通信原理软件实验

IMBstandardizationoffice【IMB5AB-IMBK08-IMB2C】通信原理软件实验通信原理软件实验 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 题目1、基带码型仿真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。通过仿真产生一随机消息码序列，将其分别转换为AMI码和HDB3码，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2PSK调制波形，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 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，画出系统误码率曲线，并与理论误码率进行对比。实验基本原理基带码型仿真单极性归零码发送“l”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则返回到零电平；发送“0”时低电平。常记作RZ。双极性归零码10100110AMI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：10011000111...AMI码：+100-1+1000-1+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，由于它可能出现长的连0串，会造成提取定时信号的困难。HDB3码1）先把消息代码变换成AMI码，当没有4个以上连0串时，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：100001000011000011AMI码：-10000+l0000-1+10000-1+1-1000-V+l000+V-1+1000+V-1+1HDB3码：-1000-V+l000+V-1+1-B00-V+1-1数字带通调制仿真2PSK基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，π的方法，其时域表达式为式中，为双极性数字信号，若g(t)是脉宽为Ts的单个矩形脉冲，则有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2PSK。2PSK信号的产生模拟相乘法（b）键控法2PSK的解调（相干解调）2PSK信号的频谱2PSK和2ASK的形式完全相同，只是的取值不同，求2PSK信号的功率谱密度，可采用与求2ASK信号功率谱密度相同的方法。2PSK信号功率谱密度由于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2ASK信号带宽相同。仿真方案（程序 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图），参数设置实验结果（仿真图）及分析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。图占空比为50%、75%、100%的单极性归零码波形图占空比为50%、75%、100%的双极性归零码波形图占空比为50%、75%、100%的单极性归零码功率谱图占空比为50%、75%、100%的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HDB3码，观察它们的波形及其功率谱密度。图AMI码及HDB3码的波形图AMI码及HDB3码的功率谱3.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2PSK调制波形，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)*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01序列code1=[];code2=[];code3=[];fori=1:N%生成序列ifRAN(i)==1code1=[code1duty1];code2=[code2duty2];code3=[code3duty3];elsecode1=[code1zeros(1,N_sample)];code2=[code2zeros(1,N_sample)];code3=[code3zeros(1,N_sample)];endendcode4=[];code5=[];code6=[];fori=1:N%生成序列ifRAN(i)==1code4=[code4duty1];code5=[code5duty2];code6=[code6duty3];elsecode4=[code4-duty1];code5=[code5-duty2];code6=[code6-duty3];endend%%绘制出结果figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,code1);gridon;title('单极性：D=100%');xlabel('t/s');ylabel('幅度');subplot(3,1,2);plot(t,code2);gridon;title('单极性：D=50%');xlabel('t/s');ylabel('幅度');subplot(3,1,3);plot(t,code3);gridon;title('单极性：D=75%');xlabel('t/s');ylabel('幅度');figure(2)subplot(3,1,1);plot(t,code4);gridon;title('双极性：D=100%');xlabel('t/s');ylabel('幅度');subplot(3,1,2);plot(t,code5);gridon;title('双极性：D=50%');xlabel('t/s');ylabel('幅度');subplot(3,1,3);plot(t,code6);gridon;title('双极性：D=75%');xlabel('t/s');ylabel('幅度');%%%%%%%%%%%%%%功率谱绘制与计算%%%%%%%%%%%%%%%%%fft_code1=fftshift(fft(code1));%求序列的频谱fft_code2=fftshift(fft(code2));fft_code3=fftshift(fft(code3));fft_code4=fftshift(fft(code4));fft_code5=fftshift(fft(code5));fft_code6=fftshift(fft(code6));PE1=10*log10(abs(fft_code1).^2/(N*Ts));%公式法求功率谱密度PE2=10*log10(abs(fft_code2).^2/(N*Ts));PE3=10*log10(abs(fft_code3).^2/(N*Ts));PE4=10*log10(abs(fft_code4).^2/(N*Ts));PE5=10*log10(abs(fft_code5).^2/(N*Ts));PE6=10*log10(abs(fft_code6).^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(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([-2020-5050]);ylabel('P/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([-2020-5050]);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([-2020-5050]);ylabel('P/dB');figure(4)subplot(3,1,1);plot(PEL4,PE4);gridon;title('双极性归零码功率谱:D=100%');axis([-2020-5050]);xlabel('频率/HZ');ylabel('P/dB');subplot(3,1,2);plot(PEL5,PE5);gridon;title('双极性归零码功率谱:D=50%');axis([-2020-5050]);xlabel('频率/HZ');ylabel('P/dB');subplot(3,1,3);plot(PEL6,PE6);gridon;title('双极性归零码功率谱:D=75%');axis([-2020-5050]);xlabel('频率/HZ');ylabel('P/dB');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HDB3码，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=randi([0,1],1,N);%随机01序列gt1=ones(1,N_sample);gt2=zeros(1,N_sample);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%AMI%%%%%%%%%%%%%%%%%AMI=[];RAN0=RAN;single0=1;fori=1:Nif(RAN0(i)==1)RAN0(i)=RAN0(i)*single0;single0=single0*-1;endendAMI=[];fori=1:NAMI=[AMIRAN0(i)*gt1];end%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%HDB3%%%%%%%%%%%%%%%%%RAN1=RAN;single=1;fori=1:Nif(RAN1(i)==1)RAN1(i)=RAN1(i)*single;single=single*-1;endendRAN2=RAN1;count=1;Vcode=0;fori=1:N-3if((RAN2(i)||RAN2(i+1)||RAN2(i+2)||RAN2(i+3))==0)if(i==1)RAN2(i+3)=1;Vcode=[VcodeRAN2(i+3)];count=count+1;elseRAN2(i+3)=RAN2(i-1);%破坏码Vcode=[VcodeRAN2(i+3)];count=count+1;if(Vcode(count)==Vcode(count-1))%破坏码是否正负相间RAN2(i)=-RAN2(i-1);%加信码Vcode(count)=-Vcode(count);forj=i+1:NRAN2(j)=-RAN2(j);%信码之后极性取反endendendendendHDB3=[];fori=1:NHDB3=[HDB3RAN2(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).^2/(N*Ts));%公式法求功率谱密度PE2=10*log10(abs(fft_HDB3).^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);gridon;title('AMI码元');xlabel('t/s');ylabel('幅度');subplot(2,1,2);plot(t,HDB3);gridon;title('HDB3码元');xlabel('t/s');ylabel('幅度');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%绘制功率谱%%%%%%%%%%%%%%%%figure(2)subplot(2,1,1);plot(PEL1,PE1);gridon;title('AMI功率谱');axis([-1010-1050]);xlabel('频率/HZ');ylabel('P/dB');subplot(2,1,2);plot(PEL2,PE2);gridon;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2PSK调制波形，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。clearall;closeall;clcTs=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01序列gt1=ones(1,N_sample);code=[];RAN0=RAN;Progressbar=waitbar(0,'Pleasewait(1/2)...');%创建进度条fori=1:Nwaitbar(i/N);if(RAN0(i)==0)RAN0(i)=-1;endcode=[codeRAN0(i)*gt1];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).^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%%%%%%%%%%%%%%%%%%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');%BPSK波形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,'Pleasewait(2/2)...');%创建进度条%%%%%%%%%%%%%加入高斯噪声%%%%%%%%%%%%%%%SNR=-30:0;fori=1:length(SNR);BPSK_Noise=awgn(BPSK_Wave,SNR(i));waitbar(i/length(SNR));%%%%%%%%%%%%BPSK信号的解调（相干）%%%%%%%%%%%%%BPSK_Demo=BPSK_Noise.*CarrierWave;%相干解调fp=1;%截至频率fcm=fp/N_sample;%归一化频率LPF=fir1(30,2*pi*fcm);%反复实验得出阶数BPSK_LPF=filter2(LPF,BPSK_Demo);%此处不用conv卷积，因为长度增加%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决%%%%%%%%%%%%%%%%%%%code_back=[];count=0;forq=1:N*N_sampleif(BPSK_LPF(q)>0)code_back=1;elsecode_back=-1;endif(code_back~=code(q))count=count+1;endenderror=count/(N*N_sample);Pe=[Peerror];end%%%%%%%%%%%%%误码率计算%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%close(h);figure(2)snr=10.^.*SNR);Pe_theor=(erfc(sqrt(snr))).**erfc(sqrt(snr)));semilogy(SNR,Pe,'b');xlabel('SNR/db');ylabel('误码率');holdon;title('BPSK误码率曲线');semilogy(SNR,Pe_theor,'r');gridon;legend('实际值','理论值')%xlabel('SNR/db');ylabel('误码率/10^x');title('BPSK误码率曲线');总结及存在的问题