通信仿真实验报告
通信仿真实验报告 通信系统仿真实验 实验报告要求: 1. 所有实验均要手画仿真模型框图,或对仿真原理解释说明; 2. 必须清楚的标题仿真系统中所设置的参数; 3. 仿真程序一般不要放在正文内部,而就是改在每个实验报告的最后,作为附件。但正文部分可以解释说明所用到的重要的仿真技巧,库数等等。
4. 所有仿真程序产生的结果都要有手写分析,即要判决仿真结果就是否正确,说明了什么问题,能够得出什么结论,要如何改进等等。
实验一 随机信号的计算机仿真 实验目的:仿真实现各种分布的随机数发生器 实验内容: 1、均匀分布随机数的产生 用线性同余法,编写 Matlab 程序,产生均匀分布的随机数。
) 5000 mod( ] 1323 241 [ 1 n x n x
初始种子 x(0)自己选择。
线性同余算法就是使用最为广泛的伪随机数产生器,该算法含有 4 个参数:模数 m(m>0),乘数 a(0≤a< m),增量 c(0≤c<m),初值即种子(Seed)X。(0≤ X。<m).使用迭代公式: X(n+1) = (a·X(n) +c)modm 得到随机数序列{X(n)}其中周期为 5000
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2、用反函数法,将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。编写 Matlab 程序,产生指数分布的随机数。计算并比较理论 pdf 与从直方图得到的 pdf。
指数分布随机变量 pdf 定义为: 0 ), ( ) exp(2) ( x u x x p X , ) (x u 为单位阶跃函数。
先自行设置取样点数,取 a=5;产生均匀分布随机变量,转化为单边指数分布,理论与仿真符合
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设计题: 3、用 Matlab 编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心χ2 分布的随机数,并画出相应的 pdf。
y1=normpdf(x,0,1);
y2=normpdf(x,4,2);
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瑞丽
p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);中心 4、 设输入的随机变量序列 X(n)为 N=1000 独立同分布高斯分布的离散时间序列,均值为 0,方差为 1,采样间隔 0、01s。通过某线性时不变滤波器,输出随机变量序列 Y(n)的功率谱密度为: 2) 2 ( 11) (ff S Y
（1）
设计该滤波器
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产生随机变量序列 Y(n)。
X0=0;
%设置产生序列的递推公式的初始值:X(0) N=1000;
%设置序列的长度 rh=0、9;
%设置产生序列的递推公式的系数 X=zeros(1,N);
%定义序列 X w=rand(1,N)-1/2;
%产生序列 w:在(-1/2,1/2)内均匀分布
%计算序列 X 的 N 个样本:X(1),X(2),…,X(N)
X(1)=rh*X0+w(1);
for i=2:N
X(i)=rh*X(i-1)+w(i);
End X(n)的功率谱密度
滤波器的幅度响应
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附件: 实验二 数字基带调制 实验目的:数字通信系统中,基带传输的仿真。
实验内容: 用 MATLAB 编程仿真实现二进制脉冲幅度调制(PAM)数字通信系统的调制过程。要求画出 12bit 随机输入与对应的已调波形输出。
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1. 绘出 40bit 随机输入条件下调制波形形成的眼图。
2. 用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时,该系统在不同信噪比下的差错概率。
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3. 画出该系统的理论误码率(报告中还要写出理论公式),与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,分析结果。
设计题 4、 设计 FIR 根升余弦滤波器,具体指标如下:
(1)码片速率为 1、28MHz,采样率为 4 倍码片速率 (2) 滚 降 系 数 0 、 22, 冲 激 响 应 序 列 长 度
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N_T=8;
%冲激响应序列长度为 2*N_T*Fs/Fc+1 R=0、22
%滚降系数 Fc=1、28e+6; Fs=4*Fc;
%抽样率为 4 倍码片速率 Tc=1、0e-6/1、28;
%码片周期 %[Num,Den] = rcosine(Fc,Fs,"sqrt",R);
Num=rcosfir(R,N_T,4,Tc,"sqrt"); [H,w]=freqz(Num,[1],1000,"whole"); H=(H(1:1:501))"; w=(w(1:1:501))"; Mag=abs(H); db=20*log10((Mag)/max(Mag)); pha=angle(H); plot(w/pi,db);grid;
通信仿真实验报告 axis([0 1 -60 1]);xlabel("归一化角频率");ylabel("RRC 滤波器幅度响应(dB)"); (1)[H,w]=freqz(B,A,N) (2)[H,w]=freqz(B,A,N,’whole’)
(1)中 B 与 A 分别为离散系统的系统函数分子、分母多项式的系数向量,返回量 H 则包含了离散系统频响在 0~pi 范围内 N 个频率等分点的值(其中N 为正整数),w 则包含了范围内 N 个频率等分点。调用默认的 N 时,其值就是 512。
(2)中调用格式将计算离散系统在0~pi范内的N个频率等分店的频率响应的值。
因此,可以先调用 freqz()函数计算系统的频率响应,然后利用 abs()与angle()函数及 plot()函数,即可绘制出系统在 或 范围内的频响曲线 (3)产生一串(-1、1)等概率分布的随机序列,并对该序列进行脉冲成形滤波。
附件: 实验三 数字频带调制 实验目的:对数字信息的频带传输进行仿真。
通信仿真实验报告 实验内容: 1. 用 MATLAB 编程仿真实现二进制相位调制(BPSK)数字通信系统的调制过程。要 求 画 出 12bit 随 机 输 入 与 对 应 的 已 调 波 形 输 出 。
2. 并用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时,该系统在不同信噪比下的差错概率
通信仿真实验报告 3. 画出该系统的理论误码率,与蒙特卡罗仿真结果比较,就是否一致,分析结果。
设计题 4. QPSK 调制,解调与检测的 MATLAB 仿真,并用蒙特卡罗方法估计该系统在加性高斯白噪声情况下的差错概率。
（1）
使用范围在(0,1)内的均匀分布随机数发生器,来产生等概率出现的四
通信仿真实验报告 进制符号序列,再将序列映射到对应的信号向量。
s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1;
%定义 QPSK 信号:4 种可能的取值
N=10000;
%设置发送数据符号的个数
%产生待发送的二进制比特数据流:长度为 2N
signal=rand(1,2*N);
qpsk=zeros(1,N);
%定义经过调制后的信号序列
%产生调制后的信号序列 qpsk
for i=1:N
if signal(2*i-1)<0、5
if signal(2*i)<0、5
qpsk(i)=s00;
else qpsk(i)=s01;
end;
else
if signal(2*i)<0、5
qpsk(i)=s10;
else qpsk(i)=s11;
end;
end;
end;
（2）
利用高斯随机数发生器产生均值为 0,方差为 N0/2 的高斯噪声。
NO=(10^(SNR_in_DB/10)) sgma=sqrt(N0/2);
n(1)=gngauss(sgma) （3）
设计检测器,用蒙特卡罗方法估计检测器产生的符号误差。
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实验四 通信信道建模仿真 实验目的:无线通信信道的仿真实现 实验内容: 确定信号的 DTFT 谱分析 窗对频率分辨率的影响
1-1
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1-2
1-3
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1-4
2-1
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2-1
2-2
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3-1
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%% Zero padding DFT
v=2;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));
figure(3);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),"、");
axis([-1 1 0 35]);
title("DFT spectrum with 64 zeros padded");
xlabel("Normalized digital frequency");
%% Zero padding DFT
通信仿真实验报告 v=4;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));
figure(4);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),"、");
title("DFT spectrum with 3*64 zeros padded");
xlabel("Normalized digital frequency");
axis([-1 1 0 35]);
%%
v = 8;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));
figure(5);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),"、");
title("DFT spectrum with 7*64 zeros padded");
xlabel("Normalized digital frequency");
axis([-1 1 0 35]);
4-1: 产生并绘制 10 个高斯-马尔科夫序列样本
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4-1: 功率谱、
4-2
R=0、5
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4-2
R=0、5 功率谱、
5
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实验五 信道衰落的影响与分集接收仿真 单径 A=0° 单路径移动台包络幅度-移动距离
单路径移动台包络相位
单路径移动台归一化频谱
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2 两径幅度
两径相位
两径频谱
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2 两径 R=0、5 幅度
两径 R=0、5 相位
两径 R=0、5 频谱
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3:3-1 30°幅度
3-1 30°相位
3-1 30°频谱
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3-1 45°幅度
3-1 45°相位
3-1 45°频谱
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3-1 90°幅度
3-1 90°相位
3-1 90°频率
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3-1 180°幅度
3-1 180°相位 3-1 180°频谱
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4-1N=124-1N=256
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5-1 幅度分布 N=12
5-1 幅度分布 N=64
5-1 幅度分布 N=256
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6-1 相位分布 N=12
6-1 相位分布 N=64
6-1 相位 N=256
7-17-1 功率分布 N=12
7-1 功率 N=64
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7-1 功率分布 N=256
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