通信仿真實(shí)驗(yàn)報告

1、通信系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報告要求：1. 所有實(shí)驗(yàn)均要手畫仿真模型框圖，或?qū)Ψ抡嬖斫忉屨f明；2. 必須清楚的標(biāo)題仿真系統(tǒng)中所設(shè)置的參數(shù)；3. 仿真程序一般不要放在正文內(nèi)部，而是改在每個實(shí)驗(yàn)報告的最后，作為附件。但正文部分可以解釋說明所用到的重要的仿真技巧，庫數(shù)等等。4. 所有仿真程序產(chǎn)生的結(jié)果都要有手寫分析，即要判決仿真結(jié)果是否正確，說明了什么問題，能夠得出什么結(jié)論，要如何改進(jìn)等等。實(shí)驗(yàn)一 隨機(jī)信號的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模悍抡鎸?shí)現(xiàn)各種分布的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 均勻分布隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生用線性同余法，編寫Matlab程序，產(chǎn)生均勻分布的隨機(jī)數(shù)。初始種子x(0)自己選擇。線性同余算法是使用最為廣泛的偽

2、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器,該算法含有4個參數(shù)：模數(shù)m(m>0)，乘數(shù)a(0a< m)，增量c(0c<m)，初值即種子(Seed)X。(0 X。<m)使用迭代公式： X(n+1) = (a·X(n) +c)modm得到隨機(jī)數(shù)序列X(n)其中周期為50002、 用反函數(shù)法，將均勻分布的隨機(jī)變量變換為具有單邊指數(shù)分布的隨機(jī)變量。編寫Matlab程序，產(chǎn)生指數(shù)分布的隨機(jī)數(shù)。計(jì)算并比較理論pdf和從直方圖得到的pdf。指數(shù)分布隨機(jī)變量pdf定義為：，為單位階躍函數(shù)。先自行設(shè)置取樣點(diǎn)數(shù)，取a=5；產(chǎn)生均勻分布隨機(jī)變量，轉(zhuǎn)化為單邊指數(shù)分布，理論與仿真符合設(shè)計(jì)題:3、 用Matlab編程

3、分別產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布、指定均值方差正態(tài)分布、瑞利分布、賴斯分布、中心與非中心2分布的隨機(jī)數(shù)，并畫出相應(yīng)的pdf。y1=normpdf(x,0,1); y2=normpdf(x,4,2);瑞麗p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心p= fpdf(x,5,20);中心4、 設(shè)輸入的隨機(jī)變量序列X(n)為N=1000獨(dú)立同分布高斯分布的離散時間序列，均值為0，方差為1，采樣間隔0.01s。通過某線性時不變?yōu)V波器，輸出隨機(jī)變量序列Y(n)的功率譜密度為：（1） 設(shè)計(jì)該濾波器（2） 產(chǎn)生隨機(jī)變量序列Y(n)。X0=0; %設(shè)置產(chǎn)生序列的遞推公式的初始值：X(0)N=1000; %設(shè)置序列的長

4、度rh=0.9; %設(shè)置產(chǎn)生序列的遞推公式的系數(shù)X=zeros(1,N); %定義序列Xw=rand(1,N)-1/2; %產(chǎn)生序列w：在(-1/2,1/2)內(nèi)均勻分布 %計(jì)算序列X的N個樣本：X(1),X(2),X(N) X(1)=rh*X0+w(1); for i=2:N X(i)=rh*X(i-1)+w(i); EndX(n)的功率譜密度濾波器的幅度響應(yīng)附件：實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字基帶調(diào)制實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簲?shù)字通信系統(tǒng)中，基帶傳輸?shù)姆抡?。?shí)驗(yàn)內(nèi)容：用MATLAB編程仿真實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制脈沖幅度調(diào)制(PAM)數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制過程。要求畫出12bit隨機(jī)輸入與對應(yīng)的已調(diào)波形輸出。1. 繪出40bit隨機(jī)輸入條件下

5、調(diào)制波形形成的眼圖。2. 用蒙特卡羅仿真方法計(jì)算在信道為加性高斯白噪聲時，該系統(tǒng)在不同信噪比下的差錯概率。3. 畫出該系統(tǒng)的理論誤碼率(報告中還要寫出理論公式)，與蒙特卡羅仿真結(jié)果比較，是否一致，分析結(jié)果。設(shè)計(jì)題4. 設(shè)計(jì)FIR根升余弦濾波器，具體指標(biāo)如下： （1）碼片速率為1.28MHz，采樣率為4倍碼片速率（2）滾降系數(shù)0.22，沖激響應(yīng)序列長度65N_T=8; %沖激響應(yīng)序列長度為2*N_T*Fs/Fc+1R=0.22 %滾降系數(shù)Fc=1.28e+6;Fs=4*Fc; %抽樣率為4倍碼片速率Tc=1.0e-6/1.28; %碼片周期%Num,Den = rcosine(Fc,Fs,

6、9;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;axis(0 1 -60 1);xlabel('歸一化角頻率');ylabel('RRC濾波器幅度響應(yīng)(dB)');(1)H,w=freqz(B,A,N)(2)H,w=fr

7、eqz(B,A,N,whole)    (1)中B和A分別為離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)分子、分母多項(xiàng)式的系數(shù)向量，返回量H則包含了離散系統(tǒng)頻響在 0pi范圍內(nèi)N個頻率等分點(diǎn)的值（其中N為正整數(shù)），w則包含了范圍內(nèi)N個頻率等分點(diǎn)。調(diào)用默認(rèn)的N時，其值是512。(2)中調(diào)用格式將計(jì)算離散系統(tǒng)在0pi范內(nèi)的N個頻率等分店的頻率響應(yīng)的值。因此，可以先調(diào)用freqz()函數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的頻率響應(yīng)，然后利用abs()和angle()函數(shù)及plot()函數(shù)，即可繪制出系統(tǒng)在 或 范圍內(nèi)的頻響曲線(3)產(chǎn)生一串（-1.1）等概率分布的隨機(jī)序列，并對該序列進(jìn)行脈沖成形濾波。附件：實(shí)驗(yàn)

8、三 數(shù)字頻帶調(diào)制實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shù)字信息的頻帶傳輸進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 用MATLAB編程仿真實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制相位調(diào)制(BPSK)數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制過程。要求畫出12bit隨機(jī)輸入與對應(yīng)的已調(diào)波形輸出。2. 并用蒙特卡羅仿真方法計(jì)算在信道為加性高斯白噪聲時，該系統(tǒng)在不同信噪比下的差錯概率3. 畫出該系統(tǒng)的理論誤碼率，與蒙特卡羅仿真結(jié)果比較，是否一致，分析結(jié)果。設(shè)計(jì)題 4. QPSK調(diào)制，解調(diào)與檢測的MATLAB仿真，并用蒙特卡羅方法估計(jì)該系統(tǒng)在加性高斯白噪聲情況下的差錯概率。（1） 使用范圍在(0,1)內(nèi)的均勻分布隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，來產(chǎn)生等概率出現(xiàn)的四 進(jìn)制符號序列，再將序列映射到對應(yīng)的信號向量。s11

9、=-j;s10=-1;s00=j;s01=1; %定義QPSK信號：4種可能的取值 N=10000; %設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)符號的個數(shù)%產(chǎn)生待發(fā)送的二進(jìn)制比特數(shù)據(jù)流：長度為2Nsignal=rand(1,2*N); qpsk=zeros(1,N); %定義經(jīng)過調(diào)制后的信號序列%產(chǎn)生調(diào)制后的信號序列qpskfor i=1:N if signal(2*i-1)<0.5 if signal(2*i)<0.5 qpsk(i)=s00; else qpsk(i)=s01; end; else if signal(2*i)<0.5 qpsk(i)=s10; else qpsk(i)=s11; e

10、nd; end;end;（2） 利用高斯隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生均值為0，方差為N0/2的高斯噪聲。NO=(10(SNR_in_DB/10)sgma=sqrt(N0/2); n(1)=gngauss(sgma)（3） 設(shè)計(jì)檢測器，用蒙特卡羅方法估計(jì)檢測器產(chǎn)生的符號誤差。實(shí)驗(yàn)四 通信信道建模仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簾o線通信信道的仿真實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：確定信號的DTFT 譜分析窗對頻率分辨率的影響1-11-21-31-42-12-12-23-1 % Zero padding DFT v=2;dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N); figure(3);stem(-v*N/2:v*N/2-1/(v*N

11、/2),abs(dft_vn),'.');axis(-1 1 0 35);title('DFT spectrum with 64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency'); % Zero padding DFT 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

12、 padded');xlabel('Normalized digital frequency');axis(-1 1 0 35); % v = 8; dft_vn = fftshift(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：產(chǎn)生并繪制10 個高斯-馬爾科夫序列樣本4-1：功率譜.4-2 R=0.54-2 R=0.5功率譜.5實(shí)驗(yàn)五 信道衰落的影響與分集接收仿真單徑A=0°單路徑移動臺包絡(luò)幅度-移動距離 單路徑移動臺包絡(luò)相位單路徑移動臺歸一化頻譜2兩徑幅度 兩徑相位 兩徑頻譜2 兩徑R=0.5幅度 兩徑R=0.5相位兩徑R=0.5頻譜3：3-1 30°幅度 3-1 30°相位3-1 30°頻譜3-1 45°幅度 3-1 45°相位3-1 45°頻譜3-1 90