53通信原理课程设计

通信原理课程设计姓名＿＿＿＿＿＿学号＿＿＿＿___班级＿＿＿＿＿目录一、目录…………………………………………………………………2二、任务书……………………………………………………………………3三、具体内容及要求……………………………………………………………43.1题目一…………………………………………………………………43.1.1题目内容……………………………………………………………43.1.2设计思想或方法………………………………………………………43.1.3实现的功能或方法……………………………………………………43.1.4程序流程图……………………………………………………………43.1.5程序代码……………………………………………………………53.1.6仿真框图……………………………………………………………53.1.7模块描述及参数设置…………………………………………………53.1.8结果运行……………………………………………………………103.1.9结果分析……………………………………………………………113.2题目二…………………………………………………………………113.2.1题目内容……………………………………………………………113.2.2设计思想或方法……………………………………………………113.2.2程序流程图……………………………………………………………123.2.4程序代码……………………………………………………………133.2.5仿真框图……………………………………………………………133.2.6模块描述及参数设置…………………………………………………143.2.7结果运行……………………………………………………………203.2.8结果分析……………………………………………………………203.3题目三…………………………………………………………………203.3.1题目内容……………………………………………………………203.3.2设计思想或方法………………………………………………………203.2.3程序流程图……………………………………………………………213.2.4程序代码……………………………………………………………213.2.5结果运行……………………………………………………………233.2.6结果分析……………………………………………………………23四、心得与体会……………………………………………………………………23五、参考文献………………………………………………………………………23《通信原理课程设计》任务书一、目的和要求：要求学生在熟练掌握MATLAB和simulink仿真使用的基础上，学会通信仿真系统的基本设计与调试。并结合通信原理的知识，对通信仿真系统进行性能分析。二、实验环境PC机、Matlab/Simulink三、具体内容及要求(1)试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；(2)试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。(3)试用Matlab编程实现HDB3码的编解码过程，并画出110100000011100000010的原始、编码和解码图形。四、提交设计报告内容包括：系统的基本原理框图以及每一个模块的作用；系统Simulink仿真过程中，每一个用到的模块中主要参数的意义；仿真系统参数的设定和设定的依据；仿真系统参数改变时，给仿真结果带来的影响（如高斯白噪声信道的信噪比增加，则误码率减小）；仿真程序（需要加注释）。仿真的结果（波形，误码率等）。五、主要参考文献及资料邵玉斌.Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析.清华大学出版社2008年李贺冰等，Simulink通信仿真教程，国防工业出版社，2006年5月。3.1、题目一3.1.1、题目内容试用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；3.1.2、设计思想或方法先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BPSK的输入，在程序运行过程中调用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪声信道下的误码率，最后画出BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系。3.1.3、实现的功能说明通过调用已建立的BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，利用Matlab编程分析BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）的误码率性能。3.1.4、程序流程图3.1.5、程序代码x=0:20;y=x;holdoff;%取消原来的图M=2fori=1:length(x)SNR=x(i);%信道的信噪比依次取x中的元素sim('untitled1');%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中y(i)=mean(BitErrorRate);%计算BitErrorRate的平均值作为本次仿真的误比特率Endsemilogy(x,y,'k','LineWidth',2);%对y取对数画图holdon;xlabel('高斯白噪声信道中的SNR');ylabel('误码率');title('BPSK的误码率曲线');holdon;gridon;%画网格3.1.6、仿真框图3.1.7、模块描述及参数设置RandomIntegerGenerator(随机整数发生器)模块描述：采用该模块产生随机的二进制随机信号作为系统的信源。模块参数：Initialseed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。Sampletime：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。Frame-basedoutputs:选种表示输出为帧格式，否则输出数据流。Samplesperframe:只有当Frame-basedoutputs选种后才可编辑此参数，它表示输出一帧中包含的抽样点数。此处表示1帧由10000个比特组成。Outputdatatype：输出数据类型。BPSKModulatorBaseband(BPSK基带调制器)模块参数:Phaseoffset(rad):相位偏移AWGNChannel（高斯信道）模块描述：最简单的信道，常指加权高斯白噪声(AWGN)信道。这种噪声假设为在整个信道带宽下功率谱密度(PDF)为常数，并且振幅符合高斯概率分布。模块参数：Initialseed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。SNR:信噪比。Inputsignalpower,referencedto1ohm：输入信号功率,参考1欧姆。BPSKDemodulatorBaseband（BPSK基带解调器）模块参数：Phaseoffset(rad):相位偏移ErrorRateCalculation（误码率计算）模块描述：通过比较传输数据和接收数据来计算误码率，模块的输出数据是长度为n的向量，其中每个元素的意义分别是：误码率或误比特率、总的错误个数、总的参加比较的符号或比特数。模块参数：Receivedelay:指定接收方滞后发送的抽样点数,即接收的第几个值对应发送的第一个值。Computationdelay:指定开始比较时模块忽略的抽样点数。Computationmode:指定模块是比较全部还是输入数据。Outputdata:指定计算结果是输出到工作区还是端口。Selector（信号选择器）模块描述：选择或重组信号，对输入矢量的元素进行有选择的输出。选择第一个，则输出误码率；选择第二个，则输出误码个数；选择第三个，则输出全部码数。模块参数：Numberofinputdimensions:输入维数。Indexmode:索引模式，该模块默认从一开始的（one-based）。Inputportsize:输入口大小。ToWorkspace(将输出数据写入到Matlab的工作空间)模块描述：将其输出写入工作空间。模块将其输出写入到一个由模块Variablename参数命名的矩阵或结构中。模块参数：Variablename:写入工作区间的数据名称，默认为simout。Limitdatapointstolast:模块最多可以保留的数据个数，inf表示无穷大。Decimation:写入数据的抽样频率，即每隔多少抽样点输入一个值。Sampletime:写入数据的抽样时间，默认值为-1，表示与上一模块抽样时间相同。Saveformat:将仿真输出保存到工作空间的格式，该模块是将输出保存为为数组形式。3.1.8、运行结果3.1.9、结果分析在信道高斯白噪声的干扰下，数字调制系统的误码率取决于信噪比，BPSK的误码率随着信噪比的增大而减小。3.2、题目二3.2.1、题目内容试用Matlab/Simulink研究BPSK+信道编码（取汉明码）在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系；分析不同码率对误码率性能的影响。3.2.2、设计思想或方法先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，信道编码及解码方式，采用汉明码进行处理，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BPSK的输入，在程序运行过程中调用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪声信道下的误码率，最后画出BPSK在加性高斯白噪声信道下的误码率性能与信噪比之间的关系曲线。3.2.3、程序流程图3.2.4、程序代码clc%x表示信噪比x=-2:1:8;y=zeros(size(x));%产生全零矩阵%信源产生信号的bit等于10000bit/sBitRate=10000;%循环执行仿真程序MessageLength=4;CodewordLength=7;fori=1:length(x)SNR=x(i);sim('BPSK_Hamming');%运行仿真程序，得到的误比特率保存在工作区变量BitErrorRate中y(i)=mean(BitErrorRate);%对矩阵中各列的误码率元素分别求平均值endsemilogy(x,y,'-r');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形holdon;MessageLength=11CodewordLength=15fori=1:length(x)SNR=x(i);sim('BPSK_Hamming');%调用仿真程序y(i)=mean(BitErrorRate);%取平均值endsemilogy(x,y,'-k');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形holdon;MessageLength=26CodewordLength=31fori=1:length(x)SNR=x(i);sim('BPSK_Hamming');%调用仿真程序y(i)=mean(BitErrorRate);%取平均值endsemilogy(x,y,'-b');%y轴用对数标度，x轴用线性标度绘制图形holdon;xlabel('信噪比SNR(dB)');ylabel('误码率Pe');title('BPSK+汉明码的误码率性能');legend('码率=4/7','码率=11/15','码率=26/31')%给图形加注解axis([-281e-61]);%坐标轴gridon;%画网格线3.2.5、仿真框图3.2.6、模块描述及参数设置RandomIntegerGenerator（随机整数发电器）模块描述：采用该模块产生随机的二进制随机信号作为系统的信源模块参数：Initialseed:随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列。Sampletime：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间。Frame-basedoutputs:选种表示输出为帧格式，否则输出数据流。Samplesperframe:只有当Frame-basedoutpu