2022年Matlab通信系统仿真实验报告.pdf

Matlab 通信系统仿真实验报告Matlab 通信原理仿真学号: 2142402 姓名: 圣斌实验一Matlab 基本语法与信号系统分析一、 实验目的 : 1、掌握 MATLAB 的基本绘图方法 ; 2、实现绘制复指数信号的时域波形。二、 实验设备与软件环境 : 1、实验设备 :计算机2、软件环境 :MATLAB R2009a 三、 实验内容 : 1、MATLAB 为用户提供了结果可视化功能,只要在命令行窗口输入相应的命令,结果就会用图形直接表示出来。MATLAB 程序如下 :x = -pi:0 、1:pi; y1 = sin(x); y2 = cos(x); %准备绘图数据figure(1); %打开图形窗口subplot(2,1,1); %确定第一幅图绘图窗口plot(x,y1); %以 x,y1 绘图title(plot(x,y1); %为第一幅图取名为 plot(x,y1) grid on; %为第一幅图绘制网格线subplot(2,1,2) %确定第二幅图绘图窗口plot(x,y2); %以 x,y2 绘图xlabel(time),ylabel(y) %第二幅图横坐标为 time ,纵坐标为 y运行结果如下图 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告-4-3-2-101234-1-0.500.51plot(x,y1)-4-3-2-101234-1-0.500.51timey2、上例中的图形使用的就是默认的颜色与线型,MATLAB 中提供了多种颜色与线型 ,并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图: MATLAB 程序如下 : x=-pi: 、1:pi; y1=sin (x); y2=cos (x); figure (1); %subplot (2,1,1);plot (x,y1); title ( plot (x,y1) ); grid on%subplot (2,1,2);plot (x,y2); xlabel (time); ylabel (y) subplot(1,2,1),stem(x,y1, r) %绘制红色的脉冲图subplot(1,2,2),stem(x,y1, g) %绘制绿色的误差条形图运行结果如下图:精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告-4-3-2-101234-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-4-3-2-101234-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.813、一个复指数信号可以分解为实部与虚部两部分。实际通信信道并不能产生复指数信号 ,但可以用复指数信号描述其她基本信号,因此在通信系统分析与仿真中复指数信号起到十分重要的作用。从严格意义上讲 ,计算机并不能处理连续信号。在MATLAB 中,连续信号就是用信号在等时间间隔点的采样值来近似表示的。当采样间隔足够小时,就可以比较好的近似连续信号。例如绘制复指数信号时域波形的MATLAB 实现如下。MATLAB 程序如下 : function sigexp(a,s,w,t1,t2) % 本函数实现绘制复指数信号时域波形%a:复指数信号幅度%s:复指数信号频率实部%w: 复指数信号频率虚部%t1,t2:绘制波形的时间范围t=t1:0、01:t2; theta=s+j*w; fc=a*exp(theta*t); real_fc=real(fc); imag_fc=imag(fc); mag_fc=abs(fc); phase_fc=angle(fc); subplot(2,2,1); plot(t,real_fc); title( 2 ?);xlabel( t); axis(t1,t2,-(max(mag_fc)+0 、2),max(mag_fc)+0 、2); subplot(2,2,2) plot(t,imag_fc); title(D 2 ?);xlabel( t); 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告axis(t1,t2,-(max(mag_fc)+0 、2),max(mag_fc)+0 、2); subplot(2,2,3) plot(t,mag_fc); title(? );xlabel( t) axis(t1,t2,0,max(mag_fc)+0 、5); subplot(2,2,4); plot(t,phase_fc); title(? ? );xlabel( t); axis(t1,t2,-(max(phase_fc)+0 、5),max(phase_fc)+0、 5); 在命令行中输入 sigexp(3,-0、3,5,0,5),得到下图 : 00.511.522.533.544.55-3-2-10123实 部t00.511.522.533.544.55-3-2-10123虚 部t00.511.522.533.544.5500.511.522.533.5模t00.511.522.533.544.55-3-2-10123相 角t四、 实验感受通过这次实验课的学习 ,我对 MATLAB 有了基本的认识 ,掌握了 MATLAB 的基本绘图方法 ,实现了绘制复指数信号的时域波形。通过将课堂知识用于实践操作,理解了 MATLAB的仿真能力 ,学以致用,对书本知识有了更深的理解,激发了学习的兴趣。实验二模拟信号的数字传输一、实验目的 : 实现 PCM 的采样、量化与编码。二、实验设备与软件环境 : 1、实验设备 :计算机精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告2、软件环境 :MATLAB R2009a 三、实验内容: 1、输入信号为一频率为10Hz 的正弦波 , 管擦对于统一输入信号有不同的抽样频率就是 , 恢复信号的不同形态。抽样仿真框图 : (1)当抽样频率大于信号频率的两倍时,设置如下 : Sine Wave模块设置 : “Pulse Generator ”模块设置 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告“Analog Filter Design”模块设置 : “Gain”模块设置系数为10; Scope显示原始波形为 : Scope1显示频率为 30Hz 的抽样信号波形为精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告Scope2显示抽样后信号的波形为Scope3显示通过低通滤波器后恢复的信号波形为(2)当抽样频率等于信号频率的两倍时,抽样频率为 20Hz,“Pulse Generator ”模块的“ Period”设置为 0、05,恢复信号波形为(3)当 抽 样 频率 小 于 信 号 抽样 频 率 的 两 倍 时 ,抽 样 频 率为5Hz,“ Pulse Generator ”模块的“ period”设置为 0、2,恢复信号波形如下图所示2、 设输入信号抽样值为 +1270个量化单位 ,按照 A 律 13折线特性编成 8 位码。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告量化单位指以输入信号归一化值的1/2048 为单位。MATLAB 程序如下。clear allclose all。x=+1270; if x0 out(1)=1; elseout(1)=0; endif abs(x)=0 & abs(x)16 out(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0; elseif 16=abs(x) & abs(x)32 out(i,2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=1;st=16; elseif 32=abs(x) & abs(x)64 out(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=2;st=32; elseif 64=abs(x) & abs(x)128 out(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=4;st=64; elseif 128=abs(x) & abs(x)256 out(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=8;st=128; elseif 256=abs(x) & abs(x)512 out(2)=1;out(3)=0;out(i,4)=1;step=16;st=256; elseif 512=abs(x) & abs(x)1024 out(2)=1;out(3)=1;out(i,4)=0;step=32;st=512; elseif 1024=abs(x) & abs(x)=2048) out(2:8)=1 1 1 1 1 1 1; elsetmp=floor(abs(x)-st/step); t=dec2bin(tmp,4)-48; %o ydec2bin ?3 ? ?ASCII ? ? ?48?| 0out(5:8)=t(1:4) endout=reshape(out,1,8) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告四、实验感受 : 在这次实验过程中 ,我更深的理解了以 PCM 为代表的编码调制技术,实现了 PCM 的采样、量化、编码过程 ,将连续变化的模拟信号转变为数字信号 ,收获很大 ,课堂知识与实验相互印证,加深了我的理解。实验三数字信号基带传输实验一、实验目的 : 1、基于 MATLAB 实现双极性归零码的代码与绘图; 2、绘制眼图。二、实验设备与软件环境: 1、实验设备 :计算机2、软件环境 :MATLAB R2009a 三、实验内容: 1、用双极性归零码来表示二元信息序列1,画出波形示意图。MATLAB 程序如下 : function y=drz(x) % 本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的双极性归零码输出% 输入 x为二进制码 , 输出 y为编出的双极性归零码t0=300; t=0:1/t0:length(x); % 定义对应的时间序列for i=1:length(x) % 进行码型变换if(x(i)=1) % 若输入信息为1 for j=1:t0/2 y(t0/2*(2*i-2)+j)=1; % 定义前半时间值为1 y(t0/2*(2*i-1)+j)=0; % 定义后半时间值为0 end ; elsefor j=1:t0/2 % 反之 , 输入信息为 0 y(t0/2*(2*i-2)+j)=-1; % 定义前半时间值为-1 y(t0/2*(2*i-1)+j)=0; % 定义后半时间值为0 end ; end ; endy=y,x(i); % 给序列 y加上最后一位 , 便于作图M=max(y); m=min(y); subplot(2,1,1); 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告plot(t,y);grid on ; axis(0,i,m-0、1,M+0 、1); title(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1); 程序运行结果如下 : 024681012-1-0.500.511 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1024681012-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.811 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 12、产生一个二进制随机方波序列,画出通过升余弦滤波器滤波后,方波的高频分量成分滤掉后绘出的眼图。MATLAB 程序如下 : x=randint(3000,1,2); %产生 3000行1列的二进制随机数x y=0;rcosflt(x,1,10); %x通过一个升余弦滤波器得到y figure(1) t=1:30061; plot(t,y);axis(1,300,-0 、5,1、5); %绘出 y的时域图形grid on; eyediagram(y,20,4); %调用 MATLAB 函数绘出 y的眼图t1=t; 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告D=t1 y; %y与时间变量 t1组成文件变量 D 程序运行结果如下 : 50100150200250300-0.500.511.5四、实验感受 : 在这次试验中 ,我学会了基于MATLAB实现双极型归零码的代码与绘制 ,学会了眼图的绘制。更加熟悉了软件的操作,对软件的功能也有了更深的认识 ,受益匪浅。实验四载波调制的数字传输一、实验目的 : 1、掌握 2FSK 的调制方法并写出代码 ; 2、掌握 BPSK 的调制方法并写出代码。二、实验设备与软件环境 : 1、实验设备 :计算机2、软件环境 :MATLAB R2009a 三、实验内容: 1、对二元序列10110010, 画出 2FSK 波形,设载波频率1=22=2Rb(码元速率)。载波信号 1 的频率1为码元速率的 2 倍,也就就是说一个码元周期里有两个周期的载波信号 1,载波信号 2 的频率2等于码元速率 ,也就就是说一个码元周期里有一个周期的载波信号2。MATLAB 程序如下 : function fskdigital(s,f0,f1) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告%本程序实现FSK 调制%s 输入二进制序列,f0,f1 两个载波信号的频率%调用举例 :(f0,f1 必须就是整数 )fskdigital(1 0 1 1 0 0 1 0,1,2)t=0:2*pi/99:2*pi; %初始定义cp=;mod=;bit=; for n=1:length(s) %调制过程if s(n)=0; cp1=ones(1,100); c=sin(f0*t); bit1=zeros(1,100); else s(n)=1; cp1=ones(1,100); c=sin(f1*t); bit1=ones(1,100); endcp=cp,cp1; mod=mod c; bit=bit bit1; endfsk=cp、*mod; subplot(2,1,1); %分别画出原信号、已调信号示意plot(bit, r); ylabel(Binary Signal ); axis(0 100*length(s) -2、5 2、5); subplot(2,1,2); plot(fsk);grid on; ylabel(FSK modulation ); axis(0 100*length(s) -2、5 2、5); end在命令窗口输入 fskdigital(1 0 1 1 0 0 1 0,1,2)后运行结果如下 : 0100200300400500600700800-2-1012BinarySignal0100200300400500600700800-2-1012FSKmodulation2、对二元序列 10110010, 画出 BPSK 波形,设载波频率为码元速率的2 倍。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告载波信号的频率为码元速率的2 倍,也就就是说码元周期就是载波周期的2倍,一个码元周期里有两个周期的载波信号。MATLAB 程序如下 : function bpskdigital(s,f) % 本程序实现 bpsk 调制%s输入二进制序列,f 载波信号的频率% 调用举例 :(f必须就是整数 )bpskdigital(1 0 1 1 0 0 1 0,2)t=0:2*pi/99:2*pi; % 初始定义cp=;mod=;bit=; for n=1:length(s) % 调制过程if s(n)=0; cp1=-ones(1,100); bit1=zeros(1,100); else s(n)=1; cp1=ones(1,100); bit1=ones(1,100); end c=sin(f*t); cp=cp,cp1; mod=mod c; bit=bit bit1; endbpsk=cp、*mod; subplot(2,1,1); % 分别画出原信号、已调信号示意plot(bit);grid on ; ylabel(Binary Signal); axis(0 100*length(s) -2、5 2 、5); subplot(2,1,2); plot(bpsk);grid on ; ylabel(BPSK modulation); axis(0 100*length(s) -2、5 2 、5); 在命令窗口输入 bpskdigital(1 0 1 1 0 0 1 0, 1)后运行结果如下 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - - Matlab 通信系统仿真实验报告0100200300400500600700800-2-1012BinarySignal0100200300400500600700800-2-1012BPSKmodulation四、实验感受 : 通过这次实验的学习 ,我掌握了利用 MATLAB 实现 2FSK 的调制方法并写出代码。并掌握了BPSK 的调制方法并能够独立写出代码。收获很大,也更加激发了我对 MATLAB 的学习的热情 ,相信在以后会对这门课程做更加深入的学习。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - - -