通信工程系統(tǒng)仿真實驗報告

通信原理課程設(shè)計實驗報告專業(yè)：通信工程屆別：07B班學(xué)號：0715232022姓名：吳林桂指導(dǎo)老師：陳東華數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計實驗要求：信源書記先經(jīng)過平方根升余弦基帶成型濾波，成型濾波器參數(shù)自選，再經(jīng)BPSK，QPSK或QAM調(diào)制（調(diào)制方式任選），發(fā)射信號經(jīng)AWGN信道后解調(diào)匹配濾波后接收，信道編碼可選（不做硬性要求），要求給出基帶成型前后的時域波形和眼圖，畫出接收端匹配濾波后時域型號的波形，并在時間軸標(biāo)出最佳采樣點時刻。對傳輸系統(tǒng)進(jìn)行誤碼率分析。實部圖虛部圖實部圖虛部圖0、1信號匹配濾波器輸出波形（實部圖/虛部圖）星座圖16QAM解調(diào)星座圖BER比較圖產(chǎn)生隨機(jī)二進(jìn)制信號16QAM調(diào)制升余弦低通濾波器加性高斯白噪聲信道匹配升余弦低通濾波器三、實驗原理：QAM調(diào)制原理：在通信傳渝領(lǐng)域中，為了使有限的帶寬有更高的信息傳輸速率，負(fù)載更多的用戶必須采用先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，提高頻譜利用率。QAM就是一種頻率利用率很高的調(diào)制技術(shù)。0≤t≤Tb式中Tb為碼元寬度為同相信號或者I信號；為正交信號或者Q信號；為分別為載波,的離散振幅；m為和的電平數(shù)，取值1,2,...,M。=Dm*A；= Em*A；式中A是固定的振幅，與信號的平均功率有關(guān)，（dm，em）表示調(diào)制信號矢量點在信號空間上的坐標(biāo)，有輸入數(shù)據(jù)決定。和確定QAM信號在信號空間的坐標(biāo)點。稱這種抑制載波的雙邊帶調(diào)制方式為正交幅度調(diào)制。圖3.3.2正交調(diào)幅法原理圖Pav=（A*A/M）*∑(dm*dm+em*em)m=(1,M)QAM信號的解調(diào)可以采用相干解調(diào),其原理圖如圖3.3.5所示。圖3.3.5QAM相干解調(diào)原理圖四、設(shè)計方案：(1)、生成一個隨機(jī)二進(jìn)制信號(2)、二進(jìn)制信號經(jīng)過卷積編碼后再產(chǎn)生格雷碼映射的星座圖(3)、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后的信號(4)、對該信號進(jìn)行16-QAM調(diào)制(5)、通過升余弦脈沖成形濾波器濾波，同時產(chǎn)生傳輸信號(6)、增加加性高斯白噪聲，通過匹配濾波器對接受的信號濾波(7)、對該信號進(jìn)行16-QAM解調(diào)五、實驗內(nèi)容跟實驗結(jié)果：本方案是在“升余弦脈沖成形濾波器以及眼圖”的示例的基礎(chǔ)上修改得到的。要在編輯窗口查看原始代碼，可在MATLAB命令窗口中敲入以下命令行

editcommdoc_rrc要查看本示例的完整代碼M文件，可在MATLAB命令窗口中敲入editcommdoc_code。1、生成一個隨機(jī)二進(jìn)制信號，用randint函數(shù)生成隨機(jī)二進(jìn)制信號。顯示顯示前60個隨機(jī)比特2、二進(jìn)制信號經(jīng)過卷積編碼后再產(chǎn)生格雷碼映射的星座圖poly2trellis命令定義了表示卷積碼的網(wǎng)格圖，而convec函數(shù)可用它來編碼二進(jìn)制數(shù)據(jù)向量x。poly2trellis命令的兩個輸入?yún)?shù)分別是卷積碼的約束長度和生成多項式。3、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后的信號前35位傳播符號，對編碼信號進(jìn)行比特至符號映射.比特至符號映射所處理的對象必須是編碼信號，而不是原始的未編碼信號。將原始代碼比特至符號映射部分中的xsym的定義替換為：4、調(diào)制后信號的眼圖，通過eyediagram產(chǎn)生眼圖5、RRC濾波器脈沖響應(yīng)圖利用rcosine函數(shù)來設(shè)計平方根升余弦濾波器對調(diào)制信號進(jìn)行濾波。6、調(diào)制后的發(fā)射信號經(jīng)過RRC濾波器前后波形圖用平方根升余弦濾波器對接收信號進(jìn)行濾波，7、收發(fā)信號經(jīng)過濾波器前后波形圖比較信道：定義AWGN通道的參數(shù)：EbNo=50;snr=EbNo+10*log10(k)-10*log10(nsamp);發(fā)射信號經(jīng)過AWAGN通道傳輸，加入噪聲后ynoisy=awgn(ytx,snr,'measured')用平方根升余弦濾波器對接收信號進(jìn)行濾波，程序中yrx=rcosflt(ynoisy,1,nsamp,'Fs/filter',rrcfilter);

yrx=downsample(yrx,nsamp);%下采樣.

yrx=yrx(2*delay+1:end-2*delay);%考慮延時.上述命令應(yīng)用與傳輸端一樣的平方根升余弦濾波器進(jìn)行濾波，然后將結(jié)果進(jìn)行nsamp因子的下采樣。最后一條命令除去下采樣信號中的開始及最后的2*delay個符號，這樣做的目的是為了消除兩次濾波的累積延時?，F(xiàn)在解調(diào)器的輸入yrx和調(diào)制器的輸出y具有相同的長度。在示例中的比較誤比特率部分，要比較的兩個向量具有相同長度的條件是相當(dāng)重要的。8誤碼率分析BER-SNR曲線分析圖中，藍(lán)色曲線為理論誤碼率曲線，紅色為實際值。對M電平的QAM系統(tǒng)而言，其差錯概率：PC=(1-P)2其中P是在這個等效QAM系統(tǒng)的每個正交信號中具有一半平均功率的電平PAM系統(tǒng)的差錯概率。通過對M電平PAM差錯率適當(dāng)修正后可得：因此，隨著SNR的增大，誤碼率減小，這與圖中反映的規(guī)律一致。對于實際BER-SNR曲線，由于傳輸特性的不理想以及加性噪聲的影響，隨信噪比增大，誤碼率減小的速率沒有理論值大，因此在實際中要選擇適當(dāng)?shù)男旁氡冗M(jìn)行再進(jìn)行傳輸。圖中，藍(lán)色曲線為理論誤碼率曲線，紅色為實際值。對M電平的QAM系統(tǒng)而言，其差錯概率：PC=(1-P)2其中P是在這個等效QAM系統(tǒng)的每個正交信號中具有一半平均功率的電平PAM系統(tǒng)的差錯概率。通過對M電平PAM差錯率適當(dāng)修正后可得：因此，隨著SNR的增大，誤碼率減小，這與圖中反映的規(guī)律一致。對于實際BER-SNR曲線，由于傳輸特性的不理想以及加性噪聲的影響，隨信噪比增大，誤碼率減小的速率沒有理論值大，因此在實際中要選擇適當(dāng)?shù)男旁氡冗M(jìn)行再進(jìn)行傳輸。numErrors_with_code=0bitError_with_code=0ber_theory=0.0168五、實驗心得通過這次實驗，受益匪淺啊，MATLAB是大一時候?qū)W的，重新打開軟件的時候，都忘的差不多了，不過多用幾次，多查查書本，很多知識又很快的接收了，大大提高了對軟件的動手能力，它也是對我毅力和意志力的一個重要考驗，對于實驗，我覺得，首先要弄好原理啊，懂得大體的設(shè)計思路，其次仿真過程也是一個考驗?zāi)腿四托牡倪^程，不能有絲毫的馬虎，對仿真調(diào)試也是一步一步的來，不能急躁。當(dāng)遇到問題時要上網(wǎng)找找或者多問問比較有能力的同學(xué)，耐心細(xì)心的檢查錯誤。參考網(wǎng)站：/?_c11_BlogPart_pagedir=Next&_c11_BlogPart_handle