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。)5000mod(]1323241[1nxnx初始种子x(0)自己选择。线性同余算法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(m0)，乘数a(0≤am)，增量c(0≤cm)，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50002、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和从直方图得到的pdf。指数分布随机变量pdf定义为：0),()exp(2)(xuxxpX，)(xu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);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)(ffSY（1）设计该滤波器（2）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Xw=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);fori=2:NX(i)=rh*X(i-1)+w(i);EndX(n)的功率谱密度滤波器的幅度响应附件：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。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。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，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65N_T=8;%冲激响应序列长度为2*N_T*Fs/Fc+1R=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;axis([01-601]);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和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()和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。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3.画出该系统的理论误码率，与蒙特卡罗仿真结果比较，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2Nsignal=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qpskfori=1:Nifsignal(2*i-1)0.5ifsignal(2*i)0.5qpsk(i)=s00;elseqpsk(i)=s01;end;elseifsignal(2*i)0.5qpsk(i)=s10;elseqpsk(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。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1-11-21-31-42-12-12-23-1%%ZeropaddingDFTv=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([-11035]);title('DFTspectrumwith64zerospadded');xlabel('Normalizeddigitalfrequency');%%ZeropaddingDFTv=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('DFTspectrumwith3*64zerospadded');xlabel('Normalizeddigitalfrequency');axis([-11035]);%%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('DFTspectrumwith7*64zerospadded');xlabel('Normalizeddigitalfrequency');axis([-11035]);4-1：产生并绘制10个高斯-马尔科夫序列样本4-1：功率谱.4-2R=0.54-2R=0.5功率谱.5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2两径幅度两径相位两径频谱2两径R=0.5幅度两径R=0.5相位两径R=0.5频谱3：3-130°幅度3-130°相位3-130°频谱3-145°幅度3-145°相位3-145°频谱3-190°幅度3-190°相位3-190°频率3-1180°幅度3-1180°相位3-1180°频谱4-1N=124-1N=2565-1幅度分布N=125-1幅度分布N=645-1幅度分布N=2566-1相位分布N=126-1相位分布N=646-1相位N=2567-17-1功率分布N=127-1功率N=647-1功率分布N=256