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1、实验报告课程名称通信系统建模与仿真实验项目名称通信系统建模与仿真软件实验实验类型实验学时班级20110822 学号2011082227 姓名杨俊良指导教师何忠秋实验室名称实验时间实验成绩预习部分实验过程表现实验报告部分总成绩教师签字日期哈尔滨工程大学教务处制名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 28 页 - - - - - - - - - 实验一：低通采样定理和内插与抽取实现一、实验目的用 Matlab 编程实现自然采样与平顶采样过程，根据实验结果给出二者的结论
2、；掌握利用 MATLAB 实现连续信号采样、频谱分析和采样信号恢复的方法。二、实验原理1抽样定理若)(tf是带限信号，带宽为m, )(tf经采样后的频谱)(sF就是将)(tf的频谱)(F在频率轴上以采样频率s为间隔进行周期延拓。因此，当sm时，不会发生频率混叠；而当s2*k7、第 11 个数为 1 k=108、in 与h卷积名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 28 页 - - - - - - - - - 五、实验分析当=1 时候，眼图睁开最大，峰值失真最小。
3、但由图可见它的主瓣最宽，频带利用率最低，这是它所付出的代价。当=0.05 时候 , 频带利用率高，但眼图最不明显，码间干扰最大，同时对抽样时间定时要求特别严格，这使得他在物理上比较难实现。当=0.5 时候，虽然两个性能都不是最优，但综合两因素， 它还是不错， 因此实际中，常采用此系统。为此，后面的实验考虑到直观性，没有考虑带宽限制，均取1。六、程序设计clearclcfs=3000; Tc=0.001; %fc=1000; %k=20; m=4; alfa=0.3; for s=1:200 n=s-1;if n=80 开始参数设置：如左步骤：k，m，alfa根据公式生成（根）升余弦滚降滤波器对
4、设计的滤波器进行抽样画图结束名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 28 页 - - - - - - - - - h1(s)=1;elseh1(s)=sin(pi*(n/k-m)*cos(pi*alfa*(n/k-m)/pi/(n/k-m)/(1-4*alfa*alfa*(n/k-m)*(n/k-m); %raised cosine filter% h(s)=(sin(pi*(n/k-m+eps)*(1-alfa) +4*alfa*(n/k-m+eps)*cos
5、(pi*(n/k-m)*(1+alfa)./pi./(n/k-m+eps)./(1-4*4*alfa*alfa*(n/k-m)*(n/k-m); %root-raised cosine filterendendfor s=1:200n=s-1;if n=100 %n=k*m h2(s)=1;elseh2(s)=sin(pi*(n/k-m-1)*cos(pi*alfa*(n/k-m-1)/pi/(n/k-m-1)/(1-4*alfa*alfa*(n/k-m-1)*(n/k-m-1); %raised cosine filter% h2(s)=(sin(pi*(n/k-m+eps-1)*(1-al
6、fa) +4*alfa*(n/k-m+eps-1)*cos(pi*(n/k-m-1)*(1+alfa)./pi./(n/k-m+eps-1)./(1-4*4*alfa*alfa*(n/k-m-1)*(n/k-m-1); %root-raised cosine filter endendin=zeros(1,200); % 1012*kin(21)=1; % k=10out1=conv(in,h1); %out2=conv(in,h2);t=0:0.1:20;figure(1)stem(t,out1(1:201),k.); %out(1:k1)hold on ;stem(t,out2(1:201
7、),r*);hold off;gridxlabel( 时间 )ylabel( 幅度 )legend(h(t), h(t-Tc), Location, northeast)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 28 页 - - - - - - - - - 实验四QPSK 调制信号经瑞利衰落信道性能一、实验目的学会用 MA TLAB 实现 QPSK 调制信号在瑞利衰落信道下系统性能仿真分析。二、实验原理在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其他移动体的影响，
8、以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和。而描述这样一种信道的常用信道模型便是瑞利衰落信道。瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）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，表现为“ 衰落 ” 特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。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。假设经反射（或散射）到达接收天线的信号为N 个幅值和相位均随机的且统计独立的信号之和
9、。信号振幅为r,相位为,则其包络概率密度函数为2222( ),0rrP rer(r0) 相位概率密度函数为：1( )2P， （20）02468101214161820-0.200.20.40.60.811.2时 间幅度h(t)h(t-Tc)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 28 页 - - - - - - - - - 三、上机实验内容1验证实验原理中所述的相关程序，CLARK （ex2.m）, Jakes(Rayleigh.m) 信道模型。2验证 QPSK
10、 调制信号经根生余弦滚降成形滤波之后在瑞利衰落信道下系统误比特和误符号性能，实现参考程序ex11main.m，ex11.mdl。四、结果分析实验步骤：1、 验证 CLARK(ex2.m) 信道模型2、 验证 Jakes（Rayleigh.m）信道模型开始参数设置： N:路径条数 fd：多普勒频移产生随机数作为幅度系数利用随机数产生均匀随机相位计算合成信号的分量X、Y并求合成信号的包络（服从瑞利分布）画图结束名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 28 页 - -
11、 - - - - - - - 3、QPSK 调制信号经矩形脉冲成形滤波之后在瑞利衰落信道信道下系统误比特率和误符号性能的验证。开始参数设置： N:路径条数 fd;多普勒频移 t：抽样时间序列产生信道函数的实虚部产生归一化功率系数求每条路径的随机相位及冲激响应冲激响应与归一化功率系数相乘得到信道传输函数画图结束名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 28 页 - - - - - - - - - 计算瑞利衰落+AWGN 信道 BER errorBit BER(ii)
12、 = biterr(msg, msg_demod, log2(M); 开始参数设置： 1、矩形脉冲的取样点数nSamp = 8;；2、每种 SNR 下的传输的符号数numSymb = 10000;；3、 QPSK 的符号类型数 M=4;；4、SNR 的范围 SNR=-3:3；5、Gray编码格式grayencod=0 1 3 2;利用 randsrc产生发送符号进行 Gray编码影射使用 pskmod进行 QPSK 调制使用 rectpulse 进行矩形脉冲成形使用 rayleight 生成瑞利衰落通过 AWGN信道使用 intdump 进行匹配滤波相干解调QPSK 解调Gray编码逆映射计算
13、 AWGN信道 BER名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 28 页 - - - - - - - - - 计算 AWGN 信道 SER errorBit1 BER1(ii) =biterr(msg,msg_demod1,log2(M);计算瑞利衰落+AWGN 信道 SER errorSym SER(ii) = symerr(msg, msg_demod);画出 BER和SER随SNR变化的曲线errorSym SER1(ii) = symerr(msg, ms
14、g_demod1); 4、QPSK调制信号经根升余弦滚降脉冲成形滤波之后在瑞利衰落信道下系统误比特率和误符号性能的验证。修改程序：1）把 msg_tx=rectpulse(msg_tx,nSamp); 改成 mag_tx=reosflt(msg_tx,fd,fs, sqrt ,0.5,nSamp/2);%换成了根升余弦2）在 QPSK解调 msg_gr_demod=pskdemod(msg_rx_down,M);前加上msg_rx_down=msg_rx_down(nSmp+1:1:length(msg_rx_down);%去掉延时保持同步msg_rx_down1=msg_rx_down1(n
15、Samp+1:1:length(msg_rx_down1); 其他不变五、实验结果分析结论1、CLARK 模型的验证名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 27 页，共 28 页 - - - - - - - - - 3、QPSK 调制信号经矩形脉冲成形滤波之后在瑞利衰落信道系统误比特率和误符号性能验证。实验分析：随着SNR 的增加， QPSK 的 BER 和 SER 都降低， BER 小于相应的SER。-3-2-1012310-410-310-210-1100信 噪 比（ dB）误符号率和误比特率QPSK 在 AWGN 和 Rayleigh 衰 落 信 道 下 的 性 能AWGN 信 道 BERAWGN 信 道 SERRayleigh 衰 落 +AWGN 信 道 BERRayleigh 衰 落 +AWGN 信 道 SER名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 28 页，共 28 页 - - - - - - - - -