_vn),"、"); title("DFT spectrum with 7*64 zeros padded"); xlabel("Normalized digital frequency"); axis(-1 1 0 35); 4-1: 产生并绘制 10 个高斯-马尔科夫序列样本 通信仿真实验报告 4-1: 功率谱、 4-2 R=0、5 通信仿真实验报告 4-2 R=0、5 功率谱、 5 通信仿真实验报告

15、 实验五 信道衰落的影响与分集接收仿真 单径 A=0 单路径移动台包络幅度-移动距离 单路径移动台包络相位 单路径移动台归一化频谱 通信仿真实验报告 2 两径幅度 两径相位 两径频谱 通信仿真实验报告 2 两径 R=0、5 幅度 两径 R=0、5 相位 两径 R=0、5 频谱 通信仿真实验报告 3:3-1 30幅度 3-1 30相位 3-1 30频谱 通信仿真实验报告 3-1 45幅度 3-1 45相位 3-1 45频谱 通信仿真实验报告 3-1 90幅度 3-1 90相位 3-1 90频率 通信仿真实验报告 3-1 180幅度 3-1 180相位 3-1 180频谱 通信仿真实验报告 4-1N=124-1N=256 通信仿真实验报告 5-1 幅度分布 N=12 5-1 幅度分布 N=64 5-1 幅度分布 N=256 通信仿真实验报告 6-1 相位分布 N=12 6-1 相位分布 N=64 6-1 相位 N=256 7-17-1 功率分布 N=12 7-1 功率 N=64 通信仿真实验报告 7-1 功率分布 N=256