通信原理課程設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上通信原理課程設(shè)計姓名學(xué)號_班級目錄一、目錄 2二、任務(wù)書3三、具體內(nèi)容及要求 4 3.1 題目一 4 3.1.1題目內(nèi)容 4 3.1.2設(shè)計思想或方法 4 3.1.3實現(xiàn)的功能或方法 4 3.1.4程序流程圖 4 3.1.5程序代碼 5 3.1.6仿真框圖 5 3.1.7模塊描述及參數(shù)設(shè)置 5 3.1.8結(jié)果運行 10 3.1.9結(jié)果分析 11 3.2 題目二 11 3.2.1題目內(nèi)容 11 3.2.2設(shè)計思想或方法 11 3.2.2程序流程圖12 3.2.4程序代碼 13 3.2.5仿真框圖 13 3.2.6模塊描述及參數(shù)設(shè)置14 3.2.7結(jié)果運行 20 3.2.

2、8結(jié)果分析 20 3.3 題目三 20 3.3.1題目內(nèi)容 20 3.3.2設(shè)計思想或方法20 3.2.3程序流程圖21 3.2.4程序代碼 21 3.2.5結(jié)果運行 23 3.2.6結(jié)果分析 23四、心得與體會23五、參考文獻23 通信原理課程設(shè)計任務(wù)書一、目的和要求：要求學(xué)生在熟練掌握MATLAB和simulink仿真使用的基礎(chǔ)上，學(xué)會通信仿真系統(tǒng)的基本設(shè)計與調(diào)試。并結(jié)合通信原理的知識，對通信仿真系統(tǒng)進行性能分析。二、實驗環(huán)境PC機、Matlab/Simulink三、具體內(nèi)容及要求(1) 試用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能與信噪比之間的關(guān)系；(

3、2) 試用Matlab/Simulink研究BPSK+信道編碼（取漢明碼）在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能與信噪比之間的關(guān)系；分析不同碼率對誤碼率性能的影響。(3) 試用Matlab編程實現(xiàn)HDB3碼的編解碼過程，并畫出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、編碼和解碼圖形。四、提交設(shè)計報告內(nèi)容包括：l 系統(tǒng)的基本原理框圖以及每一個模塊的作用；l 系統(tǒng)Simulink 仿真過程中，每一個用到的模塊中主要參數(shù)的意義；l 仿真系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定和設(shè)定的依據(jù)；l 仿真系統(tǒng)參數(shù)改變時，給仿真結(jié)果帶來的影響（如高斯白噪聲信道的信噪比增加，則誤碼率減?。?；l

4、 仿真程序（需要加注釋）。l 仿真的結(jié)果（波形，誤碼率等）。五、主要參考文獻及資料邵玉斌. Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例分析.清華大學(xué)出版社 2008年李賀冰等，Simulink通信仿真教程，國防工業(yè)出版社，2006年5月。3.1、題目一3.1.1、題目內(nèi)容試用Matlab/Simulink研究BPSK在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能與信噪比之間的關(guān)系；3.1.2、設(shè)計思想或方法先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪聲信道（無突發(fā)干擾）下的仿真模型，設(shè)置好每個模塊的參數(shù)，編寫主程序?qū)崿F(xiàn)BPSK的輸入，在程序運行過程中調(diào)用BPSK仿真模型，然后用BitError

5、Rate取在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率，最后畫出BPSK在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能與信噪比之間的關(guān)系。3.1.3、實現(xiàn)的功能說明通過調(diào)用已建立的BPSK在加性高斯白噪聲信道（無突發(fā)干擾）下的仿真模型，利用Matlab編程分析BPSK在加性高斯白噪聲信道（無突發(fā)干擾）的誤碼率性能。3.1.4、程序流程圖3.1.5、程序代碼x=0:20; y=x; hold off;%取消原來的圖 M=2for i=1:length(x) SNR=x(i); %信道的信噪比依次取x中的元素 sim(untitled1); %運行仿真程序，得到的誤比特率保存在工作區(qū)變量 BitErrorRate中 y(i

6、)=mean(BitErrorRate); %計算BitErrorRate的平均值作為本次仿真的誤比 特率Endsemilogy(x,y,k,LineWidth,2); %對y取對數(shù)畫圖hold on;xlabel(高斯白噪聲信道中的SNR);ylabel(誤碼率);title(BPSK的誤碼率曲線);hold on;grid on;%畫網(wǎng)格3.1.6、仿真框圖3.1.7、模塊描述及參數(shù)設(shè)置Random Integer Generator (隨機整數(shù)發(fā)生器)模塊描述：采用該模塊產(chǎn)生隨機的二進制隨機信號作為系統(tǒng)的信源。模塊參數(shù)：Initial seed:隨機數(shù)種子，不同的隨機數(shù)種子通常產(chǎn)生不同的

7、序列。Sample time：抽樣時間，表示輸出序列中每個二進制符號的持續(xù)時間。Frame-based outputs:選種表示輸出為幀格式，否則輸出數(shù)據(jù)流。Samples per frame:只有當Frame-based outputs選種后才可編輯此參數(shù)，它表示輸出一幀中包含的抽樣點數(shù)。此處表示1幀由10000個比特組成。 Output data type：輸出數(shù)據(jù)類型。BPSK Modulator Baseband (BPSK基帶調(diào)制器)模塊參數(shù): Phase offset(rad):相位偏移 AWGN Channel（高斯信道）模塊描述：最簡單的信道，常指加權(quán)高斯白噪聲(AWGN)信道

8、。這種噪聲假設(shè)為在整個信道帶寬下功率譜密度(PDF)為常數(shù)，并且振幅符合高斯概率分布。模塊參數(shù)：Initial seed: 隨機數(shù)種子，不同的隨機數(shù)種子通常產(chǎn)生不同的序列。 SNR:信噪比。 Input signal power,referenced to 1 ohm：輸入信號功率,參考1歐姆。BPSK Demodulator Baseband（BPSK基帶解調(diào)器）模塊參數(shù)：Phase offset(rad):相位偏移Error Rate Calculation（誤碼率計算）模塊描述：通過比較傳輸數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)來計算誤碼率，模塊的輸出數(shù)據(jù)是長度為n的向量，其中每個元素的意義分別是：誤碼率或誤比

9、特率、總的錯誤個數(shù)、總的參加比較的符號或比特數(shù)。模塊參數(shù)：Receive delay:指定接收方滯后發(fā)送的抽樣點數(shù),即接收的第幾個值對應(yīng)發(fā)送的第一個值。Computation delay:指定開始比較時模塊忽略的抽樣點數(shù)。Computation mode:指定模塊是比較全部還是輸入數(shù)據(jù)。Output data:指定計算結(jié)果是輸出到工作區(qū)還是端口。 Selector（信號選擇器）模塊描述：選擇或重組信號，對輸入矢量的元素進行有選擇的輸出。選擇第一個，則輸出誤碼率；選擇第二個，則輸出誤碼個數(shù)；選擇第三個，則輸出全部碼數(shù)。模塊參數(shù)：Number of input dimensions:輸入維數(shù)。 I

10、ndex mode: 索引模式，該模塊默認從一開始的（one-based）。 Input port size: 輸入口大小。To Workspace(將輸出數(shù)據(jù)寫入到Matlab的工作空間)模塊描述：將其輸出寫入工作空間。模塊將其輸出寫入到一個由模塊Variable name參數(shù)命名的矩陣或結(jié)構(gòu)中。模塊參數(shù)： Variable name:寫入工作區(qū)間的數(shù)據(jù)名稱，默認為simout。 Limit data points to last:模塊最多可以保留的數(shù)據(jù)個數(shù)，inf表示無窮 大。 Decimation:寫入數(shù)據(jù)的抽樣頻率，即每隔多少抽樣點輸入一個值。 Sample time:寫入數(shù)據(jù)的抽樣時

11、間，默認值為-1，表示與上一模塊抽 樣時間相同。 Save format:將仿真輸出保存到工作空間的格式，該模塊是將輸出保 存為為數(shù)組形式。3.1.8、運行結(jié)果3.1.9、結(jié)果分析在信道高斯白噪聲的干擾下，數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率取決于信噪比，BPSK的誤碼率隨著信噪比的增大而減小。3.2、題目二3.2.1、題目內(nèi)容 試用Matlab/Simulink研究BPSK+信道編碼（取漢明碼）在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能與信噪比之間的關(guān)系；分析不同碼率對誤碼率性能的影響。3.2.2、設(shè)計思想或方法先用Simulink建立BPSK在加性高斯白噪聲信道（無突發(fā)干擾）下的仿真模型，信道編碼及解碼方式，采用

12、漢明碼進行處理，設(shè)置好每個模塊的參數(shù)，編寫主程序?qū)崿F(xiàn)BPSK的輸入，在程序運行過程中調(diào)用BPSK仿真模型，然后用BitErrorRate取在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率，最后畫出BPSK在加性高斯白噪聲信道下的誤碼率性能與信噪比之間的關(guān)系曲線。3.2.3、程序流程圖3.2.4、程序代碼clc%x表示信噪比x=-2:1:8;y=zeros(size(x);%產(chǎn)生全零矩陣 %信源產(chǎn)生信號的bit等于10000bit/sBitRate=10000; %循環(huán)執(zhí)行仿真程序 MessageLength=4;CodewordLength=7;for i=1:length(x) SNR=x(i); sim(B

13、PSK_Hamming);%運行仿真程序，得到的誤比特率保存在工作區(qū)變量BitErrorRate中 y(i)=mean(BitErrorRate);%對矩陣中各列的誤碼率元素分別求平均值endsemilogy(x,y,-r);%y軸用對數(shù)標度，x軸用線性標度繪制圖形hold on; MessageLength=11CodewordLength=15for i=1:length(x) SNR=x(i); sim(BPSK_Hamming);%調(diào)用仿真程序 y(i)=mean(BitErrorRate);%取平均值endsemilogy(x,y,-k); %y軸用對數(shù)標度，x軸用線性標度繪制圖形h

14、old on; MessageLength=26CodewordLength=31for i=1:length(x) SNR=x(i); sim(BPSK_Hamming); %調(diào)用仿真程序 y(i)=mean(BitErrorRate); %取平均值endsemilogy(x,y,-b); %y軸用對數(shù)標度，x軸用線性標度繪制圖形 hold on;xlabel(信噪比SNR(dB); ylabel(誤碼率Pe); title(BPSK+漢明碼的誤碼率性能);legend(碼率=4/7,碼率=11/15,碼率=26/31)%給圖形加注解axis(-2 8 1e-6 1);%坐標軸grid on

15、; %畫網(wǎng)格線3.2.5、仿真框圖3.2.6、模塊描述及參數(shù)設(shè)置Random Integer Generator（隨機整數(shù)發(fā)電器）模塊描述：采用該模塊產(chǎn)生隨機的二進制隨機信號作為系統(tǒng)的信源模塊參數(shù)：Initial seed:隨機數(shù)種子，不同的隨機數(shù)種子通常產(chǎn)生不同的序列。Sample time：抽樣時間，表示輸出序列中每個二進制符號的持續(xù)時間。Frame-based outputs:選種表示輸出為幀格式，否則輸出數(shù)據(jù)流。Samples per frame:只有當Frame-based outputs選種后才可編輯此參數(shù)，它表示輸出一幀中包含的抽樣點數(shù)。此處表示1幀由MessageLength個

16、比特組成Output data type：輸出數(shù)據(jù)類型。Hamming Encoder（漢明碼編碼器）模塊描述：用于對輸入信息進行漢明編碼，漢明碼是一種能夠糾正一位錯誤的紅性分組碼，碼長為N。該信息位的長度為K，其中，N=2M-1（M=3），K=N-M。模塊參數(shù)：CodewordLength:碼長 M-degree primitive polynomial：m次本始多項式BPSK Modulator Baseband (BPSK基帶調(diào)制器)模塊參數(shù): Phase offset(rad):相位偏移 AWGN Channel（高斯信道）模塊描述：最簡單的信道，常指加權(quán)高斯白噪聲(AWGN)信道。這

17、種噪聲假設(shè)為在整個信道帶寬下功率譜密度(PDF)為常數(shù)，并且振幅符合高斯概率分布。模塊參數(shù)：Initial seed: 隨機數(shù)種子，不同的隨機數(shù)種子通常產(chǎn)生不同的序列。 SNR:信噪比。 Input signal power,referenced to 1 ohm：輸入信號功率,參考1歐姆。BPSK Demodulator Baseband（BPSK基帶解調(diào)器）模塊參數(shù)：Phase offset(rad):相位偏移Hamming Decoder（漢明碼解碼器）模塊描述：創(chuàng)建一個碼長為N，信息碼長為K的漢明碼。其中，N=2M-1(M=3),K=N-M。模塊參數(shù)：此處的兩個參數(shù)要與前面的Hammi

18、ng Encode參數(shù)一致。Error Rate Calculation（誤碼率計算）模塊描述：通過比較傳輸數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)來計算誤碼率，模塊的輸出數(shù)據(jù)是長度為n的向量，其中每個元素的意義分別是：誤碼率或誤比物率、總的錯誤個數(shù)、總的參加比較的符號或比特數(shù)。模塊參數(shù)：Receive delay:指定接收方滯后發(fā)送的抽樣點數(shù),即接收的第幾個值對應(yīng)發(fā)送的第一個值。Computation delay:指定開始比較時模塊忽略的抽樣點數(shù)。Computation mode:指定模塊是比較全部還是輸入數(shù)據(jù)。Output data:指定計算結(jié)果是輸出到工作區(qū)還是端口。Selector（信號選擇器）模塊描述：選擇或

19、重組信號，對輸入矢量的元素進行有選擇的輸出。選擇第一個，則輸出誤碼率；選擇第二個，則輸出誤碼個數(shù)；選擇第三個，則輸出全部碼數(shù)。模塊參數(shù)：Number of input dimensions:輸入維數(shù)。 Index mode: 索引模式，該模塊默認從一開始的（one-based）。 Input port size: 輸入口大小。To Workspace(將輸出數(shù)據(jù)寫入到Matlab的工作空間)模塊描述：寫入專門的數(shù)據(jù)到MATLAB的主工作區(qū)。數(shù)據(jù)不可用直到仿真結(jié)束或暫停。模塊參數(shù)： Variable name:寫入工作區(qū)間的數(shù)據(jù)名稱，默認為simout。 Limit data points to

20、 last:模塊最多可以保留的數(shù)據(jù)個數(shù)，inf表示無窮 大。 Decimation:寫入數(shù)據(jù)的抽樣頻率，即每隔多少抽樣點輸入一個值。 Sample time:寫入數(shù)據(jù)的抽樣時間，默認值為-1，表示與上一模塊抽 樣時間相同。 Save format:輸出數(shù)據(jù)的形式。3.2.7、運行結(jié)果3.2.8、結(jié)果分析在相同信噪比的情況下，碼率不同誤碼率也不同，信息碼長度越長的誤碼率和信噪比關(guān)系曲線越低，在信噪比較小時很難分辨誤碼率相差不大，而隨著信噪比的增大誤碼率會相差越來越大。3.3題目三3.3.1、題目內(nèi)容試用Matlab編程實現(xiàn)HDB3碼的編解碼過程，并畫出1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1

21、1 1 0 0 0 0 0 0 1 0的原始、編碼和解碼圖形。3.3.2、設(shè)計思想或方法 編碼時，對于消息碼中的1依次取+1,-1，連續(xù)有4個0時，第4個0置為V，第一個V的正負與前一個相鄰0的1的正負一樣，之后V依次取前個V的相反極性；并且判斷V的極性與前一個與0相鄰的非0值的極性是否一樣，若不一樣，則改變該非0值的極性；解碼時，+1，1都變成1；連續(xù)遇見3個0則把該3個0與之后1位皆變?yōu)? ；l連續(xù)遇見2個0，則判斷2個0之前一位與之后一位極性是否相同，若相同，則該4為皆化為0。3.3.3、程序流程圖3.3.4、程序代碼x1=1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0

22、0 0 0 1 0;n=length(x1);x2=x1;m=1;r=0; c=0;d=0;%HDB3編碼for i=1:n if x2(i)=0 r=r+1; if r=4&c=0 c=1; x2(i)=b; d=-x2(i); r=0; end if r=4&c=1 x2(i)=d; d=-d; if x2(i)=x2(i-4) x2(i-3)=x2(i); m=-x2(i-3); end r=0; end else x2(i)=m; b=m; m=-m; r=0; endend%HDB3解碼e=0;x3=x2;for i=1:n if x3(i)=0 e=e+1; if e=3&in x3(i-2:i+1)=0 0 0 0; e=0; end if e=2&in if x3(i+1)=x3(i-2) x3(i-2:i+1)=0 0 0 0; e=0; end end else x3(i)=1; e=0; endend%作圖subplot(4,1,1);stairs(0:length(x1)-1,x1);axis(0 length(x1) -2 2);ylabel(消息碼);subplo