通信原理实验报告

通信原理软件实验报告Name:韩嫕Class:04101Number:040023Data:2007-04-132007实验一单极性归零(RZ)波形的功率谱[实验要求]绘制单极性归零(RZ)波形的功率谱[系统框图][流程图][程序及注释]%实验一：单极性归零码及其功率谱globaldttdfNcloseallk=input('取样点数=2^k,k=[14]');ifisempty(k),k=14;endN=2^k;%采样点数L=64;%每码元的采样点数M=N/L;%码元数Rb=1;%码速率为2Mb/sTs=1/Rb;%码元间隔dt=Ts/L;%时域采样间隔Rt=0.5;%占空比df=1/(N*dt);%频域采样间隔T=N*dt;%截短时间Bs=N*df/2;%系统带宽t=linspace(-T/2,T/2,N);%时域横坐标f=linspace(-Bs,Bs,N);%频域横坐标EP=zeros(1,N);forjj=1:100a=round(rand(1,M));%产生M个取值0，1等概的随机码s=zeros(1,N);%产生一个N个元素的零序列forii=1:Rt*Ts/dts(ii+[0:M-1]*L)=a;%产生单极性归零码endQ=t2f(s);%付氏变换P=Q.*conj(Q)/T;%P为单极性归零码的功率EP=(EP*(ii-1)+P)/ii;%累计平均aa=30+10*log10(EP+eps);%加eps以避免除以零endfigure(1)set(1,'position',[10,50,300,200])%设定窗口位置及大小figure(2)set(2,'position',[350,50,300,200])%设定窗口位置及大小figure(1)plot(f,aa,'g')xlabel('f(MHZ)')ylabel('Ps(f)(MHZ)')axis([-15,+15,-50,50])title('单极性归零码功率谱密度')gridfigure(2)plot(t,s,'r')xlabel('t(ms)')ylabel('s(t)(V)')axis([-5,5,-0.5,1.5])title('单极性归零码波形')grid取样点数=2^k,k=[14]14[产生波形][实验分析]由发送与接收码元及其功率谱的图形可知，单极性归零码的主瓣带宽为两倍的Rb，第一次采取码元速率为1Mb，后来取码元速率为2Mb作为对比，由波形图所示，可以清晰得到结论，码元速率越大，其功率谱主瓣所占带宽越宽。由于仿真过程中是采取由时延的方式，发送码元波形不是非常完美的阶越信号。实验二升余弦滚降波形的眼图及功率谱[实验要求]绘制升余弦滚降波形的眼图及功率谱，滚降系数05.。发送码元取值为0、2。[系统框图][流程图][程序及注释]%实验二升余弦滚降系统%本程序中时间单位是微秒%滚降系数%发送码元取值为0、2%频率单位为MHz%码速率单位是Mb/sglobaldttdfNcloseallN=2^14;%采样点数L=32;%每码元的采样点数M=N/L%码元数Rb=2;%码速率是2Mb/sTs=1/Rb;%码元间隔dt=Ts/L;%时域采样间df=1/(N*dt)%频域采样间隔T=N*dt%截短时间Bs=N*df/2%系统带宽Na=4;%示波器扫描宽度为4个码元alpha=input('滚降系数=[0.5]');ifisempty(alpha),alpha=0.5;endt=[-T/2+dt/2:dt:T/2];%时域横坐标f=[-Bs+df/2:df:Bs];%频域横坐标g1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);g2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);g=g1.*g2;%升余弦脉冲波形G=t2f(g);figure(1)set(1,'Position',[10,50,300,200])%设定窗口位置及大小figure(2)set(2,'Position',[350,50,300,200])%设定窗口位置及大小holdongridxlabel('tinus')ylabel('s(t)inV')EP=zeros(size(f))+eps;forii=1:100a=sign(randn(1,M))+1;imp=zeros(1,N);%产生冲激序列imp(L/2:L:N)=a/dt;S=t2f(imp).*G;%升余弦信号的傅氏变换s=f2t(t2f(imp).*G);%升余弦信号的时域波形s=real(s);P=S.*conj(S)/T;%升余弦信号的功率谱EP=(EP*(ii-1)+P+eps)/ii;figure(1)plot(f,30+10*log10(EP),'g');gridaxis([-3,+3,-50,50])xlabel('f(MHz)')ylabel('Ps(f)(dBm/MHz)')title('余弦滚降波形的功率谱')figure(2)tt=[0:dt:Na*L*dt];forjj=1:Na*L:N-Na*Lplot(tt,s(jj:jj+Na*L));title('余弦滚降波形的眼图')endend[产生波形][实验分析]实验三升余弦滚降最佳基带系统的误码率[实验要求]PeENb~0曲线，升余弦滚降05.，取样时间的偏差是Ts4。[系统框图][流程图][程序及注释]%升余弦滚降最佳基带系统的误码率%本程序中时间单位是微秒%频率单位为MHz%码速率单位是Mb/sglobaldttfdfNTcloseallclearEb_N0PeN=2^15;%采样点数L=4;%每码元的采样点数M=N/L%码元数Rb=2;%码速率是2Mb/sTs=1/Rb;%码元间隔dt=Ts/L;%时域采样间隔df=1/(N*dt)%频域采样间隔T=N*dt%截短时间Bs=N*df/2%系统带宽alpha=0.5%滚降系数t=linspace(-T/2,T/2,N);%时域横坐标f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps;%频域横坐标figure(1)set(1,'Position',[10,30,500,200])%设定窗口位置及大小%升余弦hr1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);hr2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);hr=hr1.*hr2;HR=abs(t2f(hr));%取模是为了忽略时延GT=sqrt(HR);GR=GT;forloop1=1:10Eb_N0(loop1)=(loop1-1)%Eb/N0indBeb_n0(loop1)=10^(Eb_N0(loop1)/10);Eb=1;n0=Eb/eb_n0(loop1);%信道的噪声谱密度sita=n0*Bs;%信道中噪声功率n_err=0;%误码计数forloop2=1:3a=sign(randn(1,M));imp=zeros(1,N);%产生冲激序列imp(L/2:L:N)=a/dt;IMP=t2f(imp);n_ch=sqrt(sita)*randn(size(t));%信道噪声nr=real(f2t(t2f(n_ch).*GR));%输出噪声sr=real(f2t(IMP.*HR))+nr;%接收信号y=sr(L/4:L:N);%取样延迟Ts/4aa=sign(y);%判决n_err=n_err+length(find(aa~=a))endPe(loop1)=n_err/(M*loop2)figure(1)semilogy(Eb_N0,Pe,'g');eb_n0=10.^(Eb_N0/10);holdonsemilogy(Eb_N0,0.5*erfc(sqrt(eb_n0)));axis([0,9,1e-4,1])xlabel('Eb/N0')ylabel('Pe')title('升余弦滚降最佳基带系统的误码率延时Ts/4')end[产生波形]实验四多径信道升余弦滚降最佳基带系统的误码率[系统框图][流程图][程序及注释]globaldttfdfNTcloseallclearEb_N0PeN=2^15;%采样点数L=4;%每码元的采样点数M=N/L;%码元数Rb=2;%码速率是2Mb/sTs=1/Rb;%码元间隔dt=Ts/L;%时域采样间隔df=1/(N*dt);%频域采样间隔T=N*dt;%截短时间Bs=N*df/2;%系统带宽alpha=0.5%滚降系数０.5t=linspace(-T/2,T/2,N);%时域横坐标f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps;%频域横坐标hr1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);hr2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);hr=hr1.*hr2;%升余弦脉冲波形HR=abs(t2f(hr));%升余弦脉冲的傅式，变换取模是为了忽略时延GT=sqrt(HR);%最佳系统的发送接收滤波器的傅式变GR=GT;forloop1=1:10;Eb_N0(loop1)=(loop1-1);%Eb/N0indBeb_n0(loop1)=10^(Eb_N0(loop1)/10);Eb=1;n0=Eb/eb_n0(loop1);%信道的噪声谱密度sita=n0*Bs;%信道中噪声功率n_err=0;%误码计数forloop2=1:3;b=sqrt(rand^2+rand^2);tao=rand*Ts;%设置延迟时间phi=rand*2*pi;[b,tao,phi]C=1-b*exp(-j*(2*pi*f*tao+phi));%多径信道aC=10*log10(abs(C));a=sign(randn(1,M));imp=zeros(1,N);%产生冲激序imp(L/2:L:N)=a/dt;IMP=t2f(imp);IMP_1=IMP.*HR.*C;%信道的傅式变换c=f2t(IMP_1);c=real(c);%不加噪声的输出n_ch=sqrt(sita)*randn(size(t));%信道噪声nr=real(f2t(t2f(n_ch).*GR));%输出噪声sr=real(f2t(IMP.*HR))+nr;%接收信号y=sr(L/2:L:N);%取样延迟aa=sign(y);%判决n_err=n_err+length(find(aa~=a))%错误累计endPe(loop1)=n_err/(M*loop2);semilogy(Eb_N0,Pe,'g');%Pe~Eb/N0曲线画图xlabel('Eb/N0');ylabel('Pe');title('多径信道Pe~Eb/N0曲线');eb_n0=10.^(Eb_N0/10);holdonsemilogy(Eb_N0,0.5*erfc(sqrt(eb_n0)));axis([0,8,1e-3,1])xlabel('Eb/N0')ylabel('Pe')legend('实际','理论')end[产生波形]实验五最佳数字基带传输系统[系统框图][流程图][程序及注释]%信源为单极性归零码，取样点数自己定义globaldtdftfNT%定义全局变量closeall%关闭以前的应用窗口clearEb_N0Pek=input('取样点数＝2^k,k=[13]');%采样点数自定义，默认为2^13ifisempty(k),k=13;endRt=0.5;%占空比是0.5N=2^k;%总的取样点数L=32;%L为每个码元的取样点数M=N/L;%M码元总数Rb=2;%码元速率Rb=2Mb/sTs=1/Rb;%码元宽度Tsdt=Ts/L;%时域取样间隔df=1/(N*dt);%频域取样间隔T=N*dt;%时间截断长度Bs=N*df/2;%带宽Na=2;%示波器扫描宽度为2个码元alpha=0.5;%升余弦滚降系数t=linspace(-T/2,T/2,N);%频域横坐标f=linspace(-Bs,Bs,N)+ep