数字通信原理实验

《数字通信原理与技术》实验报告

学院：电子与信息工程学院

专业：通信工程

班级：＿＿＿＿＿＿_

姓名：＿＿＿＿＿＿＿

学号：＿＿＿＿＿＿＿

实验一4PSK和4ASK的MATLAB仿真

一、实验目的：

学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。

二、实验内容：

利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。

（1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。

（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。

三、程序和实验结果：

（1）4PSK程序及结果

clf

clc

clear

T=2;

M=4;

fc=1/T;

N=500;

delta_T=T/(N-1);

input=[0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0]

input1=reshape(input,2,7)

t=0:delta_T:T

for i=1:7

hold on

if input1([1 2],i)==[0;0]

u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u)

elseif input1([1 2],i)==[1;0]

u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u)

elseif input1([1 2],i)==[1;1]

u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u)

elseif input1([1 2],i)==[0;1]

u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u)

end

t=t+T

end

hold off

（2）4ASK程序及结果

clf

clc

clear

T=2;

M=4;

fc=1/T;

N=500;

delta_T=T/(N-1);

input=[1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1] input1=reshape(input,2,7)

t=0:delta_T:T

for i=1:7

hold on

if input1([1 2],i)==[0;0]

u=0;plot(t,u)

elseif input1([1 2],i)==[1;0]

u=sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)

elseif input1([1 2],i)==[1;1]

u=2*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)

elseif input1([1 2],i)==[0;1]

u=4*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)

end

t=t+T

end

hold off

四、实验结果分析：

实验二8PSK调制解调系统的MATLAB实现

一、实验目的：

学会利用MATLAB的simulink 进行通信方面的仿真。通过实验提高学生解决实际问题的能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。

二、实验内容：

利用MATLAB的simulink仿真8PSK调制解调系统。载波相位偏差为π/8.

三、系统仿真模型

四、实验结果：

五、实验结果分析：

实验三线性分组码的MATLAB实现

一、实验目的：

学会利用MATLAB软件进行通信方面的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。

二、实验内容：

利用MATLAB软件编程求解下面问题：

1．一个（10，4）线性分组码的生成矩阵为

Ｇ＝［1 0 0 1 1 1 0 1 1 1

1 1 1 0 0 0 1 1 1 0

0 1 1 0 1 1 0 1 0 1

1 1 0 1 1 1 1 0 0 1］

求全部码字和该码的最小重量。

2.做p371 题１１－７（不求监督矩阵）

一个（7,3）码的生成矩阵为

g=[1 0 0 1 1 1 0;

0 1 0 0 1 1 1;

0 0 1 1 1 0 1];

是列出其所有许用码组。

三、程序：

1.(10,4)线性分组码的全部码字和该码的最小重量的程序

程序1：%线性分组码

clear;

k=4;

for i=1:2^k

for j=k:-1:1

if rem(i-1,2^(-j+k+1))>=2^(-j+k)

u(i,j)=1;

else

u(i,j)=0;

end

echo off;

end

end

echo on ;% 生成矩阵G

g=[1 0 0 1 1 1 0 1 1 1;

1 1 1 0 0 0 1 1 1 0;

0 1 1 0 1 1 0 1 0 1;

1 1 0 1 1 1 1 0 0 1];%产生线性分组码

c=rem(u*g,2)

%find the minimum distance.

w_min=min(sum((c(2:2^k,:))'))

程序2：%线性分组码

clear;

k=4;

uu=(0:2^k-1)';

u=dec2bin(uu);

g=[1 0 0 1 1 1 0 1 1 1;

1 1 1 0 0 0 1 1 1 0;

0 1 1 0 1 1 0 1 0 1;

1 1 0 1 1 1 1 0 0 1];

c=rem(u*g,2)

W_min=min(sum((c(2:2^k,:))'))

2.（7,3）码的所有许用码组程序

clear

k=3;

uu=(0:2^k-1);

u=dec2bin(uu);

g=[1 0 0 1 1 1 0;

0 1 0 0 1 1 1;

0 0 1 1 1 0 1];

C=rem(u*g,2)

W_min=min(sum(C(2:2^k,:),2))

四、实验结果：

1..程序一的运行结果：

c =

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 0 1 1 1 1 0 0 1

0 1 1 0 1 1 0 1 0 1

1 0 1 1 0 0 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 0 1 1 1

1 0 0 0 1 1 1 0 1 1

0 1 0 1 0 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 1 0 1 1 1

0 1 0 0 0 0 1 1 1 0

1 1 1 1 0 0 0 0 1 0

0 0 1 0 1 1 1 0 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

1 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 1 1 0 0

1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 w_min = 2

程序二的运行结果：

c =

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 0 1 1 1 1 0 0 1

0 1 1 0 1 1 0 1 0 1

1 0 1 1 0 0 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 0 1 1 1

1 0 0 0 1 1 1 0 1 1

0 1 0 1 0 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 1 0 1 1 1

0 1 0 0 0 0 1 1 1 0

1 1 1 1 0 0 0 0 1 0

0 0 1 0 1 1 1 0 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

1 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 1 1 0 0

1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 W_min =2

2.问题2的运行结果

C =

0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 1 0 1

0 1 0 0 1 1 1

0 1 1 1 0 1 0

1 0 0 1 1 1 0

1 0 1 0 0 1 1

1 1 0 1 0 0 1

1 1 1 0 1 0 0

W_min = 4

五、实验结果分析：

实验四卷积码的MATLAB实现

一、实验内容

一个卷积码的生成矩阵为

Ｇ＝［0 0 1 0 1 0 0 1

0 0 0 0 0 0 0 1

1 0 0 0 0 0 0 1 ］

求当信息序列为1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 时，下图所示的卷积编码器的输出。

k0=2 n0=3

k0=2,n0=3,L=4的一种卷积码

由图可知卷积码的生成矩阵为

Ｇ＝［0 0 1 0 1 0 0 1

0 0 0 0 0 0 0 1

1 0 0 0 0 0 0 1 ］

二、程序：

%卷积码程序

function c=juanji

clear;

k0=2;

%生成矩阵g=[0 0 1 0 1 0 0 1;

0 0 0 0 0 0 0 1;

1 0 0 0 0 0 0 1];

%输入序列input=[1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1];

%输出序列output=cnv_encd(g,k0,input)

function output=cnv_encd(g,k0,input)

% cmv_encd(g,k0,input)

% determines the ouput sequence of binary convolutional encoder

% g is the generator matrix of the convolutional code % with n0 rows and l*k0 columns.Its rows are g1,g2....gn.

% k0 is the number of bits entering the encoder at each

clock cycle.

% input the binary input seq.

% check to see if extra zero_padding is necessadry.

if rem(length(input),k0)>0

input=[input,zeros(size(1:k0-rem(length(input),k0)))];

end

n=length(input)/k0;

%check the size of matrix g.

if rem(size(g,2),k0)>0

error('Error,g is not of the right size.')

end

% Determine l and n0.

L=size(g,2)/k0;

n0=size(g,1);

% add extra zeros

u=[zeros(size(1:(L-1)*k0)),input,zeros(size(1:(L-1)*k0 ))];

% Generate uu,a matrix whose columns are the contents of % conv.encoder at various clock cycles.

ul=u(L*k0:-1:1);

for i=1:n+L-2

ul=[ul,u((i+L)*k0:-1:i*k0+1)];

end

a=ul

uu=reshape(ul,L*k0,(n+L-1));

% Determine the output.

output=reshape(rem(g*uu,2),1,n0*(L+n-1));

三、实验结果

a = 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1

0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1

1 0 0 0 0 0 0 0 1

output =0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1

四、实验结果分析：