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通信系统仿真实验
实验报告要求：
1.所有实验均要手画仿真模型框图，或对仿真原理解释说明； 2.必须清楚的标题仿真系统中所设置的参数；
3.仿真程序一般不要放在正文内部，而是改在每个实验报告的最后，作为附件。但正文部分可以解释说明所用到的重要的仿真技巧，库数等等。
4.所有仿真程序产生的结果都要有手写分析，即要判决仿真结果是否正确，说明了什么问题，能够得出什么结论，要如何改进等等。
实验一 随机信号的计算机仿真
实验目的：仿真实现各种分布的随机数发生器 实验内容：
1、均匀分布随机数的产生
用线性同余法，编写Matlab程序，产生均匀分布的随机数。
xn1[241xn1323]mod(5000)初始种子x(0)自己选择。
线性同余算法是使用最为广泛的伪随机数产生器,该算法含有4个参数：模数m(m>0)，乘数a(0≤a
2、用反函数法，将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。编写Matlab程序，产生指数分布的随机数。计算并比较理论pdf和从直方图得到的pdf。
指数分布随机变量pdf定义为：
pX(x)exp(x)u(x),0，u(x)为单位阶跃函数。
2先自行设置取样点数，取a=5；产生均匀分布随机变量，转化为单边指数分布，理论与仿真符合设计题:
3、用Matlab编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心χ2分布的随机数，并画出相应的pdf。
y1=normpdf(x,0,1);y2=normpdf(x,4,2);
瑞丽
p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);中心
4、设输入的随机变量序列X(n)为N=1000独立同分布高斯分布的离散时间序列，均值为0，方差为1，采样间隔0.01s。通过某线性时不变滤波器，输出随机变量序列Y(n)的功率谱密度为：
SY(f)1 21(2f)（1）设计该滤波器
（2）产生随机变量序列Y(n)。
X0=0;%设置产生序列的递推公式的初始值：X(0)N=1000;%设置序列的长度 rh=0.9;%设置产生序列的递推公式的系数 X=zeros(1,N);%定义序列X w=rand(1,N)-1/2;%产生序列w：在(-1/2,1/2)内均匀分布 %计算序列X的N个样本：X(1),X(2),…,X(N)X(1)=rh*X0+w(1);for i=2:N X(i)=rh*X(i-1)+w(i);End X(n)的功率谱密度
滤波器的幅度响应
附件：
实验二 数字基带调制
实验目的：数字通信系统中，基带传输的仿真。实验内容：
用MATLAB编程仿真实现二进制脉冲幅度调制(PAM)数字通信系统的调制过程。要求画出12bit随机输入与对应的已调波形输出。
1.绘出40bit随机输入条件下调制波形形成的眼图。
2.用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时，该系统在不同信噪比下的差错概率。
3.画出该系统的理论误码率(报告中还要写出理论公式)，与蒙特卡罗仿真结果比较，是否一致，分析结果。
设计题
4.设计FIR根升余弦滤波器，具体指标如下：
（1）码片速率为1.28MHz，采样率为4倍码片速率
（2）滚降系数0.22，冲激响应序列长度65
N_T=8;%冲激响应序列长度为2*N_T*Fs/Fc+1 R=0.22 %滚降系数 Fc=1.28e+6;Fs=4*Fc;%抽样率为4倍码片速率 Tc=1.0e-6/1.28;%码片周期 %[Num,Den] = rcosine(Fc,Fs,'sqrt',R);Num=rcosfir(R,N_T,4,Tc,'sqrt');[H,w]=freqz(Num,[1],1000,'whole');H=(H(1:1:501))';w=(w(1:1:501))';Mag=abs(H);db=20*log10((Mag)/max(Mag));pha=angle(H);plot(w/pi,db);grid;axis([0 1-60 1]);xlabel('归一化角频率');ylabel('RRC滤波器幅度响应(dB)');
(1)[H,w]=freqz(B,A,N)(2)[H,w]=freqz(B,A,N,’whole’)(1)中B和A分别为离散系统的系统函数分子、分母多项式的系数向量，返回量H则包含了离散系统频响在 0~pi范围内N个频率等分点的值（其中N为正整数），w则包含了范围内N个频率等分点。调用默认的N时，其值是512。
(2)中调用格式将计算离散系统在0~pi范内的N个频率等分店的频率响应的值。
因此，可以先调用freqz()函数计算系统的频率响应，然后利用abs()和angle()函数及plot()函数，即可绘制出系统在 或 范围内的频响曲线
(3)产生一串（-1.1）等概率分布的随机序列，并对该序列进行脉冲成形滤波。
附件：
实验三 数字频带调制
实验目的：对数字信息的频带传输进行仿真。
实验内容：
1.用MATLAB编程仿真实现二进制相位调制(BPSK)数字通信系统的调制过程。要求画出12bit随机输入与对应的已调波形输出。
2.并用蒙特卡罗仿真方法计算在信道为加性高斯白噪声时，该系统在不同信噪比下的差错概率
3.画出该系统的理论误码率，与蒙特卡罗仿真结果比较，是否一致，分析结果。
设计题
4.QPSK调制，解调与检测的MATLAB仿真，并用蒙特卡罗方法估计该系统在加性高斯白噪声情况下的差错概率。
（1）使用范围在(0,1)内的均匀分布随机数发生器，来产生等概率出现的四
进制符号序列，再将序列映射到对应的信号向量。
s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1;%定义QPSK信号：4种可能的取值
N=10000;%设置发送数据符号的个数 %产生待发送的二进制比特数据流：长度为2N signal=rand(1,2*N);
qpsk=zeros(1,N);%定义经过调制后的信号序列 %产生调制后的信号序列qpsk for i=1:N
if signal(2*i-1)
if signal(2*i)
else qpsk(i)=s01;
end;
else
if signal(2*i)
else qpsk(i)=s11;
end;
end;end;
（2）利用高斯随机数发生器产生均值为0，方差为N0/2的高斯噪声。
NO=(10^(SNR_in_DB/10))sgma=sqrt(N0/2);n(1)=gngau(sgma)
（3）设计检测器，用蒙特卡罗方法估计检测器产生的符号误差。
实验四 通信信道建模仿真
实验目的：无线通信信道的仿真实现 实验内容：
确定信号的DTFT 谱分析
窗对频率分辨率的影响
1-1
1-2
1-3
1-4
2-1 2-1
2-2
3-1
%% Zero padding DFT v=2;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));figure(3);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),'.');axis([-1 1 0 35]);
title('DFT spectrum with 64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency');
%% Zero padding DFT v=4;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));figure(4);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),'.');title('DFT spectrum with 3*64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency');axis([-1 1 0 35]);
%% v = 8;
dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));figure(5);
stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),'.');title('DFT spectrum with 7*64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency');axis([-1 1 0 35]);
4-1：产生并绘制10 个高斯-马尔科夫序列样本
4-1：功率谱.4-2 R=0.5
4-2
R=0.5功率谱.实验五 信道衰落的影响与分集接收仿真
单径A=0°
单路径移动台包络幅度-移动距离 单路径移动台包络相位
单路径移动台归一化频谱
2两径幅度 两径相位
两径频谱两径R=0.5幅度 两径R=0.5相位
两径R=0.5频谱
3：3-1 30°幅度 3-1 30°相位
3-1 30°频谱
3-1 45°幅度 3-1 45°相位
3-1 45°频谱
3-1 90°幅度 3-1 90°相位
3-1 90°频率
3-1 180°幅度
3-1 180°相位
3-1 180°频谱
4-1N=124-1N=256
5-1幅度分布N=12
5-1幅度分布N=64
5-1幅度分布N=256
6-1相位分布N=12
6-1相位分布N=64
6-1相位N=256
7-17-1功率分布N=12
7-1功率N=64
7-1功率分布N=256
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