MATLAB仿真實例通信原理

1、一、實驗?zāi)康?二、實驗題目1三、實驗內(nèi)容13.1傅里葉變換與傅里葉反變換13.2題目一：正弦信號波形及頻譜23.2.1仿真原理及思路23.2.2程序流程圖33.2.3仿真程序及運行結(jié)果33.2.4實驗結(jié)果分析53.3題目二：單極性歸零（RZ）波形及其功率譜53.3.1仿真原理及思路53.3.2程序流程圖63.3.3仿真程序及運行結(jié)果63.3.4實驗結(jié)果分析83.4題目三：升余弦滾降波形的眼圖及其功率譜83.4.1仿真原理及思路83.4.2程序流程圖83.4.3仿真程序及運行結(jié)果83.4.4實驗結(jié)果分析：103.5題目四：完成PCM編碼及解碼的仿真113.5.1仿真原理及思路113.5.2程序流

2、程圖123.5.3仿真程序及運行結(jié)果123.5.4實驗結(jié)果分析153.6附加題一：最佳基帶系統(tǒng)的PeEbNo曲線，升余弦滾降系數(shù)a=0.5，取樣值的偏差是Ts/4163.6.1仿真原理及思路163.6.2程序流程圖163.6.3仿真程序及運行結(jié)果163.6.4實驗結(jié)果分析183.7附加題二：試作出PeEb/No曲線。升余弦滾降系數(shù)a0.5，取樣時間無偏差，但信道是多徑信道，C(f)=|1-0.5-j2pft|,t=Ts/2183.7.1仿真原理及思路183.7.2程序流程圖193.7.3仿真程序及運行結(jié)果193.7.4實驗結(jié)果分析21四、實驗心得21一、 實驗?zāi)康膎 學(xué)會MATLAB軟件的最基

3、本運用。MATLAB是一種很實用的數(shù)學(xué)軟件，它易學(xué)易用。MATLAB對于許多的通信仿真類問題來說是很合適的。n 了解計算機仿真的基本原理及方法，知道怎樣通過仿真的方法去研究通信問題。n 加深對通信原理課程有關(guān)內(nèi)容的理解。二、 實驗題目u 必做題：1) 正弦信號波形及頻譜；2) 單極性歸零（RZ）波形及其功率譜，占空比為50%；3) 升余弦滾降波形的眼圖及其功率譜。滾降系數(shù)為0.5。發(fā)送碼元取值為0、2。u 選做題：完成PCM編碼及解碼的仿真。u 附加題：1) 最佳基帶系統(tǒng)的PeEbNo曲線，升余弦滾降系數(shù)a=0.5，取樣值的偏差是Ts/4；2) 試作出PeEb/No曲線。升余弦滾降系數(shù)a0.5

4、，取樣時間無偏差，但信道是多徑信道，。三、 實驗內(nèi)容3.1 傅里葉變換與傅里葉反變換對于確定信號，其傅里葉變換為： 傅里葉反變換為：在通信原理仿真中，傅里葉變換與傅里葉反變換會經(jīng)常用到，我們可以利用MATLAB的快速傅里葉變換函數(shù)fft與快速傅里葉反變換函數(shù)ifft編寫傅里葉變換子程序與傅里葉反變換子程序。其程序代碼如下：傅里葉變換子程序：%傅里葉變換子程序function X=t2f(x)global dt df N t f T%X=t2f(x)%x為時域的取樣值矢量%X為x的傅氏變換%X與x長度相同,并為2的整冪。%本函數(shù)需要一個全局變量dt(時域取樣間隔)H=fft(x);X=H(N/2

5、+1:N),H(1:N/2).*dt;end傅里葉反變換子程序：%傅里葉反變換子程序function x=f2t(X)global dt df t f T N%x=f2t(X)%x為時域的取樣值矢量%X為x的傅氏變換%X與x長度相同并為2的整冪%本函數(shù)需要一個全局變量dt(時域取樣間隔)X=X(N/2+1:N),X(1:N/2);x=ifft(X)/dt;%x=tmp(N/2+1:N),tmp(1:N/2);end3.2 題目一：正弦信號波形及頻譜3.2.1 仿真原理及思路一般來說，任意信號是定義在時間區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)，但所有計算機的CPU都只能按指令周期離散運行，同時計算機也不能處理這樣一個

6、時間段。為此我們把按區(qū)間截短為，再對按時間間隔均勻取樣得到個樣值。仿真時我們用這個樣值集合來表示信號。顯然反映了仿真系統(tǒng)對信號波形的分辨率，越小則仿真的精確度越高。據(jù)通信原理所學(xué)，信號被取樣以后的頻譜是頻率的周期函數(shù)，其重復(fù)周期是。如果信號的最高頻率為，那么必須有才能保證不發(fā)生混疊失真。我們稱為仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)帶寬。如果我們的仿真程序中設(shè)定的采樣間隔是，那么我們不能用此仿真程序來研究帶寬大于的信號或系統(tǒng)。此外，信號的頻譜通常來說也是定義在頻率區(qū)間上的連續(xù)函數(shù)，所以仿真頻域特性時，我們也必須把截短并取樣?？紤]到系統(tǒng)帶寬是，我們把頻域的截短區(qū)間設(shè)計為，然后再按間隔均勻取樣得到個樣值。反映了仿真系統(tǒng)在

7、頻域上的分辨率。頻域離散的信號對應(yīng)到時域是一個周期信號，其周期為。類似前面的分析，如果我們的仿真程序中設(shè)定的采樣間隔是，那么我們就不能仿真截短時間超過的信號?？紤]到時域截短時間為T，我們把頻域的取樣間隔設(shè)計為。 這樣一來，時域的總?cè)狱c數(shù)及頻域的總?cè)狱c數(shù)都相等，為。要提高仿真的精度，就必須降低時域取樣間隔及頻域取樣間隔，也就是要加大總?cè)狱c數(shù)N。這說明仿真的精度與仿真系統(tǒng)的運算量直接有關(guān)。為了處理上的方便，我們今后規(guī)定采樣點數(shù)N為2的整冪。首先，設(shè)定正弦信號的采樣點數(shù)為，時域采樣間隔為，頻域采樣間隔為，所以定義一個時域的維矢量，定義一個頻域的維矢量；其次，定義一個余弦函數(shù)，其中，并對其進行傅

8、里葉變換及傅里葉反變換；最后，畫出該余弦函數(shù)波形圖與頻譜圖。3.2.2 程序流程圖產(chǎn)生余弦信號傅里葉變換畫出頻譜圖傅里葉反變換畫出余弦信號波形產(chǎn)生余弦信號及頻譜流程圖3.2.3 仿真程序及運行結(jié)果仿真程序：%實驗一：正弦信號波形及其頻譜close allclear allglobal dt df N t f T %全局變量N=214; %采樣點數(shù)dt=0.01; %時域采樣間隔df=1/(N*dt);%頻域采樣間隔T=N*dt; %截短時間Bs=N*df/2; %系統(tǒng)帶寬t=linspace(-T/2,T/2,N);f=linspace(-Bs,Bs,N);s=sin(2/3*pi*t);S=

9、t2f(s);a=f2t(S);figure(1)set(1,'Position',10,350,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 figure(2)set(2,'Position',10,50,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 figure(1)as=abs(S); %求模plot(f,as)axis(-2,+2, 1.1*min(as), 1.1*max(as)xlabel('f (MHz)') ylabel('Ps(f)')grid onfigure(2)plot(t,a)axis(-5,5,1.1*min(a),1

10、.1*max(a);xlabel('t') ylabel('s(t)')grid on程序運行結(jié)果：取樣點數(shù)=2k,k=14，得到如下波形：3.2.4 實驗結(jié)果分析由上圖可以看出，余弦函數(shù)的頻譜為兩個脈沖信號的疊加，兩個脈沖信號分別在和處。3.3 題目二：單極性歸零（RZ）波形及其功率譜3.3.1 仿真原理及思路功率信號的平均功率：。該信號的雙邊功率譜密度為：，其中是截短后的傅氏變換，是的能量譜，是在截短時間內(nèi)的功率譜。對于仿真系統(tǒng)，若x是時域取樣值矢量，X是對應(yīng)的傅氏變換，那么x的功率譜便為矢量。對于采用歸零（RZ）及不歸零（NRZ）矩形脈沖波形的數(shù)字信號，可

11、以用簡單的方法信號矢量s。設(shè)a是碼元矢量，N是總?cè)狱c數(shù)，M是總碼元數(shù)，L是每個碼元內(nèi)的點數(shù)，那么NRZ信號可這樣獲得：s=zeros(1,N);for ii=1:L, s(ii+0:M-1*L)=a; end對于，若Rt是要求的占空比，dt是仿真系統(tǒng)的時域采樣間隔，則RZ信號的產(chǎn)生方法是：s=zeros(1,N);for ii=1:Rt/dt, s(ii+0:M-1*L)=a; end首先，利用rand函數(shù)產(chǎn)生一個尺寸為1*M的矩陣，其元素按均勻分布隨機取值于區(qū)間0,1，并用round函數(shù)對其四舍五入，得到一個隨機產(chǎn)生的0,1序列；其次，利用for循環(huán)產(chǎn)生碼元長度為L點，碼元為0,1，且占空

12、比為50%的單極性歸零碼，并畫出其波形圖；最后，計算該RZ的功率譜密度，并畫出其波形。3.3.2 程序流程圖產(chǎn)生0,1分布的隨機序列產(chǎn)生碼元為0,1的RZ計算功率譜，并畫出波形畫出波形RZ波形及其功率譜密度仿真流程圖3.3.3 仿真程序及運行結(jié)果仿真程序：%實驗二：畫出單極性歸零碼及其功率譜close allclear allglobal dt t df NN=214;%采樣點數(shù)L=64;%每碼元的采樣點數(shù)M=N/L;%碼元數(shù)Rb=2;%碼速率為2Mb/sTs=1/Rb;%碼元間隔dt=Ts/L;%時域采樣間隔Rt=0.5; %占空比df=1/(N*dt);%頻域采樣間隔T=N*dt; %截短

13、時間Bs=N*df/2;%系統(tǒng)帶寬t=linspace(-T/2,T/2,N);%時域橫坐標(biāo)f=linspace(-Bs,Bs,N);%頻域橫坐標(biāo)EP=zeros(1,N);for jj=1:100 a=round(rand(1,M); %產(chǎn)生M個取值0，1等概的隨機碼 s=zeros(1,N); %產(chǎn)生一個N個元素的零序列 for ii=1:Rt*Ts/dt s(ii+0:M-1*L)=a;%產(chǎn)生單極性歸零碼 end Q=t2f(s); %付氏變換 P=Q.*conj(Q)/T; %P為單極性歸零碼的功率 EP=(EP*(jj-1)+P)/jj; %累計平均end aa=30+10*log1

14、0(EP+eps);%加eps以避免除以零figure(1)set(1,'Position',10,350,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 figure(2)set(2,'Position',10,50,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小figure(1)plot(f,aa,'g')xlabel('f(MHZ)')ylabel('Ps(f)')axis(-15,+15, 1.1*min(aa), 1.1*max(aa)grid onfigure(2)plot(t,s,'r')xlabel(&

15、#39;t(ms)')ylabel('s(t)(V)')axis(-10,+10,1.1*min(s),1.1*max(s)grid on程序結(jié)果：輸入取樣點數(shù)=2k,k=14，得到如下波形：3.3.4 實驗結(jié)果分析由上圖結(jié)果可以看單極性歸零碼序列的功率譜密度不僅含有離散的直流分量及連續(xù)譜,而且還包含離散的時鐘分量和奇次諧波分量，功率譜主瓣寬度為碼元速率2Rb Mb/s。根據(jù)數(shù)字PAM信號功率譜密度公式得到：功率譜分為兩個部分，第一部分是連續(xù)譜，形狀取決于GT(f);第二部分是離散線譜，相鄰線譜頻率間隔為1/Ts。若序列的均值ma為零,則第二部分為零，即離散線譜消失，單

16、極性碼的均值不為零，故都存在直流分量。3.4 題目三：升余弦滾降波形的眼圖及其功率譜3.4.1 仿真原理及思路眼圖是數(shù)字信號在示波器上重復(fù)掃描得到的顯示圖形。若示波器的掃描范圍是Na個碼元，那么畫眼圖的方法是：tt=0:dt:Na*L*dt;hold onfor ii=1:Na*L:N-Na*L plot(tt,s(ii+1:Na*L);end首先，產(chǎn)生一個sinc函數(shù)，并定義升余弦濾波器的傳遞函數(shù)為，得到升余弦脈沖為；其次，對升余弦脈沖進行傅里葉變換，畫出升余弦信號的頻譜圖；最后，再對所得函數(shù)進行傅里葉反變換并對結(jié)果取實數(shù)部分，并利用for循環(huán)，畫出Na個碼元寬度的眼圖。 3.4.2 程序流

17、程圖產(chǎn)生升余弦信號傅氏變換計算功率譜畫出圖形傅氏逆變換畫出眼圖升余弦滾降波形的眼圖及其功率譜仿真流程圖3.4.3 仿真程序及運行結(jié)果仿真程序：%實驗三：升余弦滾降波形的眼圖及其功率譜close allclear allglobal dt t df NN=214; %采樣點數(shù)L=32; %每碼元的采樣點數(shù)M=N/L; %碼元數(shù)Rb=2;%碼速率是2Mb/sTs=1/Rb; %碼元間隔dt=Ts/L; %時域采樣間隔df=1/(N*dt); %頻域采樣間隔T=N*dt; %截短時間Bs=N*df/2; %系統(tǒng)帶寬Na=4; %示波器掃描寬度為4個碼元alpha=input('滾降系數(shù)=0.

18、5'); t=-T/2+dt/2:dt:T/2; %時域橫坐標(biāo)f=-Bs+df/2:df:Bs; %頻域橫坐標(biāo)g1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);g2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).2);g=g1.*g2; %升余弦脈沖波形G=t2f(g);figure(1)set(1,'Position',10,350,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 figure(2)set(2,'Position',10,50,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 hold ongrid onaxis(-3,+3

19、,-50,50)xlabel('t in us')ylabel('s(t) in V')EP=zeros(size(f)+eps;for ii=1:50 a=sign(randn(1,M);a=a+1;imp=zeros(1,N); %產(chǎn)生沖激序列imp(L/2:L:N)=a/dt;S=t2f(imp).*G; %升余弦信號的傅氏變換s=f2t(t2f(imp).*G); %升余弦信號的時域波形s=real(s);P=S.*conj(S)/T; %升余弦信號的功率譜EP=(EP*(ii-1)+P+eps)/ii;endfigure(2)tt=0:dt:Na*L*

20、dt;for jj=1:Na*L:N-Na*L plot(tt,s(jj:jj+Na*L); axis(0,+2,-1,3) grid onend %作眼圖figure(1)plot(f,30+10*log10(EP),'g');grid onaxis(-3,+3,-50,50)xlabel('f (MHz)')ylabel('Ps(f) (dBm/MHz)')程序運行結(jié)果：輸入滾降系數(shù)=0.5，得到如下波形：3.4.4 實驗結(jié)果分析：由上圖可以清晰地看出時的眼圖，定性的判斷此時系統(tǒng)的誤碼嚴(yán)重程度，可以得到最佳抽樣時刻約為0.22us、0.72u

21、s、1.22us、1.72us。該程序還可以輸入不同的值得到不同滾降系數(shù)時的眼圖，越接近1,信號成形的波形越好,眼圖的質(zhì)量也越好，而在一定碼元速率下隨著值的增加,信號占用的帶寬就越大,頻帶利用率下降。3.5 題目四：完成PCM編碼及解碼的仿真3.5.1 仿真原理及思路在PCM中，對模擬信號進行抽樣、量化，將量化的信號電平值轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的二進制碼組的過程稱為編碼，其逆過程稱為譯碼或解碼。從理論上看，任何一個可逆的二進制碼組均可用于PCM。但是目前最常見的二進制碼有三類：二進制自然碼（NBC）、折疊二進制碼組（FBC）、格雷二進制碼（RBC）。在PCM中實際采用的是折疊二進制碼。圖3.5.1 A律1

22、3折線由表3-1可見，如果把16個量化級分成兩部分：07的8個量化級對于于負(fù)極性樣值脈沖，815的8個量化級對應(yīng)于正極性樣值脈沖。自然二進制碼就是一般的十進制正整數(shù)的二進制表示，在16個量化級中：，采用4位碼元表示為：、的有無組合來構(gòu)成。比如第11個量化級可表示為其對應(yīng)的碼組可表示為：1011，其余依次類推。本程序中采用自然碼的編碼方式。表3.5.1 自然碼、折疊碼、格雷碼樣值脈沖極性量化級自然二進制碼b1 b2 b3 b4 折疊二進制碼b1 b2 b3 b4格雷碼b1 b2 b3 b4正極性部分151413121110981 1 1 11 1 1 01 1 0 11 1 0 01 0 1 1

23、1 0 1 01 0 0 11 0 0 01 1 1 11 1 1 01 1 0 11 1 0 01 0 1 11 0 1 01 0 0 11 0 0 01 0 0 01 0 0 11 0 1 11 0 1 01 1 1 01 1 1 11 1 0 11 1 0 0負(fù)極性部分765432100 1 1 10 1 1 00 1 0 10 1 0 00 0 1 10 0 1 00 0 0 10 0 0 00 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 00 0 1 00 0 1 1

24、0 0 0 10 0 0 0CCITT建議的PCM編碼規(guī)則,電話語音信號的頻帶為3003400Hz，抽樣速率為，對每個抽樣值進行A律或者律對數(shù)壓縮非均勻量化及非線性編碼，每個樣值用八位二進制代碼表示，這樣，每路標(biāo)準(zhǔn)話路的比特率為64kbps。表3.5.2中給出的是信號正值的編碼，負(fù)值編碼是對稱的，其絕對值與此表相同。整個信號動態(tài)范圍共分13個段落，各段落的量化間隔都不同，并且有2的倍數(shù)關(guān)系。每個段落內(nèi)位均勻分層量化，共16層。每個樣值用8比特來表示，即。這8比特分為三部分：為極性碼，0代表負(fù)值，1代表正值。稱為段落碼，表示段落的號碼，其值為07，代表8個段落。表示每個段落內(nèi)均勻分層的位置，其值

25、為015，代表一段落內(nèi)的16個均勻量化間隔。在PCM解碼時，根據(jù)八比特碼確定某段落內(nèi)均勻分層的位置，然后去其量化間隔的中間值作為量化電平。本程序首先產(chǎn)生一個正弦信號，并對其進行采樣量化，生成一個幅值矩陣；然后利用編碼子函數(shù)對此矩陣中的每個元素按照A律13折線編碼規(guī)則編碼，并產(chǎn)生一個輸出碼組矩陣；最后利用解碼子函數(shù)對輸出碼組矩陣解碼，并畫出編碼前與解碼后的波形圖。3.5.2 程序流程圖產(chǎn)生正弦信號畫出波形采樣量化編碼譯碼畫出波形A律十三折線編碼譯碼流程圖3.5.3 仿真程序及運行結(jié)果仿真程序：%實驗四：PCM編碼及解碼仿真clear all;close all;global dt t df Nt

26、 = 0:0.01:10;x = sin(t);v = max(x);xx = x/v; %normalizesxx = floor(xx*4096);y = pcm_encode(sxx);yy = pcm_decode(y,v);drawnowfigure(1)set(1,'Position',10,350,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 plot(t,x)title('sample sequence');figure(2)set(2,'Position',10,50,600,200)%設(shè)定窗口位置及大小 plot(t,yy)title

27、('pcm decode sequence'); 編碼子程序：function out=pcm_encode(x) %x encode to pcm code n=length(x); %-4096<x<4096for i = 1:n if x(i)>0 out(i,1)=1; else out(i,1)=0; end if abs(x(i) >=0 & abs(x(i)<32 out(i,2)=0;out(i,3)=0;out(i,4)=0;step=2;st=0; elseif 32<=abs(x(i)&abs(x(i)&

28、lt;64 out(i,2)=0;out(i,3)=0;out(i,4)=1;step=2;st=32; elseif 64<=abs(x(i)&abs(x(i)<128 out(i,2)=0;out(i,3)=1;out(i,4)=0;step=4;st=64; elseif 128<=abs(x(i)&abs(x(i)<256 out(i,2)=0;out(i,3)=1;out(i,4)=1;step=8;st=128; elseif 256<=abs(x(i)&abs(x(i)<512 out(i,2)=1;out(i,3)=0

29、;out(i,4)=0;step=16;st=256; elseif 512<=abs(x(i)&abs(x(i)<1024 out(i,2)=1;out(i,3)=0;out(i,4)=1;step=32;st=512; elseif 1024<=abs(x(i)&abs(x(i)<2048 out(i,2)=1;out(i,3)=1;out(i,4)=0;step=64;st=1024; elseif 2048<=abs(x(i)&abs(x(i)<4096 out(i,2)=1;out(i,3)=1;out(i,4)=1;ste

30、p=128;st=2048; end if abs(x(i)=4096 out(i,2:8)=1 1 1 1 1 1 1; else tmp=floor(abs(x(i)-st)/step); t=dec2bin(tmp,4)-48;%函數(shù)dec2bin輸出的是ASCII字符串，48對應(yīng)0 out(i,5:8)=t(1:4); endendout=reshape(out',1,8*n);解碼子程序：function out= pcm_decode(in,v)%decode the input pcm code%in : input the pcm code 8 bits sample%

31、v:quantized leveln=length(in);in=reshape(in',8,n/8)'slot(1)=0;slot(2)=32;slot(3)=64;slot(4)=128;slot(5)=256;slot(6)=512;slot(7)=1024;slot(8)=2048;step(1)=2;step(2)=2;step(3)=4;step(4)=8;step(5)=16;step(6)=32;step(7)=64;step(8)=128;for i=1:n/8 ss=2*in(i,1)-1; tmp = in(i,2)*4+in(i,3)*2+in(i,4)

32、+1; st = slot(tmp); dt = (in(i,5)*8+in(i,6)*4+in(i,7)*2+in(i,8)*step(tmp)+0.5*step(tmp); out(i)=ss*(st+dt)/4096*v;end程序結(jié)果：3.5.4 實驗結(jié)果分析從上圖可以看出，該程序能將正弦信號正確采樣量化編碼解碼。正弦信號經(jīng)A律13折線編碼解碼后，兩條曲線基本一致。此圖可以清晰地看出當(dāng)信號幅度較小時，解碼后的波形是平滑的曲線，而當(dāng)信號幅度較大時（比如波峰和波谷附近）可以看到細(xì)小的鋸齒狀波形，此現(xiàn)象說明了A率13折線編碼當(dāng)輸入信號小時，段落小，量化級間隔小；當(dāng)輸入信號大時，段落大，量化級

33、間隔大的特點，可以有效減低小信號的量化誤差。3.6 附加題一：最佳基帶系統(tǒng)的PeEbNo曲線，升余弦滾降系數(shù)a=0.5，取樣值的偏差是Ts/43.6.1 仿真原理及思路最佳基帶系統(tǒng)框圖如下所示：圖3.6.1 最佳基帶系統(tǒng)首先，產(chǎn)生一個隨機基帶信號，并計算出信道參數(shù)；其次，將此基帶信號依次通過發(fā)送濾波器、傳輸信道、接收濾波器，得到一個接收信號的矩陣；然后，對比發(fā)送矩陣和接收矩陣，當(dāng)出現(xiàn)不同碼元時誤碼增加1；最后，畫出基帶系統(tǒng)的PeEbNo曲線。3.6.2 程序流程圖產(chǎn)生數(shù)字基帶信號發(fā)送濾波信道接收濾波抽樣判決作圖最佳基帶系統(tǒng)PeEbNo曲線設(shè)計流程圖3.6.3 仿真程序及運行結(jié)果仿真程序：clo

34、se allclear allglobal dt t f df N T %全局變量N=214; %采樣點數(shù)L=8; %每碼元的采樣點數(shù) M=N/L;%碼元數(shù) Rb=2;%碼速率是2Mb/sTs=1/Rb; %碼元間隔 dt=Ts/L;%時域采樣間隔 df=1/(N*dt);%頻域采樣間隔 T=N*dt;%截短時間 Bs=N*df/2;%系統(tǒng)帶寬 alpha=0.5;%滾降系數(shù)=0.5t=linspace(-T/2,T/2,N);%時域橫坐標(biāo)f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps; %頻域橫坐標(biāo)figure(1)set(1,'Position',10,50,300,20

35、0)%設(shè)定窗口位置及大小 hr1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);hr2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).2);hr=hr1.*hr2;HR=abs(T2F(hr);GT=sqrt(HR);GR=GT;for loop1=1:20 Eb_N0(loop1)=(loop1-1) %分貝值變?yōu)檎嬷礶b_n0(loop1)=10(Eb_N0(loop1)/10); Eb=1; n0=Eb/eb_n0(loop1);%信道噪聲譜密度 sita=n0*Bs; %噪聲功率 n_err=0; %誤碼計數(shù)for loop2=1:5 a=sign(ra

36、ndn(1,M);%發(fā)送碼元 imp=zeros(1,N); imp(L/2:L:N)=a/dt; IMP=T2F(imp); n_ch=sqrt(sita)*randn(size(t); %信道噪聲 nr=real(F2T(T2F(n_ch).*GR); sr=real(f2t(IMP.*HR)+nr; y=sr(L/4:L:N);%以L/4為起點，步長L,取樣點N aa=sign(y); %接收碼元 n_err=n_err+length(find(aa=a) ; endPe(loop1)=n_err/(M*loop2);%誤碼率Pe'=n_err/(M*loop2)figure(1

37、) set(1,'Position',10,10,600,400)%設(shè)定窗口位置及大小 semilogy(Eb_N0,Pe,'g'); eb_n0=10.(Eb_N0/10);%還原為真值 hold onsemilogy(Eb_N0,0.5*erfc(sqrt(eb_n0); axis(0,9,1e-4,1) xlabel('Eb/N0') ylabel('Pe') end實驗結(jié)果：誤碼率曲線：綠色線為實際曲線，藍(lán)色為理論誤碼率曲線3.6.4 實驗結(jié)果分析由上圖可以看處,當(dāng)取樣時間偏差為Ts/4的時候,誤碼率明顯高于無偏差的理論誤

38、碼率.原因可以從信號的眼圖看出,沒有偏差時的取樣點在眼睛睜開最在處,判決效果最佳,而偏差Ts/4之后取樣信號的幅度下降,比較容易受噪聲干擾,誤碼率上升。3.7 附加題二：試作出PeEb/No曲線。升余弦滾降系數(shù)a0.5，取樣時間無偏差，但信道是多徑信道，C(f)=|1-0.5-j2pft|,t=Ts/23.7.1 仿真原理及思路仿真原理同最“佳基帶系統(tǒng)的PeEbNo曲線”仿真原理，只是信道不同。3.7.2 程序流程圖產(chǎn)生數(shù)字基帶信號發(fā)送濾波信道接收濾波抽樣判決作圖最佳基帶系統(tǒng)PeEbNo曲線設(shè)計流程圖3.7.3 仿真程序及運行結(jié)果仿真程序：%多徑信道傳輸?shù)?PeEb/No曲線。升余弦滾降系數(shù)a

39、0.5，取樣時間無偏差。close allclear allglobal dt t f df N TN=214; %采樣點數(shù)L=32; %每碼元的采樣點數(shù)M=N/L; %碼元數(shù)Rb=2; %碼速率是2Mb/sTs=1/Rb; %碼元間隔dt=Ts/L; %時域采樣間隔df=1/(N*dt) ; %頻域采樣間隔T=N*dt ; %截短時間 Bs=N*df/2; %系統(tǒng)帶寬alpha=0.5; %滾降系數(shù)t=linspace(-T/2,T/2,N);%時域橫坐標(biāo)f=linspace(-Bs,Bs,N)+eps; %頻域橫坐標(biāo)figure(1)set(1,'Position',10,50,400,300)%設(shè)