Matlab通信系统仿真实验报告

Matlab通信原理仿真学号：2142402姓名：圣斌实验一Matlab基本语法与信号系统分析一、实验目的：1、掌握MATLAB的基本绘图方法；2、实现绘制复指数信号的时域波形。二、实验设备与软件环境：1、实验设备：计算机2、软件环境：MATLABR2009a三、实验内容：1、MATLAB为用户提供了结果可视化功能，只要在命令行窗口输入相应的命令，结果就会用图形直接表示出来。MATLAB程序如下：x=-pi:0.1:pi;y1=sin(x);y2=cos(x);%准备绘图数据figure(1);%打开图形窗口subplot(2,1,1);%确定第一幅图绘图窗口plot(x,y1);%以x，y1绘图title('plot(x,y1)');%为第一幅图取名为’plot(x,y1)’gridon;%为第一幅图绘制网格线subplot(2,1,2)%确定第二幅图绘图窗口plot(x,y2);%以x，y2绘图xlabel('time'),ylabel('y')%第二幅图横坐标为’time’,纵坐标为’y’运行结果如下图：-4-3-2-101234-1-0.500.51plot(x,y1)-4-3-2-101234-1-0.500.51timey2、上例中的图形使用的是默认的颜色和线型，MATLAB中提供了多种颜色和线型，并且可以绘制出脉冲图、误差条形图等多种形式图：MATLAB程序如下：x=-pi:.1:pi;y1=sin(x);y2=cos(x);figure(1);%subplot(2,1,1);plot(x,y1);title('plot(x,y1)');gridon%subplot(2,1,2);plot(x,y2);xlabel('time');ylabel('y')subplot(1,2,1),stem(x,y1,'r')%绘制红色的脉冲图subplot(1,2,2),stem(x,y1,'g')%绘制绿色的误差条形图运行结果如下图：-4-3-2-101234-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81-4-3-2-101234-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.813、一个复指数信号可以分解为实部和虚部两部分。实际通信信道并不能产生复指数信号，但可以用复指数信号描述其他基本信号，因此在通信系统分析和仿真中复指数信号起到十分重要的作用。从严格意义上讲，计算机并不能处理连续信号。在MATLAB中，连续信号是用信号在等时间间隔点的采样值来近似表示的。当采样间隔足够小时，就可以比较好的近似连续信号。例如绘制复指数信号时域波形的MATLAB实现如下。MATLAB程序如下：functionsigexp(a,s,w,t1,t2)%本函数实现绘制复指数信号时域波形%a:复指数信号幅度%s:复指数信号频率实部%w:复指数信号频率虚部%t1,t2:绘制波形的时间范围t=t1:0.01:t2;theta=s+j*w;fc=a*exp(theta*t);real_fc=real(fc);imag_fc=imag(fc);mag_fc=abs(fc);phase_fc=angle(fc);subplot(2,2,1);plot(t,real_fc);title('ʵ²¿');xlabel('t');axis([t1,t2,-(max(mag_fc)+0.2),max(mag_fc)+0.2]);subplot(2,2,2)plot(t,imag_fc);title('Ð鲿');xlabel('t');axis([t1,t2,-(max(mag_fc)+0.2),max(mag_fc)+0.2]);subplot(2,2,3)plot(t,mag_fc);title('Ä£');xlabel('t')axis([t1,t2,0,max(mag_fc)+0.5]);subplot(2,2,4);plot(t,phase_fc);title('Ïà½Ç');xlabel('t');axis([t1,t2,-(max(phase_fc)+0.5),max(phase_fc)+0.5]);在命令行中输入sigexp(3,-0.3,5,0,5)，得到下图：00.511.522.533.544.55-3-2-10123实部t00.511.522.533.544.55-3-2-10123虚部t00.511.522.533.544.5500.511.522.533.5模t00.511.522.533.544.55-3-2-10123相角t四、实验感受通过这次实验课的学习，我对MATLAB有了基本的认识，掌握了MATLAB的基本绘图方法，实现了绘制复指数信号的时域波形。通过将课堂知识用于实践操作，理解了MATLAB的仿真能力，学以致用，对书本知识有了更深的理解，激发了学习的兴趣。实验二模拟信号的数字传输一、实验目的：实现PCM的采样、量化和编码。二、实验设备与软件环境：1、实验设备：计算机2、软件环境：MATLABR2009a三、实验内容：1、输入信号为一频率为10Hz的正弦波，管擦对于统一输入信号有不同的抽样频率是，恢复信号的不同形态。抽样仿真框图：（1）当抽样频率大于信号频率的两倍时，设置如下：SineWave模块设置：“PulseGenerator”模块设置：“AnalogFilterDesign”模块设置：“Gain”模块设置系数为10；Scope显示原始波形为：Scope1显示频率为30Hz的抽样信号波形为Scope2显示抽样后信号的波形为Scope3显示通过低通滤波器后恢复的信号波形为（2）当抽样频率等于信号频率的两倍时，抽样频率为20Hz，“PulseGenerator”模块的“Period”设置为0.05，恢复信号波形为（3）当抽样频率小于信号抽样频率的两倍时，抽样频率为5Hz，“PulseGenerator”模块的“period”设置为0.2，恢复信号波形如下图所示2、设输入信号抽样值为+1270个量化单位，按照A律13折线特性编成8位码。量化单位指以输入信号归一化值的1/2048为单位。MATLAB程序如下。clearallcloseall。x=+1270;ifx0out(1)=1;elseout(1)=0;endifabs(x)=0&abs(x)16out(2)=0;out(3)=0;out(4)=0;step=1;st=0;elseif16=abs(x)&abs(x)32out(i,2)=0;out(3)=0;out(4)=1;step=1;st=16;elseif32=abs(x)&abs(x)64out(2)=0;out(3)=1;out(4)=0;step=2;st=32;elseif64=abs(x)&abs(x)128out(2)=0;out(3)=1;out(4)=1;step=4;st=64;elseif128=abs(x)&abs(x)256out(2)=1;out(3)=0;out(4)=0;step=8;st=128;elseif256=abs(x)&abs(x)512out(2)=1;out(3)=0;out(i,4)=1;step=16;st=256;elseif512=abs(x)&abs(x)1024out(2)=1;out(3)=1;out(i,4)=0;step=32;st=512;elseif1024=abs(x)&abs(x)2048out(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;elseout(2)=1;out(3)=1;out(4)=1;step=64;st=1024;endif(abs(x)=2048)out(2:8)=[1111111];elsetmp=floor((abs(x)-st/step));t=dec2bin(tmp,4)-48;%º¯Êýdec2binÊä³öµÄÊÇASCII×Ö·û´®£¬48¶ÔÓ¦0out(5:8)=t(1:4)endout=reshape(out,1,8)四、实验感受：在这次实验过程中，我更深的理解了以PCM为代表的编码调制技术，实现了PCM的采样、量化、编码过程，将连续变化的模拟信号转变为数字信号，收获很大，课堂知识和实验相互印证，加深了我的理解。实验三数字信号基带传输实验一、实验目的：1、基于MATLAB实现双极性归零码的代码与绘图;2、绘制眼图。二、实验设备与软件环境：1、实验设备：计算机2、软件环境：MATLABR2009a三、实验内容：1、用双极性归零码来表示二元信息序列100110000101，画出波形示意图。MATLAB程序如下：functiony=drz(x)%本函数实现将输入的一段二进制代码编为相应的双极性归零码输出%输入x为二进制码，输出y为编出的双极性归零码t0=300;t=0:1/t0:length(x);%定义对应的时间序列fori=1:length(x)%进行码型变换if(x(i)==1)%若输入信息为1forj=1:t0/2y(t0/2*(2*i-2)+j)=1;%定义前半时间值为1y(t0/2*(2*i-1)+j)=0;%定义后半时间值为0end;elseforj=1:t0/2%反之，输入信息为0y(t0/2*(2*i-2)+j)=-1;%定义前半时间值为-1y(t0/2*(2*i-1)+j)=0;%定义后半时间值为0end;end;endy=[y,x(i)];%给序列y加上最后一位，便于作图M=max(y);m=min(y);subplot(2,1,1);plot(t,y);gridon;axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);title('100110000101');程序运行结果如下：024681012-1-0.500.51100110000101024681012-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.811001100001012、产生一个二进制随机方波序列，画出通过升余弦滤波器滤波后，方波的高频分量成分滤掉后绘出的眼图。MATLAB程序如下：x=randint(3000,1,2);%产生3000行1列的二进制随机数xy=[[0];rcosflt(x,1,10)];%x通过一个升余弦滤波器得到yfigure(1)t=1:30061;plot(t,y);axis([1,300,-0.5,1.5]);%绘出y的时域图形gridon;eyediagram(y,20,4);%调用MATLAB函数绘出y的眼图t1=t';D=[t1y];%y与时间变量t1组成文件变量D程序运行结果如下：50100150200250300-0.500.511.5四、实验感受：在这次试验中，我学会了基于MATLAB实现双极型归零码的代码与绘制，学会了眼图的绘制。更加熟悉了软件的操作，对软件的功能也有了更深的认识，受益匪浅。实验四载波调制的数字传输一、实验目的：1.掌握2FSK的调制方法并写出代码；2.掌握BPSK的调制方法并写出代码。二、实验设备与软件环境：1、实验设备：计算机2、软件环境：MATLABR2009a三、实验内容：1、对二元序列10110010，画出2FSK波形，设载波频率ω1=2ω2=2Rb（码元速率）。载波信号1的频率ω1为码元速率的2倍，也就是说一个码元周期里有两个周期的载波信号1，载波信号2的频率ω2等于码元速率，也就是说一个码元周期里有一个周期的载波信号2。MATLAB程序如下：functionfskdigital(s,f0,f1)%本程序实现FSK调制%s——输入二进制序列，f0，f1——两个载波信号的频率%调用举例：（f0，f1必须是整数）fskdigital([10110010],1,2)t=0:2*pi/99:2*pi;%初始定义cp=[];mod=[];bit=[];forn=1:length(s)%调制过程ifs(n)==0;cp1=ones(1,10