通信仿真實驗報告

1、通信仿真實驗報告 通信仿真實驗報告 通信系統(tǒng)仿真實驗 實驗報告要求: 1. 所有實驗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,而就是改在每個實驗報告的最后,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)果就是否正確,說明了什么問題,能夠得出什么結(jié)論,要如何改進(jìn)等等。 實驗一 隨機(jī)信號的計算機(jī)仿真 實驗?zāi)康?仿真實現(xiàn)各種分布的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 實驗內(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

2、機(jī)數(shù)。 ( ) ( ) ) 5000 mod( 1323 241 1 + = + n x n x 初始種子 x(0)自己選擇。 線性同余算法就是使用最為廣泛的偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器,該算法含有 4 個參數(shù):模數(shù) m(m0),乘數(shù) a(0a m),增量 c(0cm),初值即種子(seed)x。(0 x。m).使用迭代公式: x(n+1) = (ax(n) +c)modm 得到隨機(jī)數(shù)序列x(n)其中周期為 5000 通信仿真實驗報告 2、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)。計算并比較理論 pdf 與從直方圖得到的 pdf。 指數(shù)

3、分布隨機(jī)變量 pdf 定義為: 0 ), ( ) exp(2) ( > - = a aax u x x p x , ) (x u 為單位階躍函數(shù)。 先自行設(shè)置取樣點數(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 通信仿真實驗報告 設(shè)計題: 3、用 matlab 編程分別產(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); 通信仿真實驗報告 瑞麗 p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);

4、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: 2) 2 ( 11) (ff s yp += （1） 設(shè)計該濾波器 通信仿真實驗報告 （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 x w=rand(1,n)-1/2; %產(chǎn)生序列 w:在(-1/2,1/2)內(nèi)均勻分布 %

5、計算序列 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); end x(n)的功率譜密度 濾波器的幅度響應(yīng) 通信仿真實驗報告 附件: 實驗二 數(shù)字基帶調(diào)制 實驗?zāi)康?數(shù)字通信系統(tǒng)中,基帶傳輸?shù)姆抡妗?實驗內(nèi)容: 用 matlab 編程仿真實現(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。 通信仿真實驗報告 1. 繪出 40bit 隨機(jī)輸入條件下調(diào)制波形形成的眼圖。 2. 用蒙特卡羅仿真方法計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

6、錯概率。 通信仿真實驗報告 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,就是否一致,分析結(jié)果。 設(shè)計題 4、 設(shè)計 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 通信仿真實驗報告 65 n_t=8; %沖激響應(yīng)序列長度為 2*n_t*fs/fc+1 r=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

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; 通信仿真實驗報告 axis(0 1 -60 1);xlabel("歸一化角頻率");ylabel("rrc 濾波器幅度響應(yīng)(db)&q

8、uot;); (1)h,w=freqz(b,a,n) (2)h,w=freqz(b,a,n,whole) (1)中 b 與 a 分別為離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)分子、分母多項式的系數(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。調(diào)用默認(rèn)的 n 時,其值就是 512。 (2)中調(diào)用格式將計算離散系統(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)計算系統(tǒng)的頻率響應(yīng),然后利用 abs()與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

9、(-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: 實驗三 數(shù)字頻帶調(diào)制 實驗?zāi)康?對數(shù)字信息的頻帶傳輸進(jìn)行仿真。 通信仿真實驗報告 實驗內(nèi)容: 1. 用 matlab 編程仿真實現(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 通信仿真實驗報告 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,就是否一致,分析結(jié)果。 設(shè)計題 4. qpsk 調(diào)制,解調(diào)與檢測的 matlab 仿真,并用蒙特卡羅

10、方法估計該系統(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 通信仿真實驗報告 進(jìn)制符號序列,再將序列映射到對應(yīng)的信號向量。 s11=-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 2n signal=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 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)計檢測器,用蒙特卡羅方法估計檢測器產(chǎn)生的符號誤差。 通信仿真實驗報告 實驗四 通信信道建模仿真 實驗?zāi)康?無線通信信道的仿真實現(xiàn) 實驗內(nèi)容: 確定信號的 dtft 譜分析 窗對頻率分

12、辨率的影響 1-1 通信仿真實驗報告 1-2 1-3 通信仿真實驗報告 1-4 2-1 通信仿真實驗報告 2-1 2-2 通信仿真實驗報告 3-1 通信仿真實驗報告 % 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 通信仿真實驗報告 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: 產(chǎn)生并繪制 10 個高斯-馬爾科夫序列樣本 通信仿真實驗報告 4-1: 功率譜、 4-2 r=0、5 通信仿真實驗報告 4-2 r=0、5 功率譜、 5 通信仿真實驗報告 實驗五 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 通信仿真實驗報告 2 兩徑幅度 兩徑相位 兩徑頻譜 通信仿真實驗報告 2 兩徑 r=0、5 幅度 兩徑 r=0、5 相位 兩徑 r=0、5 頻譜 通信仿真實驗報告 3:3-1 30幅度 3-1 30相位 3-1 30頻譜 通信仿真實驗報告 3-1 45幅度 3-1 45相位 3-1 45頻譜 通信仿真實驗報告 3-1 90幅度 3-1