通信工程系统仿真实验报告

通信原理课程设计实验报告专业：通信工程届别：07B班学号：0715232022姓名：吴林桂指导老师：陈东华数字通信系统设计实验要求：信源书记先经过平方根升余弦基带成型滤波，成型滤波器参数自选，再经BPSK，QPSK或QAM调制（调制方式任选），发射信号经AWGN信道后解调匹配滤波后接收，信道编码可选（不做硬性要求），要求给出基带成型前后的时域波形和眼图，画出接收端匹配滤波后时域型号的波形，并在时间轴标出最佳采样点时刻。对传输系统进行误码率分析。实部图虚部图实部图虚部图0、1信号匹配滤波器输出波形（实部图/虚部图）星座图16QAM解调星座图BER比较图产生随机二进制信号16QAM调制升余弦低通滤波器加性高斯白噪声信道匹配升余弦低通滤波器三、实验原理：QAM调制原理：在通信传渝领域中，为了使有限的带宽有更高的信息传输速率，负载更多的用户必须采用先进的调制技术，提高频谱利用率。QAM就是一种频率利用率很高的调制技术。0≤t≤Tb式中Tb为码元宽度为同相信号或者I信号；为正交信号或者Q信号；为分别为载波,的离散振幅；m为和的电平数，取值1,2,...,M。=Dm*A；= Em*A；式中A是固定的振幅，与信号的平均功率有关，（dm，em）表示调制信号矢量点在信号空间上的坐标，有输入数据决定。和确定QAM信号在信号空间的坐标点。称这种抑制载波的双边带调制方式为正交幅度调制。图3.3.2正交调幅法原理图Pav=（A*A/M）*∑(dm*dm+em*em)m=(1,M)QAM信号的解调可以采用相干解调,其原理图如图3.3.5所示。图3.3.5QAM相干解调原理图四、设计方案：(1)、生成一个随机二进制信号(2)、二进制信号经过卷积编码后再产生格雷码映射的星座图(3)、二进制转换成十进制后的信号(4)、对该信号进行16-QAM调制(5)、通过升余弦脉冲成形滤波器滤波，同时产生传输信号(6)、增加加性高斯白噪声，通过匹配滤波器对接受的信号滤波(7)、对该信号进行16-QAM解调五、实验内容跟实验结果：本方案是在“升余弦脉冲成形滤波器以及眼图”的示例的基础上修改得到的。要在编辑窗口查看原始代码，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码M文件，可在MATLAB命令窗口中敲入editcommdoc_code。1、生成一个随机二进制信号，用randint函数生成随机二进制信号。显示显示前60个随机比特2、二进制信号经过卷积编码后再产生格雷码映射的星座图poly2trellis命令定义了表示卷积码的网格图，而convec函数可用它来编码二进制数据向量x。poly2trellis命令的两个输入参数分别是卷积码的约束长度和生成多项式。3、二进制转换成十进制后的信号前35位传播符号，对编码信号进行比特至符号映射.比特至符号映射所处理的对象必须是编码信号，而不是原始的未编码信号。将原始代码比特至符号映射部分中的xsym的定义替换为：4、调制后信号的眼图，通过eyediagram产生眼图5、RRC滤波器脉冲响应图利用rcosine函数来设计平方根升余弦滤波器对调制信号进行滤波。6、调制后的发射信号经过RRC滤波器前后波形图用平方根升余弦滤波器对接收信号进行滤波，7、收发信号经过滤波器前后波形图比较信道：定义AWGN通道的参数：EbNo=50;snr=EbNo+10*log10(k)-10*log10(nsamp);发射信号经过AWAGN通道传输，加入噪声后ynoisy=awgn(ytx,snr,'measured')用平方根升余弦滤波器对接收信号进行滤波，程序中yrx=rcosflt(ynoisy,1,nsamp,'Fs/filter',rrcfilter);

yrx=downsample(yrx,nsamp);%下采样.

yrx=yrx(2*delay+1:end-2*delay);%考虑延时.上述命令应用与传输端一样的平方根升余弦滤波器进行滤波，然后将结果进行nsamp因子的下采样。最后一条命令除去下采样信号中的开始及最后的2*delay个符号，这样做的目的是为了消除两次滤波的累积延时。现在解调器的输入yrx和调制器的输出y具有相同的长度。在示例中的比较误比特率部分，要比较的两个向量具有相同长度的条件是相当重要的。8误码率分析BER-SNR曲线分析图中，蓝色曲线为理论误码率曲线，红色为实际值。对M电平的QAM系统而言，其差错概率：PC=(1-P)2其中P是在这个等效QAM系统的每个正交信号中具有一半平均功率的电平PAM系统的差错概率。通过对M电平PAM差错率适当修正后可得：因此，随着SNR的增大，误码率减小，这与图中反映的规律一致。对于实际BER-SNR曲线，由于传输特性的不理想以及加性噪声的影响，随信噪比增大，误码率减小的速率没有理论值大，因此在实际中要选择适当的信噪比进行再进行传输。图中，蓝色曲线为理论误码率曲线，红色为实际值。对M电平的QAM系统而言，其差错概率：PC=(1-P)2其中P是在这个等效QAM系统的每个正交信号中具有一半平均功率的电平PAM系统的差错概率。通过对M电平PAM差错率适当修正后可得：因此，随着SNR的增大，误码率减小，这与图中反映的规律一致。对于实际BER-SNR曲线，由于传输特性的不理想以及加性噪声的影响，随信噪比增大，误码率减小的速率没有理论值大，因此在实际中要选择适当的信噪比进行再进行传输。numErrors_with_code=0bitError_with_code=0ber_theory=0.0168五、实验心得通过这次实验，受益匪浅啊，MATLAB是大一时候学的，重新打开软件的时候，都忘的差不多了，不过多用几次，多查查书本，很多知识又很快的接收了，大大提高了对软件的动手能力，它也是对我毅力和意志力的一个重要考验，对于实验，我觉得，首先要弄好原理啊，懂得大体的设计思路，其次仿真过程也是一个考验耐人耐心的过程，不能有丝毫的马虎，对仿真调试也是一步一步的来，不能急躁。当遇到问题时要上网找找或者多问问比较有能力的同学，耐心细心的检查错误。参考网站：/?_c11_BlogPart_pagedir=Next&_c11_BlogPart_handle