MATLAB原理及應(yīng)用第八講

講通信工具箱主要功能庫介紹2021/6/271通信工具箱的功能庫信源性能評估誤碼率分析用戶界面信源編碼

差錯控制編碼交織調(diào)制專用濾波器信道均衡器

伽羅瓦域計算2021/6/2721.信源函數(shù)函數(shù)wgn()

函數(shù)wgn()產(chǎn)生高斯白噪聲(WhiteGaussianNoise)。通過wgn()函數(shù)可以產(chǎn)生實數(shù)形式或復(fù)數(shù)形式的噪聲，噪聲的功率單位可以是dBW（分貝瓦）、dBm（分貝毫瓦）或絕對數(shù)值。其中

1W=0dBW=30dBm

加性高斯白噪聲是最簡單的一種噪聲，它表現(xiàn)為信號圍繞平均值的一種隨機波動過程。加性高斯白噪聲的均值為0，方差表現(xiàn)為噪聲功率的大小。2021/6/273wgn()函數(shù)調(diào)用格式y(tǒng)=wgn(m,n,p)

產(chǎn)生m行n列的白噪聲矩陣，p表示輸出信號y的功率（單位：dBW），并且設(shè)定負載的電阻為1歐姆。2021/6/274wgn(m,n,p,imp)

生成m行n列的白噪聲矩陣，功率為p，指定負載電阻為imp（單位為：歐姆）。2021/6/275y=wgn(m,n,p,imp,state)

在計算加性高斯白噪聲前將隨機數(shù)重新設(shè)置為state。通過這種方式，MATLAB每次調(diào)用相同的wgn()語句時都將得到相同的結(jié)果，即，使用相同的隨機數(shù)，輸出噪聲信號相同，當(dāng)使用不同的隨機數(shù)時，輸出的噪聲信號不相同。2021/6/276y=wgn(…,powertype)參數(shù)powertype指明了輸出噪聲信號功率p的單位，這些單位可以是dBW、dBm或lineary=wgn(…,outputtype)

參數(shù)outputtype用于指定輸出信號的類型。當(dāng)outputtype被設(shè)置為real時輸出實信號，當(dāng)設(shè)為complex時，輸出信號的實部和虛部的功率都為p/2。2021/6/277randsrc()函數(shù)函數(shù)randsrc()是根據(jù)給定的數(shù)字表產(chǎn)生一個隨機符號矩陣。矩陣中包含的元素是數(shù)據(jù)符號，它們之間相互獨立。randsrc()函數(shù)的用法為：randsrc產(chǎn)生一個隨機標量，這個標量是1或-1，且產(chǎn)生1和-1的概率相等。randsrc(m)產(chǎn)生一個m×m的矩陣，且此矩陣中的元素是等概率出現(xiàn)的1和-1。randsrc(m,n)產(chǎn)生一個m×n的矩陣，且此矩陣中的元素是等概率出現(xiàn)的1和-1。2021/6/278randsrc(m,n,alphabet)產(chǎn)生一個m×n的矩陣，矩陣中的元素為alphabet中所指定的數(shù)據(jù)符號，每個符號出現(xiàn)的概率相等且相互獨立。randsrc(m,n,[alphabet;prob])產(chǎn)生一個m×n的矩陣，矩陣中的元素為alphabet集合中所指定的數(shù)據(jù)符號，每個符號出現(xiàn)的概率由prob決定。prob集合中所有數(shù)據(jù)相加必須等于1。2021/6/279randint()函數(shù)產(chǎn)生均勻分布的隨機整數(shù)矩陣

randint()函數(shù)是產(chǎn)生一個均勻分布的隨機整數(shù)矩陣。它的使用形式為：randint產(chǎn)生一個不是0，就是1的隨機標量，且0，1等概率出現(xiàn)。randint(m)產(chǎn)生一個m×m的整數(shù)矩陣，矩陣中的元素為等概率出現(xiàn)的0和1。randint(m,n)產(chǎn)生一個m×n的整數(shù)矩陣，矩陣中的元素為等概率出現(xiàn)的0和1。2021/6/2710randint(m,n,rg)產(chǎn)生一個m×n的整數(shù)矩陣，如果rg為0，則產(chǎn)生0矩陣；否則矩陣中的元素是rg所設(shè)定范圍內(nèi)整數(shù)的均勻分布。此范圍是：

(1)[0,rg-1],當(dāng)rg為正整數(shù)時；

(2)[rg+1,0],當(dāng)rg為負整數(shù)時；

(3)從min到max，包括min和max,當(dāng)rg=[min,max]或[max,min]2021/6/2711randerr()產(chǎn)生比特誤差樣本randerr函數(shù)用于測試差錯控制編碼，其調(diào)用格式為：out=randerr(m)產(chǎn)生一個m×m行的二元矩陣，矩陣中的每一行有且只有一個非零元，且非零元素在每一行中的位置是隨機的。out=randerr(m,n)產(chǎn)生一個m×n行的二元矩陣，矩陣中的每一行有且只有一個非零元，且非零元素在每一行中的位置是隨機的。2021/6/2712out=randerr(m,n,errors)產(chǎn)生一個m×n的二元矩陣，矩陣中每一行非零元的個數(shù)由errors決定，如下：

(1)當(dāng)errors是一個標量時，每一行非零元的個數(shù)等于這個標量值。

(2)當(dāng)errors是一個行向量時，這個行向量列出了out矩陣每一行非零元個數(shù)的可能取值，且取每個值的概率相等。

(3)當(dāng)errors是一個行數(shù)為2的矩陣時，第一行列出了out矩陣每一行非零元個數(shù)的可能取值，第二行列出了每個取值的概率。2021/6/27132.信道awgn函數(shù)在輸入信號中疊加一定強度的高斯白噪聲，噪聲的強度由函數(shù)參數(shù)確定，awgn函數(shù)的調(diào)用格式為：y=awgn(x,snr)把加性高斯白噪聲疊加到輸入信號x中。噪聲的強度由信噪比snr（單位為：dB）確定，且這里信號x的強度假定為0dB，則噪聲信號的功率實際上等于-snrdBW2021/6/2714y=awgn(x,snr,sigpower)語法與上述不同的是指定輸入信號x的功率為sigpower(單位：dBW)y=awgn(x,snr,’measured’)與y=awgn(x,snr)不同的是，在加噪聲之前先計算出輸入信號的功率。對于向量x，x(i)的功率p(i)=x2(i)，通過p(i)和snr計算出方差var(i)，最后以x(i)為均值，var(i)為方差計算出高斯隨機過程。2021/6/2715y=awgn(x,snr,sigpower,state)在計算加性高斯白噪聲之前，將隨機數(shù)randint重新設(shè)置為state。通過這種方式MATLAB每次調(diào)用相同語句的時候都將得到相同的結(jié)果。y=awgn(…,powertype)powertype指明了snr和sigpower的單位，這些單位可以是db，也可以是linear。當(dāng)使用db為單位時，snr的單位時dB，sigpower的單位是dBW。如果powertype設(shè)置為linear，snr使用絕對值，sigpower的單位是瓦(watts)。2021/6/27163.調(diào)制與解調(diào)模擬調(diào)制/解調(diào)函數(shù)調(diào)幅或DSB調(diào)頻調(diào)相單邊帶調(diào)制2021/6/2717DSB和AM調(diào)制術(shù)語：Fc為載波頻率，F(xiàn)s為采樣頻率y=ammod(x,Fc,Fs)用調(diào)制信號x來調(diào)制頻率為Fc的載波，載波和調(diào)制信號的采樣頻率為Fs，已調(diào)信號y的初始相位為0。此調(diào)制為DSB。y=ammod(x,Fc,Fs,ini_phase)，ini_phase是已調(diào)波y的初始相位。此調(diào)制為DSB。y=ammod(x,Fc,Fs,ini_phase,carramp)，帶有載波分量的雙邊帶信號，因此此調(diào)制為AM。注意：Fs>2(Fc+BW)BW為調(diào)制信號x的帶寬。2021/6/2718PM（y=Acos[ωct+kpm(t)]）y=pmmod(x,Fc,Fs,phasedev)，用調(diào)制信號x對頻率為Fc的載波進行相位調(diào)制，其中采樣頻率Fs>=2Fc，phasedev為調(diào)相靈敏度。y=pmmod(x,Fc,Fs,phasedev,ini_phase)，大體描述與上相同，不同之處是設(shè)置了已調(diào)信號y的初始相位ini_phase。FMy=fmmod(x,Fc,Fs,freqdev)y=fmmod(x,Fc,Fs,freqdev,ini_phase)2021/6/2719SSB（單邊帶調(diào)制）y=ssbmod(x,Fc,Fs)，調(diào)制信號x對頻率為Fc的載波進行單邊帶調(diào)制，F(xiàn)s為采樣頻率。得到的是下邊帶。y=ssbmod(x,Fc,Fs,ini_phase)，設(shè)定已調(diào)信號的初始相位為ini_phase，得到的是下邊帶。y=ssbmod(x,fc,fs,ini_phase,‘upper’)，與上面不同的是，得到的是上邊帶。2021/6/2720單通道信號——向量向量中的元素表示對模擬信號進行采樣后得到的采樣點的幅值，采樣間隔為1/Fs，例如：fs=1024;t=(1:2fs)/fs;x=sin(2*pi*t);這里的x即為單通道信號。多通道信號——矩陣每列表示一個通道。如產(chǎn)生兩通道信號，分別為初相等于0和pi/8的兩個正弦波：Fs=8000;t=[0:.1*Fs]‘/Fs;%注意t進行了轉(zhuǎn)置x=[sin(20*pi*t),sin(20*pi*t+pi/8)]2021/6/2721數(shù)字調(diào)制/解調(diào)函數(shù)差分相移鍵控頻移鍵控正交振幅調(diào)制相移鍵控偏置正交相移鍵控最小移頻鍵控脈沖振幅調(diào)制2021/6/2722表示數(shù)字信號為了用數(shù)字調(diào)制來調(diào)制一個含有M個數(shù)字符號的數(shù)字信號，此數(shù)字信號用向量表示，其元素值為0到M-1。如數(shù)字信號是八進制，表示這種信號用[237105526]'2021/6/2723fskmod()——FSK調(diào)制函數(shù)y=fskmod(x,M,freq_sep,nsamp)y=fskmod(x,M,freq_sep,nsamp,Fs)y=fskmod(x,M,freq_sep,nsamp,Fs,phase_cont)y=FSKMOD(x,M,freq_sep,nsamp,Fs,phase_cont,symbol_order)參數(shù)M表示調(diào)制過程中使用的頻率的個數(shù)，這些頻率之間的間隔為freq_sep，nsamp為每個輸入符號抽樣點的個數(shù)，phase_cont用于確定y的相位連續(xù)性，F(xiàn)s為y的采樣頻率，symbol_order確定輸入符號集的編碼方式。2021/6/2724對信號進行調(diào)制通常是通過使用函數(shù)，如fskmod和ssbmod來完成的，而對于PSK和QAM等調(diào)制可以通過使用調(diào)制解調(diào)對象來完成。調(diào)制解調(diào)器對象是MALAB的一種變量類型，該變量包含了關(guān)于調(diào)制算法的一些信息，如調(diào)制類型的名字、M進制數(shù)以及星座映射。用特定的方法來完成一個特定的工作就可以對此調(diào)制解調(diào)器進行操作。2021/6/2725調(diào)制解調(diào)器對象的構(gòu)造2021/6/2726用調(diào)制解調(diào)器對象對信號進行調(diào)制的基本步驟

1.根據(jù)調(diào)制類型用，如modem.pskmod或modem.qammod來生成一個調(diào)制解調(diào)器對象2.調(diào)整調(diào)制對象的屬性，根據(jù)需要進行必要的修改。3.通過使用調(diào)制解調(diào)器對象的方法modulate來對信號進行調(diào)