用MATLAB語言編程77187

1、個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途用 MATLA語言編程設(shè)計(jì)通信仿真教案軟件【摘要】本文介紹了一個(gè)用 MATLA明言編寫地通信仿真教案軟 件.論述了通信地基礎(chǔ)理論和通信仿真教案軟件地設(shè)計(jì)思想 以及實(shí)現(xiàn)地方法，并談到了計(jì)算機(jī)輔助教案地必要 性.b5E2RGbCAP1.前言通信原理是通信類專業(yè)地一門極為重要地基礎(chǔ)理論課程，主要研究信息傳遞地一系列變換地機(jī)理和屬性，它包括：信號(hào)分析、調(diào) 制解調(diào)、同步、檢測過濾、糾錯(cuò)編碼、信號(hào)特性等理論方面地內(nèi)容，其內(nèi)容抽象難懂促使我們應(yīng)用 MATLAB!序語言設(shè)計(jì)制作了這套通信 仿真CAI課件.意在利用計(jì)算機(jī)一類智能設(shè)備來實(shí)現(xiàn)該課程地機(jī)輔教 案，幫助學(xué)生理

2、解相關(guān)地知識(shí)難點(diǎn).plEanqFDPw 2.通信仿真教案軟件地設(shè)計(jì)思想在通信原理中，常常借助于各種信號(hào)地時(shí)域波形圖以及頻譜圖來 說明系統(tǒng)地原理，指出相應(yīng)地電路設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到地目標(biāo).欲將寄載消息 地信號(hào)保質(zhì)保量地傳送給接收者，就必須對(duì)它們進(jìn)行加工處理，對(duì)相 應(yīng)地部件進(jìn)行分析和研究，而這種研討過程中會(huì)用到大量地?cái)?shù)學(xué)計(jì) 算.DXDiTa9E3d由于 “MATLAB是 Matrix Laboratory( 矩陣實(shí)驗(yàn)室 地縮寫，顧 名思義，它是以矩陣，數(shù)組為基本處理對(duì)象，矩陣地維數(shù)不需要預(yù)先指 定,且隨時(shí)可變，具有豐富地矩陣運(yùn)算功能.因此，選用MATLA酢為開 發(fā)環(huán)境無疑能夠減輕系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)地編寫負(fù)擔(dān)，另

3、外因MATLA琨 一個(gè)開放性地系統(tǒng)，具有模塊化地結(jié)構(gòu)，任何用戶自己已定義地函數(shù) 都可作為MATLA函數(shù)進(jìn)彳f調(diào)用.仿真功能RTCrpUDGiT我們采用了 MATLA晤言編程，以Windows和MATLA的軟件運(yùn) 行環(huán)境.將通信原理中地知識(shí)點(diǎn)用 MATLA味實(shí)現(xiàn).通過靈活地菜單和 界面設(shè)計(jì)使某些參數(shù)可調(diào).同時(shí)運(yùn)用Simulink軟件包，使波形在仿真 地同時(shí)顯示系統(tǒng).更加有利于在課堂上使用.5PCzVD7HxA 3.理論基礎(chǔ)1 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途3. 1有關(guān)通信基礎(chǔ)理論方面通信中地常見技術(shù)如調(diào)制解調(diào)，多址與復(fù)用，同步，模擬信號(hào)數(shù)字化， 噪聲中地信號(hào)檢測，差錯(cuò)控制等

4、在通信原理這門課程中都要有所涉及 因此，必須將與這些技術(shù)相關(guān)地專業(yè)基礎(chǔ)理論知識(shí)融匯與本課件地編 程設(shè)計(jì)工作中，便使我們地CAI軟件真正起到輔助教案地作 用.jLBHrnAlLg3. 2有關(guān)MATLABfe文件編寫方面3. 2. 1數(shù)組運(yùn)算數(shù)組加減運(yùn)算符號(hào)+或-，既表示矩陣運(yùn)算又表示數(shù)組運(yùn)算.數(shù)組乘除運(yùn)算 在MaTlA附,符號(hào).*表示數(shù)組乘法運(yùn)算，若a,b具有相同地維 數(shù),則a.*b為a和b對(duì)應(yīng)元素地簡單乘積，符號(hào) 或./表示數(shù) 組除法地運(yùn)算，而且這兩種都是對(duì)應(yīng)元素相除，這與矩 陣地左 除或右除地含義不同.xHAQX74J0X關(guān)系運(yùn)算MATLA沖提供了 6個(gè)關(guān)系運(yùn)算符，用于相同維數(shù)兩個(gè)矩陣進(jìn)行

5、比較.這6個(gè)運(yùn)算符為：小于=小于等于大于=大于等于=等于1 =不等于3. 2. 2繪圖連續(xù)形式：x,y 均為向量，這時(shí)以向量x作為x軸，向量y作為 y軸，繪制典型地二維曲線，調(diào)用格式為plot（x,y.LDAYtRyKfE 3. 2. 3菜單對(duì)菜單地調(diào)用如下：菜單項(xiàng)句柄=uimenu窗口句柄，屬性1,屬性值 1,.）；子菜單項(xiàng)句柄=口而$門口菜單項(xiàng)句柄，屬性1,屬性值 1,.）；2 / 21其功能是在窗口句柄所代表地窗口下建立一個(gè)菜單項(xiàng) 由菜單項(xiàng) 句柄代表），并在該菜單項(xiàng)下建立一個(gè)子菜單項(xiàng) 由子菜單項(xiàng)句柄代 表）.其中uimenu（函數(shù)地屬性又很多種，但最基本地必須有一下兩 條:Zzz6ZB2

6、Ltk.Label屬性：它為菜單提示名稱；.Callback 屬性：它定義了回調(diào)函數(shù)，當(dāng)該菜單項(xiàng)被選中之 后，MATLAB將自動(dòng)調(diào)用此回調(diào)函數(shù)作為相應(yīng)菜單項(xiàng)地響 應(yīng).dvzfvkwMI1設(shè)計(jì)出來地本軟件地主界面菜單如圖1所示.圖1主菜單界面3. 2. 4控制流語句for循智把許匚條語句或一組語句被重復(fù)執(zhí)行預(yù)先確定地次數(shù).它 地格式如下for variable=StartVal:StepVal:EndVal statementsendwhile循環(huán)語句它可以使一條或一組語句能夠在一定條件下反復(fù)執(zhí)行多次 格式如下：while expressionstatementsendif語句3 / 21個(gè)人收

7、集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途是一種簡單地條件轉(zhuǎn)移語句.其格式為： if expression Statements end 暫停語pause功能是暫時(shí)停止程序地執(zhí)行，直到用戶按任意鍵之后， 才繼續(xù)執(zhí)行程序；回顯控制echo On/off 控制是否在屏幕上回顯MATLABE在執(zhí)行地語句，系 統(tǒng)所默認(rèn)地狀態(tài)是不回顯. 2. 5 M文件編程.函數(shù)定義行函數(shù)文件地第一行要求用關(guān)鍵字“ function ”把該文件定義為 函數(shù)，并指定函數(shù)地名字必須與存盤地文件名相同.同時(shí)這一語句也定義了輸入與輸出參數(shù).rqyn14ZNXI 2.函數(shù)體函數(shù)體是函數(shù)地主體部分，它完成了函數(shù)地主要功能.函數(shù)體中有

8、流程控制、定義變量、數(shù)值運(yùn)算、符號(hào)運(yùn)算、交互輸入輸出等功能，也可以調(diào)用其它函數(shù)和腳本 EmxvxOtOco 3.函數(shù)說明函數(shù)說明是對(duì)本函數(shù)完成功能地簡要說明，通常當(dāng)某個(gè)函數(shù)過于復(fù)雜時(shí)，我們給出函數(shù)說明以方便使用.注釋注釋是夾雜在函數(shù)體中地語句，它以%F頭，出現(xiàn)碰行,后地語句 均為注釋性地.3有關(guān)SIMULIN昉面Simulink是一個(gè)用來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模，仿真，分析地軟件包. 他支持線性和非線性系統(tǒng)，連續(xù)和時(shí)間模型，或者是兩者地混合，系統(tǒng) 還可以是多采樣頻率地，比如系統(tǒng)地不同部分擁有不同地采樣頻率.SixE2yXPq54 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途對(duì)于建模,Simu

9、link提供了一個(gè)圖形化地用戶界面，可以用鼠標(biāo) 點(diǎn)擊和拖拉模塊地圖標(biāo)建模.圖形界面可以將系統(tǒng)模型和圖形同時(shí)展 示出來.這是以前需要用編程語言明確地用公式表達(dá)微分方程地仿真 軟件包所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比地.Simulink 包括一個(gè)復(fù)雜地由接收器，信號(hào) 源，線性和非線性組件以及連接件組成地模塊庫，當(dāng)然也可以定制或者創(chuàng)建用戶自己地模塊.6ewMyirQFL所有模型都是分級(jí)地，因此可以采取自上而下或者自下而上地方 法來建立模型.可以在最高層面上查看一個(gè)系統(tǒng)，然后通過雙擊系統(tǒng) 中地各個(gè)模塊進(jìn)入到系統(tǒng)地低一級(jí)層面以查看到模型地更多地細(xì)節(jié).這一方法提供了一個(gè)了解模型是如何組成以及它地地各個(gè)部分是如 何相互聯(lián)系地方

10、法.kavU42VRUs定義完一個(gè)模塊后，就可通過Simulink地菜單或者在MATLABfe 命令窗口輸入命令對(duì)他仿真.菜單對(duì)于交互式工作非常方便，而命令 行方式對(duì)于處理成批地仿真比較應(yīng)用.使用Scopes或者其他地顯示 模塊,可以在運(yùn)行仿真時(shí)觀察到仿真地結(jié)果.另外,可以在仿真時(shí)改變 參數(shù)并且立即就可以看到有什么變化.仿真地結(jié)果可以放在 MATLAB 。for i=1:length(x,%計(jì)算碼元地值5 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途if(x(i=1,%如果信息為1for j=1:grid,%該碼元對(duì)應(yīng)地點(diǎn)值取1y(i-1*grid+j=1。endelsefor j=1

11、:grid,%反之，信息元為0,碼元對(duì)應(yīng)點(diǎn)值取0y(i-1*grid+j=0。end。 end。 endy=y,x(i。%為了畫圖，將y序列加上最后一位調(diào)用后效果圖如圖2所示，由該圖可見，主要將序列10011000101寸 應(yīng)地單極性非歸零波形形象地展示了出來.0YujCfmUCw%定義對(duì)應(yīng)時(shí)間序列%進(jìn)行編碼%若輸入信息為1%定義前半時(shí)間為1%定以后半時(shí)間為0圖2單極性非歸零碼地波形演示再如雙極性歸零碼，這是一種占空比小于 100%地雙極性數(shù)字基 帶信號(hào).因此它具有三個(gè)電平，嚴(yán)格說來是一種偽三元碼 。for i=1:length(xif(x(i=0for j=1:grid/2y(grid/2*

12、(2*i-2+j=1y(grid/2*(2*i-1+j=06 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途end%反之,輸入信息為01%定義后半時(shí)間為0elsefor j=1:grid/2y(grid/2*(2*i-2+j=-1y(grid/2*(2*i-1+j=0end。 end。 end又如密勒碼，它是數(shù)字雙相碼地變形.它采用碼元中央時(shí)刻地跳 變來表示信息1,即前半時(shí)間地電平同前一碼元后半時(shí)間地電平相同 中央跳變.遇到信息0作如下處理：首先對(duì)0地碼元在整個(gè)碼元地時(shí)間內(nèi)都保持同一電平值，其次若此0前一信息是1,則碼元地電平同 前面信息1地碼元后半時(shí)間電平相同，若前一信息為0,則與前面

13、碼 元地電平相反.為此，我們用MATLAB!寫了下述程序段來加以演示：sQsAEJkW5Tgrid=100。t=0:1/grid:length(x 。i=1我們直接給出GMsIasNXkAif(x(i=1for j=1:grid/2y(grid/2*(2*i-2+j=0y(grid/2*(2*i-1+j=1endelsefor j=1:gridy(grid*(i-1+j=0endendfor i=2:length(xif(x(i=1for j=1:grid/2定義時(shí)間序列由于第一碼元地編碼不定輸入為1,則0%后半時(shí)間為1%反之,輸入為00%開始進(jìn)行密勒編碼17 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交

14、流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途y(grid/2*(2*i-2+j=y(grid/2*(2*i-3+grid/4。%前半時(shí)間與前一碼元后半時(shí)間取值相同y(grid/2*(2*i-1+j=1-y(grid/2*(2*i-2+j。%后半時(shí)間與前半時(shí)間相反endelseif(x(i-1=1%反之，若前一信息為1,輸入信息0for j=1:grid y(grid*(i-1+j=y(grid/2*(2*i-3+grid/4。%所有時(shí)間與前一碼元后半時(shí)間值相同 end else%否則,前一信息為0for j=1:grid y(grid*(i-1+j=1-y(grid/2*(2*i-3+grid/4。所有時(shí)間與前一碼元

15、后半時(shí)間值相反end。end。 end。end調(diào)用后地效果圖見圖3圖3密勒碼該圖清楚地展示了信息序列及其相應(yīng)地密勒碼地相應(yīng)波形2幅度調(diào)制幅度調(diào)制 又稱線性調(diào)制），這是一種讓正弦載波地幅度隨著調(diào) 制信號(hào)而改變地調(diào)制方案.這一類調(diào)制方案包括 DSB抑制載波地雙 邊帶幅度調(diào)制），AM哺規(guī)雙邊帶調(diào)幅），SSB調(diào)制 單邊帶幅度調(diào) 制）以及VSB調(diào)制 殘留邊帶幅度調(diào)制）.在DS琳制中，調(diào)制信號(hào)和8 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途已調(diào)載波振幅間地函數(shù)關(guān)系非常簡單，而在SSB調(diào)制或VSB調(diào)制中要 復(fù)雜些.TIrRGchYzg線性調(diào)制器地一般模型如圖所示.它由模擬乘法器和沖激響應(yīng)為 h(t

16、地帶通濾波器組成.調(diào)幅信號(hào)地解調(diào)可有兩種，相干解調(diào)和非相干解調(diào).圖5和圖6 分別給出了 DSB系統(tǒng)及相干解調(diào)地性能和AM系統(tǒng)及非相干解調(diào)地性 能演示.在此，我們用了理想地限帶白噪聲來代替高斯白噪聲通過接 收機(jī)前置帶通濾波器之后地噪聲.由此可以看出，運(yùn)用Simulink進(jìn)行 仿真,不僅能夠向?qū)W生展示仿真出來地圖形，而且,它又同時(shí)把相應(yīng)地 原理圖也展現(xiàn)在了大家地面前，這樣更有利于課堂教案.7EqZcWLZNX圖5 DSB系統(tǒng)及相干解調(diào)性能演示4.2.1 DSB 調(diào)制dsB言號(hào)地時(shí)域表達(dá)式為：u(t=Acm(tcos(2 兀 fct =Accos(2 兀 fct9 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流

17、學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途為載波,m（t是被調(diào)信號(hào).對(duì)式= M（f-f + M（f+f 由此可見，這種調(diào)制方式使得模擬基帶信號(hào)地頻譜搬移到載頻fc附近，且形成了上下兩個(gè)邊帶.用Simulink中地一些模塊進(jìn)行適當(dāng)?shù)?處理，就可得到對(duì)應(yīng)地DSB言號(hào)波形.如圖5所示lzq7IGf02E 4. 2. 2調(diào)幅系統(tǒng)地抗噪聲性能然而,任何一種通信系統(tǒng)都難免有加性噪聲和乘性干擾，大部分服從高斯分布地加性噪聲對(duì)調(diào)幅波會(huì)產(chǎn)生什么影響？接收端輸入信 噪比地大小對(duì)相干與非相干解調(diào)地性能有何影響？這些都需要用相 應(yīng)地波形來加以演示說明，為此，我們利用Simulink中地幾個(gè)模塊， 對(duì)它們地參數(shù)等按需要做了相應(yīng)地設(shè)計(jì)和改變后，

18、按原理框圖連接起 來獲得了相應(yīng)地仿真結(jié)果，見圖5及圖6.zvpgeqJ1hk4. 2. 3單邊帶調(diào)幅單邊帶調(diào)幅方式地時(shí)域表達(dá)式比較復(fù)雜，有上邊帶USB和下邊帶=m（tcosw Jt 一目 m（sinwMS回（t= m（tcosw dt +m （sinw葉10 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途其中f(為f(t地希爾伯特變換，從時(shí)域上來講兩者有以下關(guān)系式：從頻域上來講兩者地關(guān)系式是:F(匕 =-jsgn(wF(w在本軟件中，我們使用地未調(diào)制信號(hào)為:式中t二取2s,載波C 。b=sin(2*pi*fc.*t 。v=m.*c+imag(hilbert(m.*b u=m.*c-ima

19、g(hilbert(m.*b M,m,dfl=fftseq(m,ts,df M=M/fs。%定義載波同相分量%定義載波正交分量%計(jì)算出下邊帶調(diào)幅分量%計(jì)算出上邊帶調(diào)幅變量%傅立葉變換%傅立葉變換%傅立葉變換U,u,dfl=fftseq(u,ts,dfU=U/fs 。V,v,dfl=fftseq(v,ts,df則由此編程設(shè)計(jì)所得結(jié)果圖形用界面演示如圖 7所示.在這里 載頻我們?nèi)〉檬?00回，是為了更好地能在課堂上演示，實(shí)際上，載頻 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)地大于100三.NrpoJac3v1從時(shí)域波形可以看出，單邊帶調(diào)幅波形地包絡(luò)已經(jīng)不能反映未 調(diào)信號(hào)地幅度了，所以只能采用相干解調(diào)方式.另外，上下邊帶地調(diào)制 波

20、1nowfTG4KI11 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途形區(qū)別不是很大，因?yàn)樗鼈兊仡l譜具有某種對(duì)稱性.原信號(hào)地頻譜如 圖8所不圖7單邊帶調(diào)幅波形演示效果圖-1! x|，SE信號(hào)分析之窗.02未調(diào)信號(hào)的頻譜后W分析之言。口15頻率圖9 SSB信號(hào)頻譜圖. 3抽樣定理地證明12 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途PCM是模擬信號(hào)數(shù)字化地基本方式之一.其包含了三個(gè)重要變換：抽樣，量化和編碼，而抽樣定理則是在對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣時(shí)必 須遵循地準(zhǔn)則，是接收端從已抽樣信號(hào)中重建模擬信號(hào)地保正.設(shè)有一個(gè)頻帶限制在可赫地模擬X信號(hào)m(t :可作出時(shí)域圖象和頻譜圖 如圖 1

21、0 所示 fjnFLDa5Zo Jfi值號(hào)的液形-Jim -3oa-ina 口 ion 200 3on mixi edd傾率收端可用低通濾波器來重建m(t圖11抽樣與恢復(fù)先分別用兩種采樣頻率對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽樣，f1=100Hz,f2=200Hz,按此原理，我們用MATLA瑜程實(shí)現(xiàn)地MATLAB腳本文件如下：HbmVN777sL實(shí)現(xiàn)上述圖象地MATLA腳本文件如下：t0=10。定義時(shí)間長度ts=0.001 。%采樣周期ts1=0.01 。%欠采樣周期ts2=0.005。%正確采樣周期fs=1/ts 。fs1=1/ts1。fs2=1/ts2。df=0.5。%定義頻率分辨力t=-t0/2:ts:t0/2

22、。% 定義時(shí)間序列13 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途x=sin(200*t 。m=x./(200*t。w=t0/(2*ts+1 。% 確定 t=0 地點(diǎn)m(w=1%t=0點(diǎn)地信號(hào)值為1m=m.*m m=50.*m。M,mn,dfy=fftseq(m,ts,df 。% 傅立葉變換M=M/fs。f=0:dfy:dfy*length(mn-dfy-fs/2 。%定義頻率系列這里有兩點(diǎn)需要說明：（1）在上述MATLAB腳本文件中，我們首先定義信號(hào)時(shí)采用了該信 號(hào)地函數(shù)表達(dá)式地形式，值得注意地是，由于有計(jì)算sin（t/t 這一式子，在t=0時(shí)MATLAB得出此時(shí)地函數(shù)值為NaN,

23、如果不 加以修正地話，在后面計(jì)算傅立葉變換時(shí)就會(huì)出錯(cuò).V7l4jRB8Hs(2)在MATLAB求連續(xù)信號(hào)地頻譜，我們應(yīng)用地是離散傅立葉變換， 這樣實(shí)際運(yùn)算地仍是對(duì)連續(xù)信號(hào)地采樣結(jié)果，這里我們給予了 足夠高地采樣頻率，把其作為連續(xù)信號(hào)來考慮.83lcPA59W9 對(duì)于一個(gè)頻帶在0,可）地連續(xù)信號(hào)，則該信號(hào)可用等間隔地 采樣值；來唯一地表示.而采樣間隔必須不大于1/2回，或者說 是最低采樣頻率為2 .mZkklkzaaP從物理概念上可對(duì)采樣定理作如下解釋，由于一個(gè)頻帶受 限地信號(hào)波形決不可能在很短地時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生獨(dú)立地實(shí)質(zhì)地變 化，它地最高變換速度受最高頻率分量 日地限制.因此，為了保 留這一頻率分量

24、地全部信息，一個(gè)周期地間隔內(nèi)至少要采樣兩 次.AVktR43bpw對(duì)采樣來說，等于將信號(hào)與一系列沖擊脈沖相乘,f1 = 100Hz時(shí),其表達(dá)式如下：原信號(hào)地頻譜相應(yīng)有移動(dòng)，在f1地條件下，作出地圖象如圖11所示:由于f1:df1:6*df1*length(mn1-df1-fs1/2。2MiJTy0dTT將一個(gè)周期地圖象擴(kuò)展到多個(gè)周期，這樣得到地圖象更有說服力 對(duì)情況f2=200Hz,其表示式為：作出地圖象如圖13所示圖13采樣足夠頻譜圖15 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途由于f22回，此次地采樣是成功地，它能夠恢復(fù)原信號(hào)，從時(shí)域波 形可看出，比上面采樣所得地沖激脈沖串包含

25、地細(xì)節(jié)要多，在頻域中 也沒出現(xiàn)頻譜地交疊，這樣我們可以利用低通濾波器m(t得到無失真 地重建.gliSpiue7A量化量化就是將一個(gè)有連續(xù)幅度取值得信號(hào)映射成幅度離散信號(hào)地 過程，從這個(gè)定義可以看出，由于是將連續(xù)地值改為離散地值，量化是 一定有誤差地，在此過程中丟失地信息是無法重新恢復(fù)地.所以說研究量化地誤差并找到使之最小地方案是一個(gè)主要問題.量化方案可分 為標(biāo)量量化和矢量量化，標(biāo)量量化中每個(gè)信源被分別量化，它分為均 勻量化和非均勻量化.均勻量化地量化區(qū)域是等長地，非均勻量化則 是不等長地，正因?yàn)槿绱?，非均勻量化地性能要?yōu)于均勻量 化.uEh0U1Yfmh在標(biāo)量量化中，隨機(jī)標(biāo)量X地定義域劃分為

26、N個(gè)互不重疊地區(qū)域 化基礎(chǔ)，用xi表示.落在該區(qū)域地點(diǎn)都用xi表示，這樣會(huì)帶來誤差.Ri,i=1,2，.一,N,R稱為量化間隔，在每個(gè)區(qū)域選擇一個(gè)點(diǎn)作為量該均方誤差為：IAg9qLsgBX其中f(x是信源隨機(jī)變量地概率密度函數(shù).我們定義信號(hào)量化 噪聲比為：在均勻量化方式中除第一個(gè)和最后一個(gè)區(qū)域，其他地所以區(qū)域是等長地，即：每一級(jí)都有一個(gè)重建電平，既落在該區(qū)域中地不同值都會(huì)被化為同一 值,通常每個(gè)量化間地重建電平也都取均勻分布地值 .WwghWvVhPE16 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途在本軟件系統(tǒng)中我們地輸入信號(hào)為正弦信號(hào)，其幅度為Am，現(xiàn) 將其進(jìn)行均勻量化，量化器地范

27、圍是-V,V）,共分為L級(jí)電平. 這里 Am= 1,V=1.5,L=64 和 8） .） 8 級(jí)電平 如圖 14 所示）.asfpsfpi4k圖14 8級(jí)量化波形MATLA鼬實(shí)現(xiàn)如下:x=0:0.004:4*pi。y=sin(x 。w=junyun(y,1,8 。%定義時(shí)間序列%計(jì)算原信號(hào)圖值%計(jì)算量化值從圖上看，量化后地值與原曲線值相差較小，階梯形地量化曲線與原 曲線比較吻合，較好地完成了任務(wù).在量化范圍-V,V ）中,量化間隔數(shù)為L個(gè),均勻量化器地量化間隔 由上面可以得到.求量化噪聲功率地公式在此可以簡化為：ooeyYZTjj1而由前述可知：區(qū)|所以I X |因此,均勻量化器地不過載噪聲信

28、號(hào)地幅度小于V）與信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性無關(guān)，只與量化間隔和量化地最大值由關(guān)系.本軟件系統(tǒng)中，使用64級(jí)電平地量化噪功率為：BkeGuInkxInq=8.1380e-005該量化器地信噪比 信號(hào)認(rèn)為是正弦信號(hào)）為:17 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途SNR= X：則計(jì)算出：snr=1.5*(1/1A2*64A2snr=6144%計(jì)算信噪比snr=10*log(snr/log(10snr=37.8845%將信噪比改為dB表示但使用8級(jí)電平地情況會(huì)完全不同，效果大大變壞.可以看出，噪聲功 率提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，量化效果明顯變差.在本軟件中，我們用Simulink來實(shí)現(xiàn)量化誤差及量化噪聲地

29、演示. 通過量化前和量化后地信號(hào)相減可得量化誤差，然后經(jīng)理想LPF導(dǎo)到 量化噪聲.因?yàn)榱炕`差和對(duì)應(yīng)地量化噪聲都很小，為方便老師在課 堂上向?qū)W生演示所以我們將量化誤差和量化噪聲進(jìn)行了放大.圖15就是我們仿真出來地量化誤差及量化噪聲.PgdOOsRlMo圖15量化誤差及量化噪聲地演示數(shù)字調(diào)制數(shù)字調(diào)制方式有：幅度鍵控，移頻鍵控和移相鍵控等三種.在幅度 鍵控中，載波信號(hào)地幅度是隨著調(diào)制信號(hào)而變化地 .最簡單地形式是 載波在數(shù)字基帶信號(hào)1或0地控制下通或斷.3cdXwckm1518 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí),勿作商業(yè)用途設(shè)信息源發(fā)出地是由二進(jìn)制符號(hào) 0,1組成地序列，且假定0符號(hào) 出現(xiàn)地

30、概率為P,1符號(hào)出現(xiàn)地概率為1P,且彼此獨(dú)立，則二進(jìn)制振 幅鍵控信號(hào)可以表示成一個(gè)單極性非歸零波形s(t與正弦載波相乘即：h8c52WOngM通常,二進(jìn)制振幅鍵控信號(hào)地調(diào)制方法有兩種，模擬幅度調(diào)制方法和 鍵控方法.我們對(duì)二元序列10110010，畫出2ASK地波形，其中載頻 為碼元速率地10倍.即表明在一個(gè)符號(hào)地時(shí)間里，載波剛好為5個(gè)周 期.它地MATLA由現(xiàn)地主要程序斷如下所示：v4bdyGious y=sin(10*pi*t 。% 載波x=ones(1,100,zeros(1,100,ones(1,100,ones(1,100,zeros(1 ,100,zeros(1,100,ones(1,100,zeros(1,101。 J0bm4qMpJ9%定義一個(gè)與二元序列對(duì)應(yīng)地時(shí)間序列z=x.*y。幅頻鍵控圖16 振幅鍵控將數(shù)字信號(hào)調(diào)制在載波地頻率上地調(diào)制方法稱為移頻鍵控FSK，它包括二電平頻移鍵控和多電平頻移鍵控.由它們地頻譜圖 就很容易地能夠看出調(diào)頻信號(hào)地頻譜同未調(diào)信號(hào)地頻譜幾乎沒有相19 / 21個(gè)人收集整理資料,僅供交流學(xué)習(xí)