通信仿真软件课程设计.doc

通信仿真软件课程设计
目录
第1章 总述 1
1.1 设计目的 1
1.2 设计内容 1
第2章 课程设计的内容 2
2.1 课程设计A 2
2.1.1 设计内容 2
2.1.2 设计过程 2
2.1.3 设计结果 2
2.2 课程设计B 3
2.2.1 设计内容 3
2.2.2 设计过程 3
2.2.3 设计结果 4
2.3 课程设计C 5
2.3.1 设计内容 5
2.3.2 设计过程 5
2.3.3 设计结果 6
第3章 心得体会 8
参考文献： 9

第1章 课程设计的目的
1.1 设计目的
1．熟练掌握MATLAB语言的基本知识，包括MATLAB窗口环境的使用；矩阵运算及多项式处理；基本的绘图命令；程序设计入门。
2．要求熟练掌握语句命令的输入、变量的使用、基本的数学函数及各种工作空间与文件管理的命令来学习MATLAB的窗口环境。
3．善于使用help命令自学。
4．熟练掌握矩阵的输入与生成，掌握矩阵的基本运算及操作，区分带点运算与不带点运算点的不同；掌握多项式的建立与表示方法及多项式的基本运算。
5．MATLAB同样具有强大的图形处理能力，熟练掌握基本的二维绘图命令。
6．MATLAB具有三种基本的M文件类型，掌握它们的区别及基本结构，熟悉程序流程控制的使用及常用的编程命令。
1.2 设计内容
1．随机生成10个0～10之间的随机数，赋值为变量a，利用MATLAB程序类型中的“函数文件”（function）编写函数，以变量a为输入函数，对这10个数进行排序（升序或者降序），并输出结果到变量b中。
2．利用sin和cos函数，生成一个频率为100Hz的余弦波在10个周期内的信号（载波），再生成一个频率为10Hz的正弦波信号（调制信号），将两个信号相乘后，画出波形。
3．假设某数字通信系统收发信息速率为1kbps，发送端对数字信息进行ASK调制后，使用模拟线路进行传输，其中，载波频率为4kHz，数字“1”对应有载波，数字“0”对应无载波，接收端接收到信号后使用载波信号为模板进行相关解调。考虑信道中存在不同的加性高斯白噪声的情况下，分析此时该系统的误码性能。
第2章 课程设计的内容
2.1 课程设计A
2.1.1 设计内容
随机生成10个0～10之间的随机数，赋值为变量a，利用MATLAB程序类型中的“函数文件”（function）编写函数，以变量a为输入函数，对这10个数进行排序（升序或者降序），并输出结果到变量b中。
2.1.2 设计过程
function b=fun(a)
a=10*rand(1,10) %随机生成10个0～10之间的随机数
    for i=1:10
        for j=i:10
            if a(1,j)>a(1,i) %降序排列
                x=a(1,j);
                a(1,j)=a(1,i);
                a(1,i)=x;
            end
         end
    end
     b=a%将排好序的数赋值给b
2.1.3 设计结果
a =

Columns 1 through 6

0.5789 3.5287 8.1317 0.0986 1.3889 2.0277

Columns 7 through 10

1.9872 6.0379 2.7219 1.9881

b =

Columns 1 through 6

8.1317 6.0379 3.5287 2.7219 2.0277 1.9881

Columns 7 through 10

1.9872 1.3889 0.5789 0.0986

ans =

Columns 1 through 6

8.1317 6.0379 3.5287 2.7219 2.0277 1.9881

Columns 7 through 10
2.2 课程设计B
2.2.1 设计内容
利用sin和cos函数，生成一个频率为100Hz的余弦波在10个周期内的信号（载波），再生成一个频率为10Hz的正弦波信号（调制信号），将两个信号相乘后，画出波形。（即模拟信号的调制过程）
2.2.2 设计过程
%plot绘图命令的使用
clc %清屏命令
clear %清除工作空间中所有变量
%定义时间范围
t=[0:0.0001:0.1];
u1=2*pi*100*t;
u2=2*pi*10*t;
y1=cos(u1);
y2=sin(u2);
plot(t,y1,t,y2)
y=y1.*y2
plot(t,y)
2.2.3 设计结果

2.3 课程设计C
2.3.1 设计内容
假设某数字通信系统收发信息速率为1kbps，发送端对数字信息进行ASK调制后，使用模拟线路进行传输，其中，载波频率为4kHz，数字“1”对应有载波，数字“0”对应无载波，接收端接收到信号后使用载波信号为模板进行相关解调。考虑信道中存在不同的加性高斯白噪声的情况下，分析此时该系统的误码性能。
2.3.2 设计过程
% Rs = 1000; % 速率为1Kbps
% fc = 4000; % 载波频率4KHz
% '1' %对应有载波
% '0' %无载波
% t0 = 1; % 时间持续为1秒
N = 1000; % 采样数量等于速率
fc = 4000; % 载波频率
fs = 100; % 每比特采样比率
ts = 1/fs; % Sampling interval
t0 = 1; % Time duration
tc = t0/N; % 每比特持续1ms
t = [0:tc:t0-tc]; % 原始信号时间轴
ct = [0:ts/N:tc-ts/N]; % 一比特持续的时间轴
ca = sin(2*pi*fc*ct); % 载波信号
test = ca .^2;
limitation = sum(test);
snr = -5; % 信噪比
bercnt=0; % 误码率
% 原始信号
xn = round(rand(1,1000)); % 1000个随机码
% 经调制后的无噪声信号，即已调信号
for m1 = 1:N
%若信息为“1”，载波幅度为1，若信息为“0”，载波幅度为0
if(xn(m1)==1)
mod_sig((m1-1)*fs+1:(m1*fs)) = ca;
else
mod_sig((m1-1)*fs+1:(m1*fs)) = zeros(1,fs);
end
end
rn = awgn(mod_sig,snr,0); % 接收的信号
% 相关解调
rxn = zeros(1,N); % 对m的估算
for m2 = 1:N % Processing bit by bit
rn_seg = rn((m2-1)*fs+1:(m2*fs));
sumrxn(m2) = rn_seg*ca'; % Correlation and summation
if(sumrxn(m2)>=(limitation/2)) % Determination criteria, 25 is the limited value
rxn(m2) = 1;
else
rxn(m2) = 0;
end
if(rxn(m2)~=xn(m2))
bercnt = bercnt+1;
end
end
ber = bercnt/N;
disp('信噪比为:');snr
disp('误码率为:');ber
subplot(511)
stem(xn,'rx'),title('原始信号'),xlabel('t/0.001s'),axis([1 21 -.25 1.25])
subplot(512)
plot(mod_sig),title('已调信号'),axis([0 2000 -1.5 1.5])
subplot(513)
plot(rn),title('高斯白噪信号'),axis([0 1500 -5 5])
subplot(514)
plot(mod_sig+rn),title('已调与高斯叠加信号'),axis([0 1500 -5 5])
subplot(515)
stem(rxn,'kx'),title('解调信号'),xlabel('t/0.001s'),axis([1 21 -.25 1.25])
2.3.3 设计结果

说明：第一个图为原始信号图，第二个图为已调信号图，第三个图为高斯白噪信号，第四个图为已调与高斯叠加信号，第五个图为解调信号

信噪比：
snr = -5
误码率为：
ber =0.0240
第3章 心得体会

通过近一周的通信仿真软件课程设计，我学会了Matlab仿真软件的基本运作方法，熟悉了Matlab的内容，并学会通过应用软件仿真实现某些通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。
这次课程设计我还知道了，我们平是学的知识必须加以实践，否则就是纸上谈兵。课程设计是我们理论知识所谓延伸，其主要目的是发现问题，并且能找到解决方案，形成独立意识。
一开始接触Matlab，觉得它很难，还得自己自学，当开始使用时发现它不需要很多的语言去具体表达，没有VC那么的繁琐，语言简洁、方便，没那么严格的格式需要， 而且截图很容易。MATLAB帮助我们理解通信原理的概念，它将数字信号、高低电平、波形联系起来，通过波形更容易理解基本概念；其次，在编程过程中，从数学的角度分析数学公式与波形图之间的关系，将理论与实际联系起来。
当我们在课程设计时总会出现各种问题。在这种情况下我们都会怒路寻求最佳的路径解决问题，无形间提高了动脑、动手能力，并且在老师的帮助下，同学间的讨论中，增强了团队意识。
总之，此次课程设计收获颇多，感谢孔老师的帮助。
参考文献：
[1] 张智星.MATLAB程序设计与应用.北京：清华大学出版社，2002。
[2] 陈怀琛.MATLAB及其在理工课程中的应用指南.西安：西安电子科技大学出版社，1999。
[3]刘敏，魏玲，MATLAB通信仿真与应用[M]，国防工业出版社，2002。
[4]潘新民著，计算机通信技术[M]，电子出版技术，2003,7。
[5]Proakis著，张力军译，数字通信（第四版），电子工业出版社，2004,7。

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