通信仿真与实践课程报告

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1、中 国 地 质 大 学（武汉）实习报告 课程名称 通信系统仿真与实践 教师姓名 王瑾 专 业 通信工程 班 级 0751 院 系 机械与电子信息学院姓 名 学 号 2013100 一、 第一次实验内容1.设圆柱半径r=1.5，高h=3，求圆柱表面积和体积程序：r=1.5; h=3; s=2*pi*r2+2*pi*r*h v=pi*r2*h运行结果：2求某自然数内的全部素数程序：clearn=input(请输入自然数：);sushu=(2);k=0;for a=3:n; for b=2:a-1 if mod(a,b)=0 k=1; break; else k=0; end end if k=0

2、sushu=sushu (a); endendsushu运行结果：3输入3个数a、b、c，要求按由小到大的顺序输出。程序：cleara=input(a=)b=input(b=)c=input(c=)d=a,b,cm=sort(d);disp(m)运行结果：4. 计算多项式y=x5-3x4-8x3+7x2+3x-5在-4,5区间的微分,并作图.程序：a=1 -3 -8 7 3-5;x=-4:0.01:5Y=polyval(a,x)b=polyder(a)y=polyval(b,x)plot(x,Y,r)hold onplot(x,y,k)运行结果：5. 已知y=1-1/2+1/3-1/4+-1/

3、100,求y的值。程序：cleary=0;for i=1:1:100 a=(-1)(i-1)*1/i y=y+aend运行结果：6. 产生5阶随机方阵A，其元素为10,90区间的随机整数，然后判断A的元素是否能被3整除。程序：x=20+(50-20)*rand(5)y=0.6+sqrt(0.1)*randn(5)运行结果：7. 建立矩阵A，然后找出大于4的元素的位置。程序：A=4,-65,-54,0,6;56,0,67,-45,0find(A4)运行结果：8. 建立一个字符串向量，然后对该向量做如下处理：(1) 取第15个字符组成的子字符串。(2) 将字符串倒过来重新排列。(3) 将字符串中的

4、小写字母变成相应的大写字母，其余字符不变。(4) 统计字符串中小写字母的个数。程序：cleara=input(请输入多于5个字符的字符串,s);b=a(1:5)c=fliplr(a)d=upper(a)e=sum(a=a)运行结果：9. 在0x2p区间内，绘制曲线 y=2e-0.5xcos(4x)程序：x=0:pi/100:2*pi;y=2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y)运行结果：10.采用图形保持，在同一坐标内绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)。程序：x=0:pi/100:2*pi;y1=0.2*exp(-

5、0.5*x).*cos(4*pi*x);plot(x,y1,b);hold on;y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);plot(x,y2,r);运行结果：11.在同一坐标内，分别用不同线型和颜色绘制曲线y1=0.2e-0.5xcos(4x) 和y2=2e-0.5xcos(x)，标记两曲线交叉点。程序：x=linspace(0,2*pi,1000);y1=0.2*exp(-0.5*x).*cos(4*pi*x);y2=2*exp(-0.5*x).*cos(pi*x);k=find(abs(y1-y2)=0&t=0&t=1&abs(t)=2)+abs(t).*(abs(t)1)

6、;f,X=T2F(t,x);subplot(2,1,1);plot(abs(X);title(幅度响应);ylabel(abs（X）);xlabel(f/Hz)subplot(2,1,2);plot(angle(X);title(相位响应);ylabel(angel（X）);xlabel(f/Hz)运行结果：4.用matlab产生一个频率为10Hz、功率为2w的余弦信源m（t），设载波频率为1KHz，试画出：（1）AM信号（直流0.5V），DSB-SC,SSB,VSB调制信号；（2）该调制信号的功率谱密度；（3）相干解调后的信号波形。程序：clc;clear;dt=0.001; %时间采样间隔

7、fm=1; %信源最高频率fc=10; %载波中心频率T=5; %信号时长t=0:dt:T-dt;A=0.5;mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fm*t);%信源%DSBs_dsb=mt.*cos(2*pi*fc*t);s_am=(A+mt).*cos(2*pi*fc*t);s_ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*fc*t);B=2*fm;figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,s_dsb);hold on;%画出DSB信号波形plot(t,mt,r-);grid on;title(DSB调制信号);xlabel(t); rt1=s_d

8、sb.*cos(2*pi*fc*t);rt1=rt1-mean(rt1);f,rf=T2F(t,rt1);t,rt1=lpf(f,rf,2*fm);subplot(3,1,2);plot(t,rt1);hold on;plot(t,mt/2,r-);title(相干解调后的信号波形与输入信号的比较);xlabel(t); subplot(3,1,3);f,sf=T2F(t,s_dsb);%求调制信号频谱psd=(abs(sf).2)/T;%求调制信号功率谱密度plot(f,psd);axis(-2*fc 2*fc 0 max(psd);title(DSB信号功率谱);xlabel(f);%DS

9、Bf,xf=T2F(t,s_am);%求调制信号频谱psd=(abs(xf).2)/T;%求调制信号功率谱密度figure(2)subplot(2,1,1);plot(t,s_am);hold on;%画出DSB信号波形plot(t,A+mt,r-);grid on;title(AM调制信号);xlabel(t);subplot(2,1,2);plot(f,psd);axis(-2*fc 2*fc 0 1.5*max(psd);title(AM信号功率谱);xlabel(f);%AM figure(3)subplot(3,1,1);plot(t,s_ssb);hold on;%画出DSB信号波

10、形plot(t,mt,r-);grid on;title(SSB调制信号);xlabel(t); rt1=s_ssb.*cos(2*pi*fc*t);rt1=rt1-mean(rt1);f,rf1=T2F(t,rt1);t,rt1=lpf(f,rf1,2*fm);subplot(3,1,2);plot(t,rt1);hold on;plot(t,mt/2,r-);title(相干解调后的信号波形与输入信号的比较);xlabel(t); f,sf=T2F(t,s_ssb);psd=(abs(sf).2)/T;%求调制信号功率谱密度subplot(3,1,3);plot(f,psd);axis(-

11、2*fc 2*fc 0 max(psd);title(SSb信号功率谱);xlabel(f); %SSBs_vsb=mt.*cos(2*pi*fc*t);B=1.2*fm;f,sf=T2F(t,s_vsb);t,s_vsb=vsbpf(f,sf,0.2*fm,1.2*fm,fc);figure(4)subplot(3,1,1);plot(t,s_vsb);hold on;plot(t,mt,r-);grid on;title(VSB调制信号);xlabel(t);%DSB demodulationrt=s_vsb.*cos(2*pi*fc*t);f,rf=T2F(t,rt);t,rt=lpf(

12、f,rf,2*fm);subplot(3,1,2);plot(t,rt);grid on;hold on;plot(t,mt/2,r-);title(相干解调后的信号波形与输入信号波形的比较);xlabel(t);subplot(3,1,3);f,sf=T2F(t,s_vsb);psf=(abs(sf.2)/T;plot(f,psf);axis(-2*fc 2*fc 0 max(psf);title(VSB信号功率谱);xlabel(f);%vsb运行结果：实习心得本次实习内容主要是通过MATLAB对一些确定信号进行分析，其中包括了信号的傅里叶变换，能量，功率和自相关以及信号的频谱、带宽等等，

13、通过软件的仿真，使我们对一些信号的特性有了更直观的理解。也使我们对MATLAB的使用更加熟练。三、 第三次实习6-1程序：clear all;close all;clc;M=4;Ts=1;fc=20;N_sample=16;N_num=100; dt=1/fc/N_sample;t=0:dt:N_num*Ts-dt;T=dt*length(t); for PL=1:100 d1=sign(randn(1,N_num); d2=sign(randn(1,N_num); gt=ones(1,fc*N_sample); %QPSK 调制 s1=sigexpand(d1,fc*N_sample); s

14、2=sigexpand(d2,fc*N_sample); b1=conv(s1,gt); b2=conv(s2,gt); st_qpsk=s1.*cos(2*pi*fc*t)-s2.*sin(2*pi*fc*t); subplot(211); plot(t,st_qpsk); xlabel(t);ylabel(QPSK波形); title(原始波形); f,y1f=T2F(t,st_qpsk); t,y1=bpf(f,y1f,fc-2/Ts,fc+2/Ts); subplot(212); plot(t,real(y1);xlabel(t);ylabel(QPSK波形); axis(5 15 -

15、0.02 0.02); title(经过带通后的波形);end运行结果：6-2程序：close all;clear all;M=2;EsN0dB=3:0.5:10;EsN0=10.(EsN0dB/10);Es=1;N0=10.(-EsN0dB/10);sigma=sqrt(N0/2); error=zeros(1,length(EsN0dB);s_data=zeros(1,length(EsN0dB);for k=1:length(EsN0dB) error(k)=0; s_data(k)=0; while error(k)10 d=ceil(rand(1,10000)*M); s=sqrt(

16、Es)*exp(j*2*pi/M*(d-1); r=s+sigma(k)*(randn(1,length(d)+j*randn(1,length(d); %判决 for m=1:M %计算距离 rd(m,:)=abs(r-sqrt(Es)*exp(j*2*pi/M*(m-1); end for m=1:length(s) %判决距离最近的点 dd(m)=find(rd(:,m)=min(rd(:,m); if dd(m)=d(m) error(k)=error(k)+1; end end s_data(k)=s_data(k)+10000; endendPe=error./s_data;%理论

17、计算误码率结果Ps=erfc(sqrt(EsN0)*sin(pi/M);semilogy(EsN0dB,Pe,b*-);hold on;semilogy(EsN0dB,Ps,rd-);xlabel(Es/N0(dB);ylabel(误码率);legend(仿真结果,理论计算结果);运行结果：四、 考试1、请用Matlab仿真分析载波频率为30Hz，信息速率为5Baud的QPSK信号经过如下幅频特性的信道：后的信号波形，并用Monte Carlo方法仿真实现信噪比为0-30dB时的误码率性能程序：clear all;close all;clc; %QPSKM = 4;Ts= 0.2;fc= 30

18、;N_sample = 16;N_num = 100; dt = 1/fc/N_sample;t = 0:dt:N_num*0.5-dt;T = dt*length(t); d1 = sign(randn(1,N_num);d2 = sign(randn(1,N_num);gt = ones(1,fc*N_sample); %QPSK调制s1 = sigexpand(d1,fc*N_sample/2);s2 = sigexpand(d2,fc*N_sample/2);b1 = conv(s1,gt);b2 = conv(s2,gt);s1 = b1(1:length(s1);s2 = b2(1

19、:length(s2); st_qpsk = s1.*cos(2*pi*fc*t)- s2.*sin(2*pi*fc*t); figure(1);subplot(211); plot(t,st_qpsk);xlabel(t); ylabel(QPSK信号);title(QPSK信号的形式);axis(0 10 -4 4); Ts=0.2;N_sample=8;dt=Ts/N_sample;N=1000;t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt; f,xf=T2F(t,st_qpsk);hf=sinc(f).*exp(-j*pi*f);yf=xf.*hf;t,yt=F2T(f,yf);

20、subplot(212); plotyy(f,abs(hf),f,angle(hf)/pi);xlabel(f); ylabel(幅频、相频特性);title(经过指定信道后的信号波形); M=4;EsN0dB=0:0.5:30;EsN0=10.(EsN0dB/10);Es=1;N0=10.(-EsN0dB/10);sigma=sqrt(N0/2); error=zeros(1,length(EsN0dB);s_data=zeros(1,length(EsN0dB);for k=1:length(EsN0dB) error(k)=0; s_data(k)=0; while error(k)10

21、0 d=ceil(rand(1,10000)*M); s=sqrt(Es)*exp(j*2*pi/M*(d-1); r=s+sigma(k)*(randn(1,length(d)+j*randn(1,length(d); %判决 for m=1:M %计算距离 rd(m,:)=abs(r-sqrt(Es)*exp(j*2*pi/M*(m-1); end for m=1:length(s) %判决距离最近的点 dd(m)=find(rd(:,m)=min(rd(:,m); if dd(m)=d(m) error(k)=error(k)+1; end end s_data(k)=s_data(k)

22、+10000; endendPe=error./s_data;%理论计算误码率结果Ps=erfc(sqrt(EsN0)*sin(pi/M);figure(2);semilogy(EsN0dB,Pe,b*-);hold on;semilogy(EsN0dB,Ps,rd-);xlabel(Es/N0(dB);ylabel(误码率);legend(仿真结果,理论计算结果);运行结果：2.已知（15,11）汉明码的生成多项式是g(x)=x4+x3+1,用Matlab求出所有的许用码字。程序：clear all;close all;G=1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 1

23、 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0; 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1;A=; for i=0:(211-1) A=A;bitget(i,11:-1:1);endAK=rem(A*G,2);K运行结果：.五、