Matlab通信系统仿真实验报告.docx
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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：
2、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：
3、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：
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。
clearall
closeall。
x=+1270;
ifx>0
out
（1）=1;
else
out
（1）=0;
end
ifabs（x）>=0&abs（x）<16
out
（2）=0;out（3）=0;out（4）=0;step=1;st=0;
elseif16<=abs（x）&abs（x）<32
out（i,2）=0;out（3）=0;out（4）=1;step=1;st=16;
elseif32<=abs（x）&abs（x）<64
out
（2）=0;out（3）=1;out（4）=0;step=2;st=32;
elseif64<=abs（x）&abs（x）<128
out
（2）=0;out（3）=1;out（4）=1;step=4;st=64;
elseif128<=abs（x）&abs（x）<256
out
（2）=1;out（3）=0;out（4）=0;step=8;st=128;
elseif256<=abs（x）&abs（x）<512
out
（2）=1;out（3）=0;out（i,4）=1;step=16;st=256;
elseif512<=abs（x）&abs（x）<1024
out
（2）=1;out（3）=1;out（i,4）=0;step=32;st=512;
elseif1024<=abs（x）&abs（x）<2048
out
（2）=1;out（3）=1;out（4）=1;step=64;st=1024;
else
out
（2）=1;out（3）=1;out（4）=1;step=64;st=1024;
end
if（abs（x）>=2048）
out（2:
8）=[1111111];
else
tmp=floor（（abs（x）-st/step））;
t=dec2bin（tmp,4）-48;%º¯Êýdec2binÊä³öµÄÊÇASCII×Ö·û´®£¬48¶ÔÓ¦0
out（5:
8）=t（1:
4）
end
out=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1
forj=1:
t0/2
y（t0/2*（2*i-2）+j）=1;%定义前半时间值为1
y（t0/2*（2*i-1）+j）=0;%定义后半时间值为0
end;
else
forj=1:
t0/2%反之，输入信息为0
y（t0/2*（2*i-2）+j）=-1;%定义前半时间值为-1
y（t0/2*（2*i-1）+j）=0;%定义后半时间值为0
end;
end;
end
y=[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：
2、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x
y=[[0];rcosflt（x,1,10）];%x通过一个升余弦滤波器得到y
figure
（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：
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（1,100）;
c=sin（f0*t）;
bit1=zeros（1,100）;
elses（n）==1;
cp1=ones（1,100）;
c=sin（f1*t）;
bit1=ones（1,100）;
end
cp=[cp,cp1];
mod=[modc];
bit=[bitbit1];
end
fsk=cp.*mod;
subplot（2,1,1）;%分别画出原信号、已调信号示意
plot（bit,'r''）;
ylabel（'BinarySignal'）;
axis（[0100*length（s）-2.52.5]）;
subplot（2,1,2）;
plot（fsk）;gridon;
ylabel（'FSKmodulation'）;
axis（[0100*length（s）-2.52.5]）;
end
在命令窗口输入fskdigital（[10110010],1,2）后运行结果如下：
2、对二元序列10110010，画出BPSK波形，设载波频率为码元速率的2倍。
载波信号的频率为码元速率的2倍，也就是说码元周期是载波周期的2倍，一个码元周期里有两个周期的载波信号。
MATLAB程序如下：
functionbpskdigital（s,f）
%本程序实现bpsk调制
%s——输入二进制序列，f——载波信号的频率
%调用举例：
（f必须是整数）bpskdigital（[10110010],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（1,100）;
bit1=zeros（1,100）;
elses（n）==1;
cp1=ones（1,100）;
bit1=ones（1,100）;
end
c=sin（f*t）;
cp=[cp,cp1];
mod=[modc];
bit=[bitbit1];
end
bpsk=cp.*mod;
subplot（2,1,1）;%分别画出原信号、已调信号示意
plot（bit）;gridon;
ylabel（'BinarySignal'）;
axis（[0100*length（s）-2.52.5]）;
subplot（2,1,2）;
plot（bpsk）;gridon;
ylabel（'BPSKmodulation'）;
axis（[0100*length（s）-2.52.5]）;
在命令窗口输入bpskdigital（[10110010],1）后运行结果如下：
四、实验感受：
通过这次实验的学习，我掌握了利用MATLAB实现2FSK的调制方法并写出代码。
并掌握了BPSK的调制方法并能够独立写出代码。
收获很大，也更加激发了我对MATLAB的学习的热情，相信在以后会对这门课程做更加深入的学习。
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