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matlab模拟设计一个通信系统

matlab模拟设计一个通信系统
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目录

摘要 (1)

Abstract (2)

1设计任务 (3)

1.1系统简述 (3)

1.2主要步骤 (3)

1.3 系统框图 (3)

2系统原理及实现 (5)

2.1增量调制 (5)

2.2 基带传输AMI码 (6)

2.3信道传输码循环码 (7)

2.4 ASK调制 (9)

2.5衰落信道 (10)

3系统仿真 (11)

3.1增量调制仿真 (11)

3.2 基带传输AMI码 (12)

3.3信道传输码循环码 (12)

3.4 ASK调制 (14)

3.5衰落信道 (14)

3.6解码过程 (15)

3.7数模转化及失真分析 (16)

4小结与体会 (18)

5参考文献 (19)

6附录程序 (20)

摘要

在数字通信系统中,需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输,此时信源输出数字序列,经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号,并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。所以本论文主要研究了数字信号的传输的基本概念及数字信号传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计数字传输系统。首先介介绍了本课题的理论依据,包括数字通信,数字基带传输系统的组成及数字信号的传输过程。然后按照仿真过程基本步骤用MATLAB的仿真工具实现了数字基带传输系统的真过程,对系统进行了分析。

关键词:增量调制、AMI码、循环码、ASK、衰落信道

Abstract

In digital communication system, need the input digital sequence map for signal transmission in the channel, the source output digital sequence, after signal after mapping become suitable for channel transmission of digital modulation signals, and at the receiving end corresponding to resume the original signal demodulation. So this thesis mainly studies the digital signal transmission of the basic concept and the digital signal transmission transmission process and how to use MA TLAB simulation software to design digital transmission system. The first interface introduced this topic theoretical basis, including digital communication, digital baseband transmission system composition and digital signal transmission process. According to the simulation process and basic steps of the MA TLAB simulation tools to implement the digital baseband transmission system's process, the system is analyzed.

Keywords: delta modulation, AMI code, cyclic code, ASK, fading channel

1设计任务

1.1系统简述

通信原理的主要内容就是怎样可靠而有效地实现信息的传输。要使这些传输方法成为现实,就需要制作出相应的发送设备及接收设备。然后在发送端,我们把欲传送的信息变换成某种适宜的信号并将之馈入传输媒体(电缆,光缆,无线电波等)。在接收端,信号又从媒体馈入接收设备,我们再以同发端相反的过程恢复出原来所发送的信息。根据所学的知识,我们知道在什么样的情况下应该选择什么样的传输方式,并能判断出噪声,信道,传输方式等因素将会怎样影响对我们来说非常重要的一些通信指标,如信噪比,误码率等。

1.2主要步骤

本通信传输系统的MATLAB仿真包括以下内容:单频正弦波模拟信号经过抽样(抽样频率为Fs=20F)、增量调制、二进制自然编码、AMI码型变换基带传输,循环编码ASK调制后发送到衰落信道,然后经过ASK解调,循环码译码、AMI码译码、数模转换后恢复出单频正弦波模拟信号。

信源:采用单频率正弦波;

数字化方式:增量调制(DM);

基带码:AMI码;

信道码:循环码;

调制方式:ASK;

信道类型:衰落信道。

1.3 系统框图

要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真,最终在接收端或者精确或者近

似地再现输入(信源),计算失真度,并且分析原因。具体的框图如下图1所示。

图1 系统框图

2系统原理及实现

2.1增量调制

增量调制是由PCM发展而来的模拟信号数字化的一种编码方式,它是PCM 的一种特例。增量调制编码基本原理是指用一位编码,这一位码不是表示信号抽样值的大小,而是表示抽样幅度的增量特性,即采用一位二进制数码“1”或“0”来表示信号在抽样时刻的值相对于前一个抽样时刻的值是增大还是减小,增大则输出“1”码,减小则输出“0”码。输出的“1”,“0”只是表示信号相对于前一个时刻的增减,不表示信号的绝对值。

增量调制最主要的特点就是它所产生的二进制代码表示模拟信号前后两个抽样值的差别(增加、还是减少)而不是代表抽样值本身的大小,因此把它称为增量调制。在增量调制系统的发端调制后的二进制代码1和0只表示信号这一个抽样时刻相对于前一个抽样时刻是增加(用1码)还是减少(用0码)。收端译码器每收到一个1码,译码器的输出相对于前一个时刻的值上升一个量化阶,而收到一个0码,译码器的输出相对于前一个时刻的值下降一个量化阶。

增量调制(DM)是DPCM的一种简化形式。在增量调制方式下,采用1比特量化器,即用1位二进制码传输样值的增量信息,预测器是一个单位延迟器,延迟一个采样时间间隔。预测滤波器的分子系数向量是[0,1],分母系数为1。当前样值与预测器输出的前一样值相比较,如果其差值大于零,则发1码,如果小于零则发0码。

增量调制尽管有前面所述的不少优点,但它也有两个不足:一个是一般量化噪声问题;另一个是过载噪声问题。两者可统一称为量化噪声。阶梯曲线(调制曲线)的最大上升和下降斜率是一个定值,只要增量σ和时间间隔Δt给定,它们就不变。那么,如果原始模拟信号的变化率超过调制曲线的最大斜率,则调制曲线就跟不上原始信号的变化,从而造成误差。我们把这种因调制曲线跟不上原始信号变化的现象叫做过载现象,由此产生的波形失真或者信号误差叫做过载噪声。

另外,由于增量调制是利用调制曲线和原始信号的差值进行编码,也就是利用增量进行量化,因此在调制曲线和原始信号之间存在误差,这种误差称为一般量化误差或一般量化噪声。

增量调制的流程图如下图2所示。

图2 增量调制流程图

2.2 基带传输AMI码

在实际的基带传输系统中,并不是所有代码的电波形都能在信道中传输。含有直流分量和较丰富低频分量的单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输。

AMI(Alternative Mark Inversion)码的全称是信号交替反转码,是通信编码中的一种,为极性交替翻转码,分别有一个高电平和低电平表示两

个极性。它的编码规则是: 消息代码中的0 传输码中的0;消息代码中的1 传输码中的+1、-1交替。

例如:

消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1

AMI码: +1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1

解码规则是:从收到的符号序列中将所有的-1变换成+1后,就可以得到原消息代码。

AMI码的特点是: 由AMI码确定的基带信号中正负脉冲交替,而0电位保持不变;所以由AMI码确定的基带信号无直流分量,且只有很小的低频分量;不易提取定时信号,由于它可能出现长的连0串。

2.3信道传输码循环码

由于对信号进行AMI编码后得到的是有1、-1 和0三个电平的数字信号,而对信道循环编码的输入只能是两个电平,因此有必要将AMI编码后得到的三电平数字序列转换为二电平。编码原理比较简单,1用10表示,-1用01表示,0用11表示即可。

经过信源编码和系统复接后生成的节目传送码流,通常需要通过某种传输媒介才能到达用户接收机。传输媒介可以是广播电视系统(如地面电视广播系统、卫星电视广播系统或有线电视广播系统),也可以是电信网络系统,或存储媒介(如磁盘、光盘等),这些传输媒介统称为传输信道。通常情况下,编码码流是不能或不适合直接通过传输信道进行传输的,必须经过某种处理,使之变成适合在规定信道中传输的形式。在通信原理上,这种处理称为信道编码(ChannelCoding)

循环码是线性分组码的一种,所以它具有线性分组码的一般特性,此外还具有循环性。循环码是一种无权码,循环码编排的特点是相邻两个数码之间符合卡诺图中的邻接条件,即相邻两个数码之间只有一位码元不同,码元就是组成数码的单元。

循环码最大的特点就是码字的循环特性,所谓循环特性是指:循环码中任一

许用码组经过循环移位后,所得到的码组仍然是许用码组。若( 0121 a a a a n n -- )为一循环码组,则(1032 ---n n n a a a a )、(21 43 ----n n n n a a a a )……还是许用码组。也就是说,不论是左移还是右移,也不论移多少位,仍然是许用的循环码组。 循环码编码原理:

有信息码构成信息多项式0

1

1)(m x

m x m k k ++=-- ,其中最高幂次为k-1;

用k

n x

-乘以信息多项式m(x),得到的

)

(x m x

k

n -,最高幂次为n-1,该过程相当于

把信息码(1-k m ,2-k m ,……,1m ,0

m )移位到了码字德前k 个信息位,其后

是r 个全为零的监督位;用g(x)除

)

(x m x

k

n -得到余式r(x),其次数必小于g(x)

的次数,即小于(n-k ),将此r(x)加于信息位后做监督位,即将r(x)于)

(x m x

k

n -相加,得到的多项式必为一码多项式。 纠错能力:

由于循环码是一种线性分组码,所以其纠检错能力与线性分组码相当。而线性分组码的最小距离可用来衡量码的抗干扰能力,那么一个码的最小距离就与它的纠检错能力有关。

定理: 对于任一个),(k n 线性分组码,若要在码字内 (1) 检测个错误,要求码的最小距离1+≥e d ; (2) 纠正个错误,要求码的最小距离12+≥t d ; (3) 纠正个错误同时检测

个错误,则要求1++≥e t d ;

由于MATLAB 自带了循环码的编码译码及等相关函数,下面将其列举出来: (1)编码函数encode 函数

语法:code=encode(msg,N,K,method,opt) (2)译码函数decode 函数

语法:msg=decode (code ,N ,K ,method ,opt1,opt2,opt3,opt4); (3)生成循环码的生成多项式cyclpoly 语法:p=cyclpoly (N,K );

p=cyclpoly (N,K,fd_flag );

2.4 ASK调制

“幅移键控”又称为“振幅键控”,记为ASK。也有称为“开关键控”(通断键控)的,所以又记作OOK信号。ASK是一种相对简单的调制方式。幅移键控(ASK)相当于模拟信号中的调幅,只不过与载频信号相乘的是二进制数码而已。幅移就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。二进制振幅键控(2ASK),由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号为“1”时,传输载波;当调制的数字信号为“0”时,不传输载波。其中s(t)为基带矩形脉冲。一般载波信号用余弦信号,而调制信号是把数字序列转换成单极性的基带矩形脉冲序列,而这个通断键控的作用就是把这个输出与载波相乘,就可以把频谱搬移到载波频率附近。

ASK信号,在实际中使用较少,但它是研究各种数字调制技术的基础。 ASK 信号是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控(调制)一个连续的载波,有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。

ASK信号的产生可以用如下的方法,如图3所示;ASK信号的一种解调方式,包络解调法,如下图图4所示。

图4 包络解调

2.5衰落信道

在某些有线信道中,特别是在传输距离不太远的情况下,数字基带信号可以不经过调制和解调过程在信道中直接传送,这种不使用调制和解调设备而直接传输基带信号的通信系统,我们称它为基带传输系统。而在另外一些远距离传输的信道,特别是无线信道和光信道中,由于信道中受到各种噪声和反射漫反射的影响,使得信号产生衰落。数字基带信号则必须经过调制过程,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输,相应地,在接收端必须经过解调过程,才能恢复数字基带信号。我们把这种包括了调制和解调过程的传输系统称为数字载波传输系统。

衰落信道有很多种,为了方便,仿真中采用加性噪声加入到调制信号中以模拟最简单的衰落信道。具体仿真步骤是产生两个随机信号取绝对值的平方相加再开平方,即得到一个小的加性噪声,模拟成一个衰落信道,再将它与调制后的信号相加即可。

可以采用瑞利或者莱斯两种模型进行模拟。瑞利衰落信道是一种无线电信号传播环境的“统计模型”。这种模型假设信号通过无线信道之后,其信号幅度是随机的,即“衰落”,并且其包络服从瑞利分布。这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道,以及建筑物密集的城市环境。瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况,否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。

3系统仿真

3.1增量调制仿真

对模拟信号x=sin(2*pi*50*t)进行增量调制。原始模拟信号如图5所示,进行增量调制后的图如图6所示。

图5 原始信号

图6 增量调制

3.2 基带传输AMI码

把增量调制的结果作为输入,对上述结果进行AMI编码。编码后的结果如下,用MATLAB作的图如图7所示。

图7 AMI编码

3.3信道传输码循环码

把编好的AMI码,先进行转化变成二进制,转化后的信号如图8所示。再用(7,4)循环码进行信道编码。输出作的图如图9所示。

图8 AMI转化二进制

图9 循环码

3.4 ASK调制

对循环码进行调制,调制方式采用ASK。调制结果作的图如图10所示。

图10 ASK调制

3.5衰落信道

循环码经过瑞利衰弱信道后的波形如图11所示:

图11 衰落信道

3.6解码过程

解码包括ASK解码和循环码解码以及AMI解码。对它们的解码如下列图所示:图12是ASK解码,图13是循环码解码,图14是AMI解码。

图12 ASK解码

图13 循环码解码

图14 AMI 解码

3.7数模转化及失真分析

对AMI 信号进行数模转化,还原出模拟信号,信号如图15所示。对比还原信号和原始信号,分析失真情况。根据误差表达式 ,求出每个点对应的误差值,再求方差即可得到误差值。总的误差表达式为:

41

2

1

1

(()())41

i D x i e i ==

-∑

计算可得D=0.83%,在允许的误差范围内。因此该通信系统基本满足在接收端再现输入信源,仿真成功。

图15 还原信号和原始信号

4小结与体会

做这次课设花了不少时间,尤其是占用了很多他们玩电脑的时间,因为交电子稿正好是考完研后的日子,他们都要玩,而卧没有电脑。但是还是挤挤时间把它做好了,当然不得不承认这里面有很多调用的函数,编写的程序我是借鉴了参考书上面的,因为都忘记了,这一点表示很惭愧。但是不管怎样,毕竟是做过,且手打了一遍,再运行调试了的,然后把结果一个一个弄好的,也费了不少功夫。总的来说吧,这次的课程设计做的挺高兴的,以前用Matlab软件时完全是为了完成任务,去实验室就是把这次要做的敲进电脑,然后按下回车键就OK啦。但这次绝对不一样,这次做的是一整个系统的设计,第一次感到Matlab的强悍。为什么呢?因为学通信的学这么久了,却还是第一次这么系统的去做一个完整的系统,虽然是用软件仿真,不是实践,但是一步步做下去,还真的很不容易啊。

每一次对着题目要求在相应参考书上找到相关函数,自己便迫不及待的想将代码敲进电脑,运行,看看我的系统是不是会变成我想要求的那样,抑或是变成我想象不到的情形?随着代码的不断敲入,每一步,每一模块的不断调试,每一个调试完了,再综合,给下一步当输入,最后再解调,再接收。感觉很兴奋,当一次一次的成功调试出结果,虽然有误差。

为完成这份Matlab课程设计,好友小明和俊哥为我提供了笔记本电脑和网络,其室友为我提供其他必备的资源,以便我能顺利进行。因此,在这里,对小明和鹏哥及其410室友表示衷心的感谢。

这次的课程设计算是为我的基于Matlab的以前知识的深化学习,深感以前学的知识还不够,还需多加努力,加油!

5参考文献

【1】刘泉编.通信电子线路.武汉理工出版社.2007年

【2】陈怀琛等编.MA TLAB及在电子信息课程中的应用.电子工业出版社.2007年

【3】樊昌信等编.通信原理.国防工业出版社.2007年

【4】数字信号处理的MATLAB实现.科学出版社.2007年

【5】THEX-1型实验平台实验指导书

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:MATLAB R2009a 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::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)’ grid on; %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)'); grid on %subplot (2,1,2); plot (x,y2);

基于MATLAB的MIMO通信系统仿真(DOC)

目录 (一)基于MATLAB的MIMO通信系统仿真………………………… 一、基本原理……………………………………………………… 二、仿真…………………………………………………………… 三、仿真结果……………………………………………………… 四、仿真结果分析…………………………………………………(二)自选习题部分…………………………………………………(三)总结与体会……………………………………………………(四)参考文献…………………………………………………… 实训报告 (一)基于MATLAB的MIMO通信系统仿真 一、基本原理 二、仿真 三、仿真结果 四、仿真结果分析 OFDM技术通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道,减小了多径衰落的影响。OFDM技术如果要提高传输速率,则要增加带宽、发送功率、子载波数目,这对于频谱资源紧张的无线通信时不现实的。 MIMO能够在空间中产生独立并行信道同时传输多路数据流,即传输速率很高。这些增加的信道容量可以用来提高信息传输速率,也可以通过增加信息冗余来提高通信系统的传输可靠性。但是MIMO却不能够克服频率选择性深衰落。 所以OFDM和MIMO这一对互补的技术自然走到了一起,现在是3G,未来也是4G,以及新一代WLAN技术的核心。总之,是核心物理层技术之一。 1、MIMO系统理论:

核心思想:时间上空时信号处理同空间上分集结合。 时间上空时通过在发送端采用空时码实现: 空时分组、空时格码,分层空时码。 空间上分集通过增加空间上天线分布实现。此举可以把原来对用户来说是有害的无线电波多径传播转变为对用户有利。 2、MIMO 系统模型: 11h 12 h 21 h 22 h r n h 1r n h 21 R n h 2 R n h 1 n n R h 可以看到,MIMO 模型中有一个空时编码器,有多根天线,其系统模型和上述MIMO 系统理论一致。为什么说nt>nr ,因为一般来说,移动终端所支持的天线数目总是比基站端要少。 接收矢量为:y Hx n =+,即接收信号为信道衰落系数X 发射信号+接收端噪声 3、MIMO 系统容量分析: (附MIMO 系统容量分析程序) 香农公式的信道容量(即信息传送速率)为: 2log (1/)C B S N =+ 4、在MIMO 中计算信道容量分两种情况: 未知CSI 和已知CSI (CSI 即为信道状态信息),其公式推导较为复杂,推导结果为信道容量是信噪比与接收、发射天线的函数。 在推导已知CSI 中,常用的有waterfilling ,即著名的注水原理。但是,根据相关文献资料,通常情况下CSI 可以当做已知,因为发送,接收端会根据具体信道情况估算CSI 的相关参数。 在这里对注水原理做一个简单介绍:之所以成为注水原理是因为理想的注水原理是在噪声大的时候少分配功率,噪声小时多分配功率,最后噪声+功率=定值,这如果用图形来表示,则类似于给水池注水的时候,水池低的地方就多注水,也就是噪声小分配的功率就多,故称这种达到容量的功率分配方式叫做注水原理。通过给各个天线分配不同的发射功率,增加系统容量。核心思想就是上面所阐述的,信道条件好,则分配更多功率;信道条件差,则分配较少的功率。 在MIMO 的信道容量当中要注意几个问题:(下面说已知CSI 都是加入了估计CSI 的算法,并且采用了注水原理。) 1. 已知CSI 的情况下的信道容量要比发送端未知CSI 的情况下的信道容量高,这是 由于当发送端已知CSI 的时候,发送端可以优化发送信号的协方差矩阵。也就是

机械优化设计MATLAB程序文件

机械优化设计作业1.用二次插值法求函数()()()22 ?极小值,精度e=0.01。 t t =t 1- + 在MATLAB的M文件编辑器中编写的M文件,如下: f=inline('(t+1)*(t-2)^2','t') a=0;b=3;epsilon=0.01; t1=a;f1=f(t1); t3=b;f3=f(t3); t2=0.5*(t1+t3);f2=f(t2); c1=(f3-f1)/(t3-t1); c2=((f2-f1)/(t2-t1)-c1)/(t2-t3); t4=0.5*(t1+t3-c1/c2);f4=f(t4); k=0; while(abs(t4-t2)>=epsilon) if t2f4 f1=f2;t1=t2; t2=t4;f2=f4; else f3=f4;t3=t4; end else if f2>f4 f3=f2;t3=t2; t2=t4;f2=f4; else f1=f4;t2=t4; end end c1=(f3-f1)/(t3-t1); c2=((f2-f1)/(t2-t1)-c1)/(t2-t3); t4=0.5*(t1+t3-c1/c2);f4=f(t4); k=k+1; end %输出最优解 if f2>f4 t=t4;f=f(t4); else t=t2;f=f(t2); end fprintf(1,'迭代计算k=%3.0f\n',k) fprintf(1,'极小点坐标t=%3.0f\n',t) fprintf(1,'函数值f=%3.4f\n',f)

运行结果如下: 迭代计算k= 7 极小点坐标t= 2 函数值f=0.0001 2.用黄金分割法求函数()32321+-=t t t ?的极小值,精度e=0.01。 在MATLAB 的M 文件编辑器中编写的M 文件,如下: f=inline('t^(2/3)-(t^2+1)^(1/3)','t'); a=0;b=3;epsilon=0.01; t1=b-0.618*(b-a);f1=f(t1); t2=a+0.618*(b-a);f2=f(t2); k=1; while abs(b-a)>=epsilon if f1

matlab程序设计实践-牛顿法解非线性方程

中南大学MATLAB程序设计实践学长有爱奉献,下载填上信息即可上交,没有下载券的自行百度。所需m文件照本文档做即可,即新建(FILE)→脚本(NEW-Sscript)→复制本文档代码→运行(会跳出保存界面,文件名默认不要修改,保存)→结果。第一题需要把数据文本文档和m文件放在一起。全部测试无误,放心使用。本文档针对做牛顿法求非线性函数题目的同学,当然第一题都一样,所有人都可以用。←记得删掉这段话 班级: ? 学号: 姓名:

一、《MATLAB程序设计实践》Matlab基础 表示多晶体材料织构的三维取向分布函数(f=f(φ1,φ,φ2))是一个非常复杂的函数,难以精确的用解析函数表达,通常采用离散 空间函数值来表示取向分布函数,是三维取向分布函数的一个实例。 由于数据量非常大,不便于分析,需要借助图形来分析。请你编写一 个matlab程序画出如下的几种图形来分析其取向分布特征: (1)用Slice函数给出其整体分布特征; " ~ (2)用pcolor或contour函数分别给出(φ2=0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 … 90)切面上f分布情况(需要用到subplot函数);

(3) 用plot函数给出沿α取向线(φ1=0~90,φ=45,φ2=0)的f分布情况。 (

备注:数据格式说明 解: (1)( (2)将文件内的数据按照要求读取到矩阵f(phi1,phi,phi2)中,代码如 下: fid=fopen(''); for i=1:18 tline=fgetl(fid); end phi1=1;phi=1;phi2=1;line=0; f=zeros(19,19,19); [ while ~feof(fid) tline=fgetl(fid); data=str2num(tline); line=line+1;数据说明部分,与 作图无关此方向表示f随着 φ1从0,5,10,15, 20 …到90的变化而 变化 此方向表示f随着φ 从0,5,10,15, 20 … 到90的变化而变化 表示以下数据为φ2=0的数据,即f(φ1,φ,0)

MATLAB通信系统仿真心得体会

MATLAB通信系统仿真心得体会 课程名称(中文) MATLAB通信系统仿真成绩姓名班级学号日期 学习MATLAB通信系统仿真心得体会 经过一学期的MATLAB通信系统仿真的学习,使我对通信原 理及仿真实践有了更深层次的理解。在学习过程当中,了解到了MATLAB的语言基础以及应用的界面环境,基本操作和语法,通信仿真工具箱的应用,simulink 仿真基础,信号系统分析等一系列的内容。我明白学好这门课程是非常的重要。 在学习当中,我首先明白了通信系统仿真的现实意义,系统模型是对实际系统的一种抽象,是对系统本质(或是系统的某种特性)的一种描述。模型可视为对真实世界中物体或过程的信息进行形式化的结果。模型具有与系统相似的特性,可以以各种形式给出我们所感兴趣的信息。知道了通信系统仿真的必要性,利用系统建模和软件仿真技术,我们几乎可以对所有的设计细节进行分层次的建模和评估。通过仿真技术和方法,我们可以有效地将数学分析模型和经验模型结合起来。利用系统仿真方法,可以迅速构建一个通信系统模型,提供一个便捷,高效和精确的评估平台。明白了MATLAB通信系统仿真课程重点就是系统仿真软件 Matlab / Simulink 在通信系统建模仿真和性能评估方面的应用原理,通信系统仿真的一般原理和方法。 MATLAB集成度高,使用方便,输入简捷,运算高效,内容丰富,并且很容易由用户自行扩展,与其它计算机语言相比, MATLAB有以下显著特点:1.MATLAB是一种解释性语言;2(变量的“多功能性”;3.运算符号的“多功能性”;4(人机界面适合科技人员;5(强大而简易的作图功能;6(智能化程度高;7(功能丰富,可扩展性强。在MATLAB的Communication Toolbox(通 信工具箱)中提供了许多仿真函数和模块,用于对通信系统进行仿真和分析。

简述基于MATLAB的优化设计

基于MATLAB 的曲柄摇杆机构优化设计 1. 问题的提出 根据机械的用途和性能要求的不同,对连杆机构设计的要求是多种多样的,但这些设计要求可归纳为以下三种问题:(1)满足预定的运动规律要求;(2)满足预定的连杆位置要求;(3)满足预定的轨迹要求。在在第一个问题里按照期望函数设计的思想,要求曲柄摇杆机构的曲柄与摇杆转角之间按照()f φ?=(称为期望函数)的关系实现运动,由于机构的待定参数较少,故一般不能准确实现该期望函数,设实际的函数为()F φ?=(称为再现函数),而再现函数一般是与期望函数不一致的,因此在设计时应使机构再现函数()F φ?=尽可能逼近所要求的期望函数()f φ?=。这时需按机械优化设计方法来设计曲柄连杆,建立优化数学模型,研究并提出其优化求解算法,并应用于优化模型的求解,求解得到更优的设计参数。 2. 曲柄摇杆机构的设计 在图 1 所示的曲柄摇杆机构中,1l 、2l 、3l 、 4l 分别是曲柄AB 、连杆BC 、摇杆CD 和机架AD 的长度。这里规定0?为摇杆在右极限位置0φ时的曲柄起始位置角,它们由1l 、2l 、3l 和4l 确定。 图1 曲柄摇杆机构简图 设计时,可在给定最大和最小传动角的前提下,当曲柄从0?转到090??+时,要求摇杆的输出角最优地实现一个给定的运动规律()f ?。这里假设要求: ()()2 0023E f φ?φ??π ==+ - (1)

对于这样的设计问题,可以取机构的期望输出角()E f φ?=和实际输出角 ()F φ?=的平方误差之和作为目标函数,使得它的值达到最小。 2.1 设计变量的确定 决定机构尺寸的各杆长度1l 、2l 、3l 和4l ,以及当摇杆按已知运动规律开始运行时,曲柄所处的位置角0?应列为设计变量,即: []12340T x l l l l ?= (2) 考虑到机构的杆长按比例变化时,不会改变其运动规律,通常设定曲柄长度 1l =1.0,在这里可给定4l =5.0,其他杆长则按比例取为1l 的倍数。若取曲柄的初始 位置角为极位角,则?及相应的摇杆l 位置角φ均为杆长的函数,其关系式为: ()()()()222221243230124225arccos 210l l l l l l l l l l l l ?????++-+-+==????++???????? (3) ()()22222124323034325arccos 210l l l l l l l l l l ????? +--+--==???????????? (4) 因此,只有2l 、3l 为独立变量,则设计变量为[][]2312T T x l l x x ==。 2.2目标函数的建立 目标函数可根据已知的运动规律与机构实际运动规律之间的偏差最小为指标来建立,即: ()()2 1min m Ei i i f x φφ==-→∑ (5) 式中,Ei φ-期望输出角;m -输出角的等分数;i φ-实际输出角,由图 1 可知: ()()02i i i i i i i παβ?πφπαβπ?π--≤≤??=?-+≤≤?? (6) 式中,222222322132arccos arccos 22i i i i i r l l r x x rl r x α???? +-+-== ? ????? (7) 222241424arccos arccos 210i i i i i r l l r rl r β???? +-+== ? ????? (8) i r == (9) 2.3约束条件

1实验一 Matlab程序设计与M文件(1)

实验一 Matlab 程序设计与M 文件 一、实验目的 1. 掌握Matlab 程序设计常用命令,如,循环、选择、暂停、显示输出、输入变量值等。 2. 掌握Matlab 的M 文件的创建于使用,包括脚本文件和函数文件。 3. 掌握常用的编程技巧。 二、实验内容 1. 输入一个百分制成绩,要求输出成绩等级A 、B 、C 、D 、E 。其中90分~100分为A ,80分~89分为B ,79分~79分为C ,60分~69分为D ,60分以下为E 。 要求: (1) 分别用if 语句和switch 语句实现。 (2) 输入百分制成绩后要判断该成绩的合理性,对不合理的成绩应输出出错信息。 2. 硅谷公司员工的工资计算方法如下: (1) 工作时数超过120小时者,超过部分加发15%。 (2) 工作时数低于60小时者,扣发700元。 (3) 其余按每小时84元计发。 试编程按输入的工号和该号员工的工时数,计算应发工资。 3. 根据2 222211116123n π=++++,求π的近似值。当n 分别取100、1000、10000时,结果是多少? 要求:分别用循环结构和向量运算(使用sum 函数)来实现。 4. 考虑以下迭代公式: 1n n a x b x +=+ 其中a 、b 为正的学数。 (1) 编写程序求迭代的结果,迭代的终止条件为|x n+1-x n |≤10-5,迭代初值x 0=1.0,迭代次数不超过500次。 (2) 如果迭代过程收敛于r ,那么r 的准确值是,当(a,b)的值 取(1,1)、(8,3)、(10,0.1)时,分别对迭代结果和准确值进行比较。

5. 已知 12312311021 323 n n n n f n f n f n f f f f n ---==??==??==??=-+>? 求f 1~f 100中: (1) 最大值、最小值、各数之和。 (2) 正数、零、负数的个数。 6. 若两个连续自然数的乘积减1是素数,则称这两个边疆自然数是亲密数对,该素数是亲密素数。例如,2×3-1=5,由于5是素数,所以2和3是亲密数,5是亲密素数。求[2,50]区间内: (1) 亲密数对的对数。 (2) 与上述亲密数对对应的所有亲密素数之和。 7. 设2411()(2)0.1(3)0.01 f x x x =+-+-+,编写一个MATLAB 函数文件fx.m ,使得调用f(x)时,x 可用矩阵代入,得出的f(x)为同阶矩阵。 8. 一物理系统可用下列方程组来表示: 111211 12 220cos sin 0sin 0cos 000sin 000cos 1a m m a m g m N m N m g θθθθθθ--??????????????????=??????-??????-?????? 从键盘输入m 1、m 2和θ的值,求a 1、a 2、N 1和N 2的值。其中g 取9.8,输入θ时以角度为单位。 要求:定义一个求解线性方程组AX=B 的函数文件,然后在命令文件中调用该函数文件。

MATLAB 2psk通信系统仿真报告

实验一 2PSK调制数字通信系统 一实验题目 设计一个采用2PSK调制的数字通信系统 设计系统整体框图及数学模型; 产生离散二进制信源,进行信道编码(汉明码),产生BPSK信号; 加入信道噪声(高斯白噪声); BPSK信号相干解调,信道解码; 系统性能分析(信号波形、频谱,白噪声的波形、频谱,信道编解 二实验基本原理 数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。 数字调制技术的两种方法:①利用模拟调制的方法去实现数字式调制,即把数字调制看成是模拟调制的一个特例,把数字基带信号当做模拟信号的特殊情况处理;②利用数字信号的离散取值特点通过开关键控载波,从而实现数字调制。这种方法通常称为键控法,比如对载波的相位进行键控,便可获得相移键控(PSK)基本的调制方式。 图1 相应的信号波形的示例 1 0 1 调制原理 数字调相:如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,它们应处于"同相"状态;如果其中一个开始得迟了一点,就可能不相同了。如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为"反相"。一般把信号振荡一次(一周)作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期,我们说两个波的

相位差180度,也就是反相。当传输数字信号时,"1"码控制发0度相位,"0"码控制发180度相位。载波的初始相位就有了移动,也就带上了信息。 相移键控是利用载波的相位变化来传递数字信息,而振幅和频率保持不变。在2PSK中,通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。因此,2PSK信号的时域表达式为(t)=Acos t+) 其中,表示第n个符号的绝对相位: = 因此,上式可以改写为 图2 2PSK信号波形 解调原理 2PSK信号的解调方法是相干解调法。由于PSK信号本身就是利用相位传递信息的,所以在接收端必须利用信号的相位信息来解调信号。下图2-3中给出了一种2PSK信号相干接收设备的原理框图。图中经过带通滤波的信号在相乘器中与本地载波相乘,然后用低通滤波器滤除高频分量,在进行抽样判决。判决器是按极性来判决的。即正抽样值判为1,负抽样值判为0. 2PSK信号相干解调各点时间波形如图 3 所示. 当恢复的相干载波产生180°倒相时,解调出的数字基带信号将与发送的数字基带信号正好是相反,解调器输出数字基带信号全部出错.

matlab程序设计作业

Matlab程序设计作业 姓名: 学号: 专业:

? MATLAB 程序设计》作业 1、考虑如下x-y 一组实验数据: x=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] y 二[1.2, 3, 4, 4, 5, 4.7, 5, 5.2, 6, 7.2] 分别绘出plot 的原始数据、一次拟合曲线和三次拟合曲线,给出 原始曲线 MATLAB 代码和运行结果。 7 6 5 4 3 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 10 一次拟合 三次拟合

x=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]; y=[1.2, 3, 4, 4, 5, 4.7, 5, 5.2, 6, 7.2]; figure; plot(x,y) p1=polyfit(x,y,1); y1=polyval(p1,x); figure; plot(x,y1) p2=polyfit(x,y,3); y2=polyval(p2,x); figure; plot(x,y2) 2、在[0, 3n区间,绘制y二Sin(x)曲线(要求消去负半波,即(n 2n)区间内的函数值置零),求出曲线y 的平均值,以及y 的最大值及其最大值的位置。给出执行代码和运行结果。 x=0:pi/1000:3*pi; y=Sin(x); y1=(y>=0).*y; %消去负半波figure(1); plot(x,y1, 'b' ); a=mean(y1) %求出y1 的平均值 b=max(y1) %求出y1 的最大值b, 以及最大值在矩阵中的位置; d=x(find(y1==b)) >> ex1 a = 0.4243 b = 1 d = 1.5708 7.8540 >>

MATLAB实现通信系统仿真实例

补充内容:模拟调制系统的MATLAB 仿真 1.抽样定理 为了用实验的手段对连续信号分析,需要先对信号进行抽样(时间上的离散化),把连续数据转变为离散数据分析。抽样(时间离散化)是模拟信号数字化的第一步。 Nyquist 抽样定律:要无失真地恢复出抽样前的信号,要求抽样频率要大于等于两倍基带信号带宽。 抽样定理建立了模拟信号和离散信号之间的关系,在Matlab 中对模拟信号的实验仿真都是通过先抽样,转变成离散信号,然后用该离散信号近似替代原来的模拟信号进行分析的。 【例1】用图形表示DSB 调制波形)4cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%%一般选取的抽样频率要远大于基带信号频率,即抽样时间间隔要尽可能短。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样,并计算出信号和包络 t=(0:ts:pi/2)';%抽样时间间隔要足够小,要满足抽样定理。 envelop=cos(2*pi*t);%%DSB 信号包络 y=cos(2*pi*t).*cos(4*pi*t);%已调信号 %画出已调信号包络线 plot(t,envelop,'r:','LineWidth',3); hold on plot(t,-envelop,'r:','LineWidth',3); %画出已调信号波形 plot(t,y,'b','LineWidth',3); axis([0,pi/2,-1,1])% hold off% xlabel('t'); %写出图例 【例2】用图形表示DSB 调制波形)6cos()2cos(t t y ππ= 及其包络线。 clf %%计算抽样时间间隔 fh=1;%%调制信号带宽(Hz) fs=100*fh;%抽样时间间隔要足够小,要满足抽样定理。 ts=1/fs; %%根据抽样时间间隔进行抽样

matlab程序设计与应用(第二版)第三章部分课后答案

第三章1. (1)A=eye(3) (2)A=100+100*rand(5,6) (3)A=1+sqrt(0.2)*randn(10,50) (4)B=ones(size(A)) (5)A+30*eye(size(A)) (6)B=diag(diag(A)) 2. B=rot90(A) C=rot90(A,-1) 3. B=inv(A) ;A的逆矩阵 C=det(A) ;A的行列式的值 D=A*B E=B*A D=E 因此A与A-1是互逆的。 4. A=[4 2 -1;3 -1 2;12 3 0]; b=[2;10;8]; x=inv(A)*b x = -6.0000 26.6667 27.3333 5. (1) diag(A) ;主对角线元素 ans = 1 1 5 9 triu(A) ;上三角阵

ans = 1 -1 2 3 0 1 -4 2 0 0 5 2 0 0 0 9 tril(A) ;下三角阵 ans = 1 0 0 0 5 1 0 0 3 0 5 0 11 15 0 9 rank(A) ;秩 ans = 4 norm(A) ;范数 ans = 21.3005 cond(A) ;条件数 ans = 11.1739 trace(A) ;迹 ans = 16 (2)略 6. A=[1 1 0.5;1 1 0.25;0.5 0.25 2] A = 1.0000 1.0000 0.5000 1.0000 1.0000 0.2500 0.5000 0.2500 2.0000

[V,D]=eig(A) V = 0.7212 0.4443 0.5315 -0.6863 0.5621 0.4615 -0.0937 -0.6976 0.7103 D = -0.0166 0 0 0 1.4801 0 0 0 2.5365

matlab程序设计与应用实验指导书

附件2 《matlab程序设计与应用》实验指导书 山东建筑大学信息与电气工程学院

前言 一、实验目的 本课程是电气工程及其自动化、自动化、电力工程与管理专业本科生的 学科基础选修课,它在线性代数、信号分析和处理、控制系统设计和仿真等 方面有着广泛的应用。主要是学习MATLAB的语法规则、基本命令和使用环境,使学生掌握MATLAB的基本命令和基本程序设计方法,提高使用该语言 的应用能力,具有使用MATLAB语言编程和调试的能力,以便为后续多门课 程使用该语言奠定必要的基础。 通过上机实验,使学生掌握MATLAB在线帮助功能的使用、熟悉MATLAB运行环境和MATLAB语言的主要特点,掌握MA TLAB语言的基本 语法规则及基本操作命令的使用,学会M文件的建立和使用方法以及应用MATLAB实现二维和三维图形的绘制方法,具有使用MATLAB语言编程和 调试的能力。 二、实验前预习 每次实验前,学生须仔细阅读本实验指导书的相关内容,明确实验目的、要求;明确实验步骤、测试数据及需观察的现象;复习与实验内容有关的理论知识;预习仪器设备的使用方法、操作规程及注意事项;做好预习要求中提出的其它事项。 三、实验注意事项 1.实验开始前,应先检查本组电脑设备是否工作正常,matlab软件工作是否正常。 2.实验时每位同学应独立完成实验任务,避免抄袭。 3.实验后应及时将实验数据进行记录与存盘,避免因电脑故障或其它原因造成实验数据的丢失。 4.实验中严格遵循电脑操作规程,如电脑发生异常现象,应立即切断电源,

报告指导教师检查处理。 5.测量数据或观察现象要认真细致,实事求是。 6.未经许可,不得对电脑进行软件及硬件的更改操作。 7.实验结束后,实验记录交指导教师查看并认为无误后,方可关掉电脑离开。 8.爱护公物,发生仪器设备等损坏事故时,应及时报告指导教师,按有关实验管理规定处理。 9.自觉遵守学校和实验室管理的其它有关规定。 四、实验总结 每次实验后,应对实验进行总结,即实验数据进行整理,绘制波形和图表,分析实验现象,撰写实验报告。实验报告除写明实验名称、日期、实验者姓名、同组实验者姓名外,还包括: 1.实验目的; 2.实验内容 3.实验流程图; 4.程序命令清单; 5.运行结果; 6.实验的收获与体会; 7.回答每项实验的有关问答题。

机械优化设计MATLAB程序

t t t 机械优化设计作业 1.用二次插值法求函数?( )= ( +1)( - 2)2 极小值,精度 e=0.01。 在 MA TLAB 的 M 文件编辑器中编写的 M 文件,如下: f=inline('(t+1)*(t -2)^2','t') a=0;b=3;epsilon=0.01; t1=a;f1=f(t1); t3=b;f3=f(t3); t2=0.5*(t1+t3);f2=f(t2); c1=(f3-f1)/(t3-t1); c2=((f2-f1)/(t2-t1)-c1)/(t2-t3); t4=0.5*(t1+t3-c1/c2);f4=f(t4); k=0; while(abs(t4-t2)>=epsilon) if t2f4 f1=f2;t1=t2; t2=t4;f2=f4; else f3=f4;t3=t4; end else if f2>f4 f3=f2;t3=t2; t2=t4;f2=f4; else f1=f4;t2=t4; end end c1=(f3-f1)/(t3-t1); c2=((f2-f1)/(t2-t1)-c1)/(t2-t3); t4=0.5*(t1+t3-c1/c2);f4=f(t4); k=k+1; end %输出最优解 if f2>f4 t=t4;f=f(t4); else t=t2;f=f(t2); end fprintf(1,'迭代计算 k=%3.0f\n',k) fprintf(1,'极小点坐标 t=%3.0f\n',t) fprintf(1,'函数值 f=%3.4f\n',f)

3.用牛顿法、阻尼牛顿法及变尺度法求函数 的极小点。( ) ( ) ( )21121 22, xxxxxf -+-= 4 2 (1)在用牛顿法在 MATLAB 的 M 文件编辑器中编写的 M 文件,如下: function [x,fx,k]=niudunfa(x0) syms x1 x2 f=(x1-2)^4+(x1-2*x2)^2; fx=0; v=[x1,x2]; df=jacobian(f,v); df=df.'; G=jacobian(df,v); epson=1e -12; g1=subs(df,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); G1=subs(G,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); k=0; p=-G1\g1; x0=x0+p; while(norm(g1)>epson) p=-G1\g1; x0=x0+p; g1=subs(df,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); G1=subs(G,{x1,x2},{x0(1,1),x0(2,1)}); k=k+1; end x=x0; fx=subs(f,{x1,x2},{x(1,1),x(2,1)}); 运行结果如下: >> [x,fx,k]=niudunfa([1;1]) x =1.9999554476059523381489991377897 0.99997772380297616907449956889483 fx =0.0000000000000000039398907941382470301534502947647 k =23 (2)用阻尼牛顿法在 MA TLAB 的 M 文件编辑器中编写的 M 文件,如下: function [x,fx,k]=zuniniudunfa(x0)%阻尼牛顿法 syms x1 x2 f=(x1-2)^4+(x1-2*x2)^2; fx=0; v=[x1,x2]; df=jacobian(f,v); df=df.'; G=jacobian(df,v); epson=1e -12;%停机原则

(完整版)基于matlab的通信系统仿真毕业论文

创新实践报告
报 告 题 目: 学 院 名 称: 姓 名:
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽
班 级 学 号: 指 导 老 师: 温 靖

二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言........................................................................................................................ 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成 ............................................................................................................... 4 2.2 信道编译码 ........................................................................................................................ 4 2.2.1 卷积码的原理 ........................................................................................................ 4 2.2.2 译码原理 ................................................................................................................ 5 2.3 调制与解调 ....................................................................................................................... 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 .................................................................................................. 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ...................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调 ................................................................................................. 7 2.4 信道 .................................................................................................................................... 8

Matlab程序设计实训

实习报告 实习名称Matlab程序设计实训 专业班级**** 姓名*** 学号*** 成绩评定 电气与信息工程学院 和谐勤奋求是创新

实习考核和成绩评定办法 1.实习成绩的考核由指导教师根据实习表现、实习报告、实习成果、现场操作、设计、口试或笔试等几个方面,给出各项权重,综合评定。该实习考核教研室主任审核,主管院长审批备案。 2.成绩评定采用五级分制,即优、良、中、及格、不及格。 3.参加本次实习时间不足三分之二或旷课四天以上者,不得参加本次考核,按不及格处理。 4.实习结束一周内,指导教师提交实习成绩和实习总结。 5.实习过程考核和实习成绩在教师手册中有记载。 实习报告内容 实习报告内容、格式各专业根据实习类别(技能实习、认识实习、生产实习、毕业实习等)统一规范,经教研室主任审核、主管院长审批备案。 注:1. 实习任务书和实习指导书在实习前发给学生,实习任务书放置在实习报告封面后和正文目录前。 2. 为了节省纸张,保护环境,便于保管实习报告,统一采用A4纸,实习报告建议双面打印(正文采 用宋体五号字)或手写,右侧装订。

2016/2017学年第二学期 《Matlab程序设计实训》计划 指导教师:****** 班级:自动化1541、2班 实习地点:1教8楼机房 一、实习目的 实习的目的:了解并掌握MATLAB软件的各种应用开发环境;了解并掌握MATLAB软件强大的科学运算功能;了解并掌握利用MATLAB语言程序设计流程进行程序设计的方法;了解并掌握MATLAB的图形处理功能;了解MATLAB软件的交互式仿真功能;了解并掌握MATLAB软件在控制系统建模、分析以及设计中的应用。 实习的任务:通过实习可以使学生将MATLAB软件与控制系统理论及仿真相结合,加深对控制系统理论知识的理解,验证理论知识的正确性,提高软件的实际操作能力,可以有效地培养学生分析及解决实际问题的能力,不断提高自学能力,养成良好的科学态度以及实事求是、严谨踏实的学习风气,成为真正的应用型本科人才。通过实训达到边学边练、理论与实际操作相结合的学习目的。 二、实习内容 掌握MATLAB编程环境、基础知识;掌握矩阵生成及运算、数组运算;矩阵函数;掌握常用绘图命令及方法;掌握基本图形处理、二维图形处理方法;掌握可视化M文件程序设计及调试;掌握Simulink仿真工具的建立和基本仿真方法。 了解并掌握基于MATLAB的控制系统数学模型及分析方法;了解并掌握基于MATLAB的控制系统PID控制器的基本设计方法。综合应用MATLAB程序设计语言,根据设计任务要求,完成软件程序的编制并调试运行。 四、实习要求 实习期间,严格遵守课堂纪律,不许迟到、早退;实习期间,学习态度端正,认真上机练习;熟练掌握MATLAB软件的应用方法;完成实习报告一份,内容充实,写出实习的体会与收获;实习报告打印成文。

基于matlab的通信系统仿真

创新实践报告 报告题目: 基于matlab的通信系统仿真学院名称: 信息工程学院 姓名: 班级学号: 指导老师: 二O一四年十月十五日

一、引言 现代社会发展要求通信系统功能越来越强,性能越来越高,构成越来越复杂;另一方面,要求通信系统技术研究与产品开发缩短周期,降低成本,提高水平。这样尖锐对立的两个方面的要求,只有通过使用强大的计算机辅助分析设计技术与工具才能实现。在这种迫切的需求之下,MA TLAB应运而生。它使得通信系统仿真的设计与分析过程变得相对直观与便捷,由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。通信系统仿真贯穿着通信系统工程设计的全过程,对通信系统的发展起着举足轻重的作用。通信系统仿真具有广泛的适应性与极好的灵活性,有助于我们更好地研究通信系统性能。通信系统仿真的基本步骤如下图所示: 二、仿真分析与测试 (1)随机信号的生成 利用Matlab中自带的函数randsrc来产生0、1等概分布的随机信号。源代码如下所示: global N N=300; global p

p=0、5; source=randsrc(1,N,[1,0;p,1-p]); (2)信道编译码 1、卷积码的原理 卷积码(convolutional code)就是由伊利亚斯(p 、Elias)发明的一种非分组码。在前向纠错系统中,卷积码在实际应用中的性能优于分组码,并且运算较简单。 卷积码在编码时将k 比特的信息段编成n 个比特的码组,监督码元不仅与当前的k 比特信息段有关,而且还同前面m=(N-1)个信息段有关。 通常将N 称为编码约束长度,将nN 称为编码约束长度。一般来说,卷积码中k 与n 的值就是比较小的整数。将卷积码记作(n,k,N)。卷积码的编码流程如下所示。 可以瞧出:输出的数据位V1,V2与寄存器D0,D1,D2,D3之间的关系。根据模2加运算特点可以得知奇数个1模2运算后结果仍就是1,偶数个1模2运算后结果就是0。 2、译码原理 卷积码译码方法主要有两类:代数译码与概率译码。代数译码主要根据码本身的代数特性进行译码,而信道的统计特性并没有考虑在内。目前,代数译码的主要代表就是大数逻辑解码。该译码方法对于约束长度较短的卷积码有较好的效果,并且设备较简单。概率译码,又称最大似然译码,就是基于信道的统计特性与卷积 码的特点进行计算。在现代通信系统中,维特比译码就是目前使用最广泛的概率 译码方法。 02 1V D D =⊕01232V D D D D =⊕⊕⊕

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