数据通信原理实验指导书.doc
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1、首先添加工具箱,然后运行语句。操作步骤:1 找到连个共享文件夹:comm2与gaotv52 复制该文件夹至C:Program FilesMATLABR2007atoolbox文件夹下3 打开matlab |文件|set path|add folder|找到comm2,然后保存退出。4 gaotv5同上实验中需注意:1 粘贴命令时注意前后是否发生变化;2所有的为提示符,不需输入,用matlab自带的3 注意标点不要用中文的4 记录实验结果,画在实验结果上(不要把图画在实验内容上),提示:一图一记录,否则后面的图会覆盖前面的图实验一 编码与译码一、实验学时:2学时二、实验类型:验证型三、实验仪器:
2、安装Matlab软件的PC机一台四、实验目的:用MATLAB仿真技术实现信源编译码、差错控制编译码,并计算误码率。在这个实验中我们将观察到二进制信息是如何进行编码的。我们将主要了解:1目前用于数字通信的基带码型 2差错控制编译码五、实验内容:1常用基带码型(1) 使用MATLAB 函数wave_gen 来产生代表二进制序列的波形,函数wave_gen 的格式是:wave_gen(二进制码元,码型,Rb)此处Rb 是二进制码元速率,单位为比特/秒(bps)。产生如下的二进制序列: b = 1 0 1 0 1 1;使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生代表b的波形且显示波形x,填写图1-1
3、: x = wave_gen(b ,unipolar_nrz,1000); waveplot(x)x = wave_gen(b ,unipolar_nrz,1000);运行如果出错,点击红色显示区域中wave_gen.m部分,然后将glable SAMPLING_CONSTRANT删除,并在if(nargin=3)后,加入SAMPLING_CONSTRANT=100;即可。(2)用如下码型重复步骤(1)(提示:可以键入“help wave_gen”来获取帮助),并做出相应的记录:a 双极性不归零码 b 单极性归零码c 双极性归零码 d 曼彻斯特码 (manchester)图1-1 单极性不归零
4、码图1-2双极性不归零码图1-4双极性归零码图1-3单极性归零码图1-5曼彻斯特码2差错控制编译码(1) 使用MATLAB 函数encode来对二进制序列进行差错控制编码, 函数encode的格式是:Acode = encode(msg,n,k,linear/fmt,genmat) Bcode = encode(msg,n,k,cyclic/fmt,genpoly) Ccode = encode(msg,n,k,hamming/fmt,prim_poly)其中A用于产生线性分组码,B用于产生循环码,C用于产生hamming码,msg为待编码二进制序列,n为码字长度,k为分组msg长度,genm
5、at为生成矩阵,维数为k*n,genpoly为生成多项式,缺省情况下为cyclpoly(n,k)。其说明参见matlab帮助。(2)产生如下的二进制序列:b=1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1;使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生代表b 的波形且显示波形,在图1-6中记录其波形: x = wave_gen(b,unipolar_nrz,1000); waveplot(x)(3)产生生成矩阵: genmat=1 0 0 0;0 1 0 0;0 0 1 0;0 0 0 1;0 1 0 1;0 1 1 0;0 1 1 1;(4)对b进行分组码编码: linear =encode
6、(b,7,4, linear/binary,genmat);使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生代表linear的波形且显示波形,填写表1-1并在图1-7中记录波形: x = wave_gen(linear,unipolar_nrz,1000); waveplot(x)(5)对生成的线性码译码,并使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生和显示译码后的波形,填写表1-1并在图1-8中记录波形: code=decode(linear,7,4,linear,genmat); x = wave_gen(code,unipolar_nrz,1000); waveplot(x)genmat
7、=1 0 0 1 0 1 1;0 1 0 1 1 1 0;0 0 1 0 1 1 1;(6)参考以上步骤验证循环码的编译码原理,并做出相应的实验记录。表1-1差错控制编译码b1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1线性分组码编码线性分组码译码循环码编码循环码译码图1-6 b波形图1-7 线性分组码编码后波形图1-8线性分组码译码后波形图1-9 循环码编码后波形图1-10 循环码译码后波形实验二 随机信道噪声仿真实验一、实验学时:2学时二、实验类型:验证型三、实验仪器:安装Matlab软件的PC机一台四、实验目的:了解信道概念及常见的随机信道,用MATLAB仿真噪声信号,了解噪声的概念及对
8、信道的影响,用MATLAB仿真产生噪声信号,分析其数字特征、分布特性和功率谱密度。五、实验内容: 代表信道响应的 MATLAB 函数是channel,形式如下(提示:我们可以键入help channel 来获取channel 函数的帮助):channel(输入,增益,噪声功率,带宽)(1)创建一个有10 个抽样值的二进制序列b 且用双极性不归零信号格式产生代表b 的波形,其中Rb=1kbps。 b = binary(10); x = wave_gen(b,polar_nrz,1000);根据系统参数设置确定x 的传输带宽BT:BT = _Hz.(2)考虑一个具有归一化增益和加性白高斯噪声(AW
9、GN)的基带数字传输信道(噪声功率为0.01w,信道带宽为4.9KHZ),在此信道上传输波形x,并显示输入和输出波形并记录在图2-1和图2-2中: y = channel( x,1,0.01,4900 ); subplot(211),waveplot(x); subplot(212),waveplot(y);根据显示的输出波形估计b:b = _把你的估计和原序列b比较。图2-1 输入波形图2-2 通过信道后的输出波形(3)信道噪声对传输波形的影响。逐渐地增加信道噪声功率,并保持信道带宽不变,观察信道输出的变化: subplot(212),waveplot( channel(x,1,sigma,
10、4900);% 注意修改sigma的值sigma 取0.1,0.5,1,2,5 等值,在下列图中记录其波形。在噪声功率为多少时,传输的信号将淹没在噪声之中?图2-3 sigm=0.1时的输出波形时图2-4 sigm=0.5时的输出波形图2-5 sigm=1时的输出波形图2-6 sigm=2时的输出波形图2-7 sigm=5时的输出波形(4)通过看信道输出的功率谱密度来观察增加信道噪声功率的影响: b = binary(1000); x = wave_gen(b,polar_nrz,1000); clf,subplot(121),psd(x),a = axis; subplot(122),psd
11、(channel(x,1,0.01,4900); axis(a),hold on psd(channel(x,1,1,4900); psd(channel(x,1,5,4900);分别在下图中记录功率谱密度波形图2-8 x功率谱密度图2-9 x通过sigm=0.01的信道后功率谱密度图2-10 x通过sigm=1,5的信道后功率谱密度(5)产生高斯白噪声信号,噪声功率为0dBW: awgn_noise=wgn(100000,1,0); plot(awgn_noise);(6)计算噪声信号awgn_noise的数字特征(均值、自相关函数、功率谱密度) mean(awgn_noise) %噪声信号
12、均值 acf(awgn_noise); psd(awgn_noise); 噪声信号awgn_noise均值为_,分别在图2-11和图2-12中记录噪声信号awgn_noise的自相关函数和功率谱密度波形。图2-11 awgn_noise的自相关函数波形 图2-12 awgn_noise的功率谱密度波形(7)计算awgn_noise概率密度函数,打印出该概率密度函数波形并记录在图2-13中: pdf(awgn_noise);图2-13 awgn_noise概率密度函数波形实验三 数字调制与解调一、实验学时:4学时二、实验类型:综合型三、实验仪器:安装Matlab软件的PC机一台四、实验目的:用M
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