通信原理软件实验

1、通信原理软件实验一、设计题目1、基带码型仿真1）通过仿真观察占空比为50% 75%Z及100%勺单、双极性归零码波形以及其功率 谱，分析不同占空比对仿真结果的影响。2）通过仿真产生一随机消息码序列，将其分别转换为AMI码和HD幽，观察它们的波形及其功率谱密度。2、数字带通调制仿真设计一个采用2PSK调制的数字通信系统：产生二进制随机数据，并仿真其对应的2PSKM制波形，分析其频谱。所产生的调制波形加入不同信噪比的白噪声，选取合适的接收方案，画出系统误码率曲线，并与理论误码率进行对比。二、实验基本原理1、基带码型仿真单极性归零码发送“1”时，在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内

2、则返回到零电平；发送“ 0”时低电平。常记作R乙 双极性归零码AMI码将消息代码“ 0”（空号）和“1”（传号）按如下规则进行编码：代码的0 仍变换为传输码的0,而把代码中的1交替地变换为传输码的+1、-1、+1、-1、。消息代码:1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1.AMI 码： +1 0 0 -1 +1 0 0 0 -1 +1 -1.由于AMI码的传号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而 0 电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。但是，AMI码有一个重要缺点，即当它用来获取定时信息时

3、，由于它可能出现长的连0 串，会造成提取定时信号的困难。HD幽1）先把消息代码变换成 AMI码，当没有4个以上连0用时，结束编码；2）当出现4 个以上连 0 串时，则将每4 个连 0 小段的第 4 个 0 变换成与其前一非0 符号同极性的符号，称为破坏符号V （ 即 +1 记为 +V， -1 记为 -V） 。3）当相邻V 符号之间有奇数个非0 符号时，结束编码；当有偶数个非0 符号时，将该小段的第1个0变换成+B或-B, B符号的极性与前一非0符号的相反，并让后面的非0 符号从 V 符号开始再交替变化。代码：1000 01000 0 1100001 1AMI 码：-1000 0+1000 0

4、-1+10000 -1 +1-1000 -V +l000 +V -1 +1000 +V -1 +1HDBM: -1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V +1 -12、数字带通调制仿真2PSKS本原理二进制移相键控是用二进制数字信号0, 1去控制载波的两个相位0,九eo(t)ang(t nTs) cos ctn1, 概率为为双极性数字信号， 若 g（t） 是脉宽an 1, 概率为式中为 Ts 的单个矩形脉冲，则有cosct, 概率为 Peo (t)cosctccos ct , 概率为 1 P c以载波的不同相位直接去表示相应数字信息的相位键控称为绝对移相，即2PSK2PSK

5、信号的产生（a）模拟相乘法（b）键控法2PSK的解调（相干解调）2PSK信号的频谱2PSK口 2ASK勺形式完全相同，只是的取值不同，求2PSK©号的功率谱密度，可采用与求2ASK©号功率谱密度相同的方法。1PE（f） 7 Ps（f fc） Ps（f fc）2PSK®号功率谱密度4由于g（t）是双极性矩形脉冲信号上式变为当概率相等时，P=1/2 ,上式变为最后得到2PSK信号频谱同样由连续谱和离散谱构成，当双极性信号等概出现时，将不存在离散谱部分。连续谱结构与ASK信号连续谱结构基本相同，仅相差一个常数因子；2PSK信号带宽与2ASKB号带宽相同。三、仿真方案（程

6、序流程图），参数设置四、实验结果（仿真图）及分析1 .通过仿真观察占空比为50% 75犯及100%勺单、双极性归零码波形以及其功率 谱，分析不同占空比对仿真结果的影响。图占空比为50% 75% 100%勺单极性归零码波形图占空比为50% 75% 100%勺双极性归零码波形图占空比为50% 75% 100%勺单极性归零码功率谱图占空比为50% 75% 100%勺双极性归零码功率谱2 .通过仿真产生一随机消息码序列，将其分别转换为AMI码和HD幽，观察它们的波形及其功率谱密度。图AMI码及HDB码的波形图AMI码及HDB码的功率谱3 .设计一个采用2PSKS制的数字通信系统：产生二进制随机数据，并

7、仿真其对应 的2PSKM制波形，分析其频谱。所产生的调制波形加入不同信噪比的白噪声，选取合适的接收方案，画出系统误码率曲线，并与理论误码率进行对比。图2PSK信号的波形及功率谱密度图2PSK信号的误码率曲线五、程序源代码1、基带码型仿真1) 通过仿真观察占空比为50%、 75%以及100%的单、双极性归零码波形以 及其功率谱，分析不同占空比对仿真结果的影响。%生成单个码元Ts = 1; % 码元周期N_sample = 128; % 单个码元抽样点数dt = Ts / N_sample; % 抽样时间间隔N = 50; % 码元数t = 0 : dt : (N * N_sample - 1)

8、* dt;% 序列传输时间duty1 = ones(1, N_sample);% 100%单极性归 0 码duty2 = ones(1, N_sample / 2), zeros(1, N_sample / 2);% 50%单极性归 0码duty3 = ones(1, N_sample / 4),ones(1, N_sample / 4),ones(1, N_sample / 4),zeros(1, N_sample / 4);% 75%单极性归0 码%生成随机序列RAN = randi(0,1,1,N);% 随机 0 1 序列code1 = ;code2 = ;code3 = ;for i

9、= 1 : N % 生成序列if RAN(i)=1code1 = code1 duty1;code2 = code2 duty2;code3 = code3 duty3; elsecode1 = code1 zeros(1, N_sample);code2 = code2 zeros(1, N_sample);code3 = code3 zeros(1, N_sample); endendcode4 = ;code5 = ;code6 = ;for i = 1 : N % 生成序列if RAN(i)=1code4 = code4 duty1;code5 = code5 duty2;code6

10、= code6 duty3;elsecode4 = code4 -duty1;code5 = code5 -duty2;code6 = code6 -duty3; endend %绘制出结果figure (1)'单极性：D='单极性：D='单极性：D='双极性：D='双极性：D='双极性：D=subplot(3, 1,1);plot(t,code1);gridon;title(100%');xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' );subplot(3, 1,2);plot(t,cod

11、e2);gridon;title(50%');xlabel('t/s');ylabel(' 幅度 ' );subplot(3, 1,3);plot(t,code3);gridon;title(75%');xlabel('t/s');ylabel(' 幅度 ' );figure (2)subplot(3, 1, 1);plot(t, code4);gridon;title(100%');xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' );subplot(3, 1,

12、 2);plot(t, code5);gridon;title(50%');xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' );subplot(3, 1, 3);plot(t, code6);gridon;title( 75%');xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' );%功率谱绘制与计算% 求序列的频谱fft_code1 = fftshift(fft(code1);fft_code2 = fftshift(fft(code2);fft_code3 = fftshift(ff

13、t(code3);fft_code4 = fftshift(fft(code4);fft_code5 = fftshift(fft(code5);fft_code6 = fftshift(fft(code6);PE1 = 10*log10(abs(fft_code1) A 2/ (N*Ts);%公式法求功率谱密度PE2 = 10*log10(abs(fft_code2) a 2/ (N*Ts);PE3 = 10*log10(abs(fft_code3) .A 2/ (N*Ts);PE4 = 10*log10(abs(fft_code4) .A 2/ (N*Ts);PE5 = 10*log10(

14、abs(fft_code5) .A 2/ (N*Ts);PE6 = 10*log10(abs(fft_code6) .A 2/ (N*Ts);PEL1 = (-length(fft_code1) / 2 : length(fft_code1) / 2 - 1) / N;%转换成对应频率( -L/2:L/2-1 ) *fs/LPEL2 = (-length(fft_code2) / 2 : length(fft_code2) / 2 - 1) / N;PEL3 = (-length(fft_code3)/ 2:length(fft_code3)/ 2-1) /N;PEL4 = (-length(

15、fft_code4)/ 2:length(fft_code4)/ 2-1) /N;PEL5 = (-length(fft_code5)/ 2:length(fft_code5)/ 2-1) /N;PEL6 = (-length(fft_code6)/ 2:length(fft_code6)/ 2-1) /N;figure (3)subplot(3, 1, 1);plot(PEL1,PE1);gridon;title('单极性归零码功率谱：D=100%');xlabel( ' 频率 /HZ' );axis(-20 20 -50 50);ylabel( 'P

16、/dB' );subplot(3, 1, 2);plot(PEL2,PE2);gridon;title('单极性归零码功率谱：D=50%');xlabel( ' 频率 /HZ' );axis(-20 20 -50 50);ylabel('P/dB' );subplot(3, 1, 3);plot(PEL3,PE3);gridon;title('单极性归零码功率谱：D=75%');xlabel( ' 频率 /HZ' );axis(-20 20 -50 50);ylabel('P/dB' );o

17、n;title( ' 双极性归零码功率谱: D =' 频率 /HZ' );ylabel( 'P/dB' );on;title(' 双极性归零码功率谱: D =' 频率 /HZ' );ylabel( 'P/dB' );on;title(' 双极性归零码功率谱: D =' 频率 /HZ' );ylabel( 'P/dB' );figure(4)subplot(3, 1, 1);plot(PEL4, PE4);grid 100%');axis(-20 20 -50 50);

18、xlabel(subplot(3, 1, 2);plot(PEL5, PE5);grid 50%');axis(-20 20 -50 50);xlabel(subplot(3, 1, 3);plot(PEL6, PE6);grid 75%');axis(-20 20 -50 50);xlabel(2）通过仿真产生一随机消息码序列，将其分别转换为 AMI码和HDM, 观察它们的波形及其功率谱密度。Ts = 1;N_sample = 128;dt = Ts / N_sample;N = 50;t = 0 : dt : (N * N_sample - 1) * dt;RAN = ra

19、ndi(0,1,1,N);% 随机 0 1 序列gt1 = ones(1,N_sample);gt2 = zeros(1,N_sample);% AMI %AMI = ;RAN0 = RAN;single0 = 1;for i = 1 : Nif (RAN0(i) = 1)RAN0(i) = RAN0(i) * single0;single0 = single0 * -1;endendAMI = ;for i = 1 : NAMI = AMI RAN0(i)*gt1;end% HDB3 % RAN1 = RAN;single = 1;for i = 1 : Nif (RAN1(i) = 1)R

20、AN1(i) = RAN1(i)* single;single = single * -1;endendRAN2 = RAN1;count = 1;Vcode = 0;for i = 1 : N-3if (RAN2(i)| RAN2(i+1)| RAN2(i+2)| RAN2(i+3) = 0)if (i = 1)RAN2(i+3) = 1;Vcode = Vcode RAN2(i+3);count = count + 1;elseRAN2(i+3) = RAN2(i-1);%破坏码Vcode = Vcode RAN2(i+3);count = count + 1;if (Vcode(coun

21、t) = Vcode(count-1)%破坏码是否正负相间RAN2(i) = -RAN2(i-1);%加信码Vcode(count) = -Vcode(count);for j = i+1 : NRAN2(j) = -RAN2(j);%信码之后极性取反endendendendendHDB3 = ;for i = 1 : NHDB3 = HDB3 RAN2(i)*gt1;end%求频谱%fft_AMI = fftshift(fft(AMI);%求序列的频谱fft_HDB3 = fftshift(fft(HDB3);% 求序列的频谱PE1 = 10 * log10(abs(fft_AMI) A 2

22、 / (N * Ts);% 公式法求功率谱密度PE2 = 10 * log10(abs(fft_HDB3) a 2 / (N * Ts);PEL1 = (-length(fft_AMI) / 2 : length(fft_AMI) / 2 - 1) / N;%转换成对应频率( -L/2:L/2-1 ) *fs/LPEL2 = (-length(fft_HDB3) / 2 : length(fft_HDB3) / 2 - 1) / N;%绘制码元仿真图%figure (1)subplot(2,1,1);plot(t, AMI);grid on;title( 'AMI 码元 ' )

23、;xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' );subplot(2,1,2);plot(t, HDB3);grid on;title( 'HDB3 码元' );xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' );%绘制功率谱%figure (2)subplot(2, 1, 1);plot(PEL1, PE1);grid on;title( 'AMI 功率谱 ' );axis(-1010 -1050);xlabel(' 频率 /HZ' );ylabel

24、( 'P/dB' );subplot(2, 1, 2);plot(PEL2, PE2);grid on;title( 'HDB3功率谱');axis(-1010 -5050);xlabel(' 频率 /HZ' );ylabel( 'P/dB' );2 数字带通调制仿真设计一个采用2PSK调制的数字通信系统：产生二进制随机数据，并仿真其对应的 2PSKM制波形，分析其频谱。所产生的调制波形加入不同信噪比的白噪声，选取合适 的接收方案，画出系统误码率曲线，并与理论误码率进行对比。clear all ;close all ;clcTs

25、= 1;N_sample = 100;dt = Ts / N_sample;N = 1000000;t = 0 : dt : (N * N_sample - 1) * dt;RAN = randi(0,1,1,N);% 随机 0 1 序列gt1 = ones(1,N_sample);code = ;RAN0 = RAN;Progressbar=waitbar(0, 'Please wait(1/2).'); %创建进度条for i = 1 : Nwaitbar(i/N);if (RAN0(i) = 0)RAN0(i) = -1;endcode = code RAN0(i)*gt

26、1;endclose(Progressbar);fc = 5;CarrierWave = sin(2*pi*fc*t);%载波信号BPSK_Wave = code.* CarrierWave; %调制fft_code1 = fftshift(fft(BPSK_Wave);% 求序列的频谱PE1 = 10 * log10(abs(fft_code1) A 2 / (N * Ts);% 公式法求功率谱密度PEL1 = (-length(fft_code1) / 2 : length(fft_code1) / 2 - 1) / N;%转换成对应频率( -L/2:L/2-1 ) *fs/L %绘制信号

27、% % figure (1) subplot(3,1,1);plot(t,code);axis(0,10,);title(' 码元序列' );xlabel( 't/s' );ylabel( ' 幅度 ' ); %码元序列subplot(3,1,2);plot(t,BPSK_Wave);axis(0,10,);title('BPSK 波形');xlabel( 't/s' );ylabel('幅度)；BPS破形subplot(3,1,3);plot(PEL1,PE1);axis(fc-5,fc+5,-100,100);xlabel(' 频率/HZ' );ylabel( 'P/dB' );title( ' 功率谱密度' ); %功率谱密度%计算误码率%Pe = ;h=waitbar(0, '