第13章 MATLAB在通信原课件.pptVIP

第13章 MATLAB在通信原理中的应用;通信原理是高校通信工程专业的专业基础课，它主要讲述了模拟和数字通信系统的基本原理，在通信工程专业的课程体系结构中起着非常重要的作用，是学习许多后续课程的基础。 在通信原理教学中若运用MATLAB，可简化计算过程，把计算结果以图的形式形象地显示出来，同时MATLAB可以仿真许多通信系统，通过改变某些参数来观察通信系统的性能，加深学生对知识的理解，从而可以获得比较好的教学效果。;【学习要求】 掌握基于MATLAB的数字载波调制仿真技术 掌握基于MATLAB的数字载波解调仿真技术;13.1 幅度调制;13.1.1 BASK调制;假设在1秒内传送10个比特，那么代码如下： %onesecond t=0:1/1e3:0.999; %Tenrandom a=randint(1,10,2); %Tenrectanglurewaveform %Binaryamplitudemodulation s=a(ceil(10*t+0.01)).*cos(2*pi*100*t); subplot(2,1,1); plot(t,a(ceil(10*t+0.01))); axis([0,1,-1.2,1.2]); subplot(2,1,2); axis([0,0.3,-1.2,1.2]); plot(t,s);;输出波形如图13.1所示。;从频域上看，余弦信号是在特定频率上的冲激信号，而矩形信号是sinc波形。因为时域的相乘等价于频域的卷积操作，所以可以认为矩形信号在频域上做了平移，从0平移到fc（例如上例，fc等于100）。;下面代码生成的波形就可以清楚看到矩形信号在频域是以fc为对称中心的sinc波形。 %CosineBASK waveform t=0:1/1e3:0.999; a=[1 0 1 0 1 0 1 0 1 0]; s1=cos(2*pi*100*t); s2=a(ceil(10*t+0.01)).*cos(2*pi*100*t); %Calculate the power spectrum f=1000*(0:256)/512; S1=fft(s1,512); Pss1=S1.*conj(S1)/512;%conj()求复数的共轭 S2=fft(s2,512); Pss2=S2.*conj(S2)/512; %Drawing subplot(2,1,1); plot(f,Pss1(1:257)); subplot(2,1,2); plot(f,Pss2(1:257));;生成的对比波形如图13.2所示。 可以看到余弦信号的最大值在中心频率100Hz处，然后迅速衰减，而二进制振幅调制信号的最大值在中心频率90Hz、110Hz处，衰减按sinc波形波动的。这里二进制振幅调制的输入比特流按1、0依次变化，从而得到上面的第二个波形。;13.1.2 MASK调制;下面的代码说明了一个四进制比特流的映射过程以及波形： %M-ary M=4 %Amplitudegap d=1; %幅度间差值 %Duration t=0:1/1e3:0.999; %Generatebitstream a=randint(1,20,2); %Generatesymbol for n=0:9 sym(n+1)=a(2*n+1)*2+a(2*n+2); %生产四进制比特流 end %MASK s=sym(ceil(10*t+0.01)).*cos(2*pi*100*t); %Drawing subplot(3,1,1); plot(t,a(ceil((100*t+0.1)/5))); axis([0,1,-0.2,1.2]); subplot(3,1,2); plot(t,sym(ceil(10*t +0.01))); subplot(3,1,3); plot(t,s);;相应的波形如图13.3所示： 如果M进制振幅调制的输入码元与二进制振幅调制的输入码元具有相同速率，那么M进制振幅调制与二进制振幅调制具有相同的带宽，而M进制振幅调制具有更高的带宽利用率，因为在单位时间内M进制振幅调制能传输更多的比特。虽然M进制振幅调制具有更高的带宽利用率，但是在相同信噪比下，随着M增大，误码率也增大，也就是因为功率受限。 ;13.1.3 QAM调制;下面代码演示QAM调制过程及其星座图。 %Duration t=0:1/1e5:0.99999; %Source a=randint(1,40,2); %SerialtoParallel Ai=2*a(1:2:20)-1; Aq=2*a(2:2:20)-1; %QAMModulation s=Ai(ceil(10*t+0.0001)).*cos(2*pi*20*t) +Aq