2022年通信原理MATLAB仿真 .pdf
《2022年通信原理MATLAB仿真 .pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年通信原理MATLAB仿真 .pdf(19页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、小 学 期 报 告实习题目通信原理 Matlab 仿真专业通信与信息工程班级学号学生姓名实习成绩指导教师201 0 年名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告1 通信原理 Matlab 仿真目录一、实验目的 -2 二、 实验题目 -2 三、正弦信号波形及频谱仿真-2 (一)通信原理知识-2 (二)仿真原理及思路-2 (三)程序流程图 - 3 (四)仿真程序及运行结果-3 (五)
2、实验结果分析-5 四、 单极性归零波形及其功率谱密度仿真-5 (一)通信原理知识-6 (二)仿真原理及思路- -6 (三)程序流程图-6 (四)仿真程序及运行结果-6 (五)实验结果分析- -6 五、升余弦滚降波形的眼图及功率谱密度仿真-8 (一)通信原理知识-8 (二)仿真原理及思路- -9 (三)程序流程图- -9 (四)仿真程序及运行结果-10 (五)实验结果分析-11 六、PCM 编码及解码仿真-12 (一)通信原理知识- -12 (二)仿真原理及思路- - 13 (三)程序流程图- -14 (四)仿真程序及运行结果-15 (五)实验结果分析-18 七、实验心得- - -18 名师资料
3、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告2 一、实验目的1、学会 MATLAB 软件的最基本运用。 MATLAB 是一种很实用的数学软件,它易学易用。MATLAB 对于许多的通信仿真类问题来说是很合适的。2、了解计算机仿真的基本原理及方法,知道怎样通过仿真的方法去研究通信问题。3、加深对通信原理课有关内容的理解。二实验要求1. 正弦信号波形及频谱的仿真;2. 单极性归零( RZ )波形
4、及其功率谱,占空比为50% 的仿真;3. 升余弦滚降波形的眼图及其功率谱的仿真。滚降系数为0.5 。发送码取值为 0、2;4. PCM编码及解码的仿真。三正弦信号波形及频谱仿真(一)通信原理知识f tF傅里叶变换表达式:j tFft edt傅里叶变换:1( )()2jtf tFed傅里叶逆变换:000Sin(2)2jf tffff正弦信号傅里叶变换:(二)仿真原理及思路MATLAB 中关于傅里叶变换的有关函数,利用MATLAB 提供的函数编写两个函数t2f及 f2t 。t2f的功能是作傅氏变换, f2t的功能是作傅氏反变换,它们的引用格式分别名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
5、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告3 为 X=t2f(x)及 x=f2t(X),其中 x 是时域信号x t ( )截短并采样所得的取样值矢量,X是对x t ( )的傅氏变换Xf()截短并采样所得的取样值矢量。(三)程序流程图(四)仿真程序及运行结果主程序: sinx.mglobal dt df N t f T %全局变量close all k=input(取样点数 =2k,k=10); if k=,k=10;end N=2
6、k; %采样点数dt=0.01; %时域采样间隔df=1/(N*dt);%频域采样间隔T=N*dt; %截短时间Bs=N*df/2; % 系统带宽t=linspace(-T/2,T/2,N); f=linspace(-Bs,Bs,N); f0=1; s=cos(2/3*pi*f0*t); S=t2f(s); a=f2t(S); figure(1) set(1,position,10,50,500,200)%设定窗口位置及大小figure(2) set(2,position,350,50,500,200);%设定窗口位置及大小figure(1) as=abs(S); % 求模plot(f,as,
7、r-) grid; axis(-2*f0,+2*f0,min(as),max(as); 正弦信号傅里叶变换傅里叶逆变换作图孔名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告4 xlabel(f(kHZ); ylabel(S(f)(V/kHZ); figure(2) plot(t,a,b-) grid axis(-4,+4,-1.5,1.5); xlabel(t(ms); ylabel(
8、s(t)(V); 傅式变换程序: t2f.mfunction X=t2f(x) global dt df N t f T %X=t2f(x) %x为时域的取样值矢量%X 为 x 的傅氏变换%X 与 x 长度相同 , 并为 2 的整幂。% 本函数需要一个全局变量dt( 时域取样间隔 ) H=fft(x); X=H(N/2+1:N),H(1:N/2).*dt; End 傅式反变换程序: f2t.mfunction x=f2t(X) global dt df t f T N %x=f2t(X) %x为时域的取样值矢量%X 为 x 的傅氏变换%X 与 x 长度相同并为 2 的整幂% 本函数需要一个全局
9、变量dt( 时域取样间隔 ) X=X(N/2+1:N),X(1:N/2); x=ifft(X)/dt; %x=tmp(N/2+1:N),tmp(1:N/2); End 运行结果:-4-3-2-101234-1.5-1-0.500.511.5t(ms)s(t)(V)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告5 -2-1.5-1-0.500.511.521234f(kHZ)S(f)(
10、V/kHZ)(五)实验结果分析打开 MATLAB 运行程序 sinx.m 后窗口出现:取样点数 =2k,k=10 。输入 10 后,画出正弦信号波形图以及频谱图。000Sin(2)2jf tffff正弦信号傅里叶变换:通过傅里叶变换语句S=t2f(s) 及傅里叶反变换语句a=f2t(S) ,得到正弦信号频谱并作图。四单极性归零(RZ)波形及其功率谱仿真(一)通信原理知识用矩形不归零脉冲作为发射波形(载波):2PAM 信号波形的幅度:占空比:TgtbA2bTT00121发发aAaai码元持续时间持续时间一个码元时间内正脉冲名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -
11、- - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告6 (二)仿真原理及思路采用归零( RZ )矩形脉冲波形的数字信号,可以用简单的方法信号矢量s。设 a 是码元矢量, N是总取样点数, M是总码元数, L 是每个码元内的点数, Rt 是要求的占空比,dt 是仿真系统的时域采样间隔,则RZ信号的产生方法是s=zeros(1,N); for ii=1:Rt/dt, s(ii+0:M-1*L)=a;,end 任意信号s t ( )的功率谱的定义是PfSfTsTT()
12、lim2, 其中SfT()是s t ( )截短后的傅氏变换, SfT()2是stT( )的能量谱,SfTT2是stT( )在截短时间内的功率谱。对于仿真系统,若x 是时域取样值矢量, X 是对应的傅氏变换,那么x 的功率谱便为矢量P=(X.*conj(X)/T。(三)程序流程图(四)仿真程序及运行结果程序如下:rz.mglobal dt t df N close all k=input(取样点数 =2k,k=14); if k=,k=14; end 产生 M个取值 0,1 等概的随机码产生占空比为0.5的单极性归波形单极性归零码的功率谱密度作图101101OTstfOPs( f )Rb2Rb(
13、a)(b)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告7 N=2k; % 采样点数L=64; % 每码元的采样点数M=N/L; % 码元数Rb=2; % 码速率为 2Mb/s Ts=1/Rb; % 码元间隔dt=Ts/L; % 时域采样间隔Rt=0.5; %占空比df=1/(N*dt); %频域采样间隔T=N*dt; %截短时间t=linspace(-T/2,T/2,N); % 时
14、域横坐标Bs=N*df/2; % 系统带宽f=linspace(-Bs,Bs,N); % 频域横坐标EP=zeros(1,N); for jj=1:100 a=round(rand(1,M);%产生 M个取值 0,1 等概的随机码s=zeros(1,N); %产生一个 N个元素的零序列for ii=1:Rt*Ts/dt s(ii+0:M-1*L)=a; % 产生单极性归零码end Q=t2f(s); % 付氏变换P=Q.*conj(Q)/T; %P 为单极性归零码的功率EP=(EP*(ii-1)+P)/ii; %累计平均aa=30+10*log10(EP+eps); % 加 eps 以避免除以
15、零,标量eps 相当于无穷小。end figure(1) set(1,position,10,50,500,200) %设定窗口位置及大小figure(2) set(2,position,350,50,500,200)%设定窗口位置及大小figure(1) plot(f,aa,r) xlabel(f(MHZ) ylabel(Ps(f)(MHZ) axis(-15,+15,-50,50) grid figure(2) plot(t,s,b) xlabel(t(ms) ylabel(s(t)(V) axis(-10,10,-0.5,1.5) grid 运行结果:名师资料总结 - - -精品资料欢迎
16、下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告8 -10-50510-0.500.511.5t(ms)s(t)(V)-15-10-5051015-50050f(MHZ)Ps(f)(MHZ)(五)实验结果分析打开 MATLAB 运行程序 rz.m 后窗口出现:取样点数 =2k,k=14 。输入 14 后,画出占空比为 50% 的单极性归零( RZ )码的波形图及其功率谱图。本题通过 rand(1,M) 函数产生 M个取值
17、 0,1 等概的随机码,然后根据0.5 占空比,生成单极性归零码。最后对其傅里叶变换,用语句P=Q.*conj(Q)/T生成单极性归零码的功率。五升余弦滚降波形的眼图及功率谱密度仿真(一)通信原理知识011/ 22/1sRBaudHz滚降系数为,则频谱宽度为多占用了倍的带宽,频带利用率降为最小 Nyquist 带宽因滚降多花费了100% 的带宽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿
18、真报告9 接收二进制波形时,在一个码元周期Ts 内只能看到一只眼睛;若接收的是M进制波形,则在一个码元周期内可以看到纵向显示的(M-1) 只眼睛;另外,若扫描周期为 nTs时,可以看到并排的n 只眼睛。(二) 仿真原理及思路升 余 弦 滚 降 信 号 的 基 本 脉 冲 波 形 为 :222/41)/cos(/)/sin()(ssssTtTtTtTtth。 用sin/st T和cos/st T产生升余弦滚降信号。通过运行此程序,我们可以观察到不同滚降系数时升余弦滚降信号的眼图及功率谱。在通信原理的模型中,加入到升余弦滚降滤波器输入端的信号是冲激序列,而实际当中原始的数字信号一般是NRZ (不归
19、零)信号,为了使升余弦滚降滤波器的输出仍为我们期望得到的信号,此时需要在滚降滤波器之前加入一个网 孔 均 衡 滤 波 器 (如下图所示)NRZ 信号升余弦滚降信号网孔均衡滚降滤波眼图是数字信号在示波器上重复扫描得到的显示图形。若示波器的扫描范围是Na个码元,那么画眼图的方法是:tt=0:dt:Na*L*dt; hold on for ii=1:Na*L:N-N*L plot(tt,s(ii+1:Na*L); end (三)程序流程图sin/st T滚将系数为0.5 的升余弦脉冲波形升余弦信号的功率谱作图升余弦信号的眼图cos/st T名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
20、 - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 19 页 - - - - - - - - - 通信原理基于Matlab 的计算机仿真报告10 (四)仿真程序及运行结果程序如下: scosx.mglobal dt t df N close all N=214; %采样点数L=32; %每码元的采样点数M=N/L %码元数Rb=2; %码速率是 2Mb/s Ts=1/Rb; %码元间隔dt=Ts/L; %时域采样间隔df=1/(N*dt) %频域采样间隔T=N*dt %截短时间Bs=N*df/2 %系统带宽Na=4; %示波器扫描宽
21、度为4 个码元alpha=input(滚降系数 =0.5); if alpha=,alpha=0.5; end t=-T/2+dt/2:dt:T/2;%时域横坐标f=-Bs+df/2:df:Bs; %频域横坐标g1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts); g2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).2); g=g1.*g2*2; %升余弦脉冲波形G=t2f(g); figure(1) set(1,position,10,50,500,200) %设定窗口位置及大小figure(2) set(2,position,350,50,500,200)%设
22、定窗口位置及大小hold on grid xlabel(t in us) ylabel(s(t) in V) EP=zeros(size(f)+eps; for ii=1:100 a=sign(randn(1,M); imp=zeros(1,N); %产生冲激序列imp(L/2:L:N)=a/dt; S=t2f(imp).*G; %升余弦信号的傅氏变换s=f2t(t2f(imp).*G); %升余弦信号的时域波形s=real(s); P=S.*conj(S)/T; %升余弦信号的功率谱EP=(EP*(ii-1)+P+eps)/ii; figure(1) plot(f,30+10*log10(E
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022年通信原理MATLAB仿真 2022 通信 原理 MATLAB 仿真
限制150内