MATLAB基础与实例进阶PPT

,Page1,第14章MATLAB通信系统仿真,【学习目标】了解数字通信系统基本概念掌握数字调制/解调及其仿真掌握信道编码/译码及其仿真,Page2,第14章MATLAB通信系统仿真,Page3,14.1数字通信系统基本概念,Page4,14.2数字调制/解调及其仿真,14.2.1脉冲幅度调制（PAM）信号14.2.2相位调制（PSK）信号14.2.3频率调制信号14.2.4连续相位调制信号,Page5,1.脉冲幅度调制（PAM）信号,Page6,1.脉冲幅度调制（PAM）信号,RandomIntegerGenerator（随机整数发生器）的主要参数,M-PAM调制和解调器的主要参数,Page7,1.脉冲幅度调制（PAM）信号,AWGNChannel（高斯白噪声信道）的主要参数,Discrete-TimeScatterPlotScope（离散时间星座仪）的主要参数,Page8,1.脉冲幅度调制（PAM）信号,ErrorRateCalculation（误码率计算）的主要参数,Page9,2.相位调制（PSK）信号,Page10,2.相位调制（PSK）信号,M-PSKModulatorBaseband（M-PSK基带调制器）的主要参数,Page11,3.频率调制信号,Page12,3.频率调制信号,BernoulliBinaryGenerator（伯努利二进制随机数产生器）的主要参数,M-FSKModulatorBaseband（MFSK基带调制器）的主要参数,Page13,4.连续相位调制信号,Page14,4.连续相位调制信号,GMSKModulatorBaseband（GMSK基带调制器）的主要参数,Page15,14.3信道编码/译码及其仿真,14.3.1线性分组码14.3.2循环码14.3.3卷积码,Page16,1线性分组码,MATLAB中使用encode、decode可以实现线性分组码的编译码。encode函数的语法形式如下：code=encode(msg,n,k,linear/fmt,genmat)code=encode(msg,n,k,cyclic/fmt,genpoly)code=encode(msg,n,k,hamming/fmt,prim_poly)code=encode(msg,n,k)code,added=encode(.)使用encode可以实现线性分组码、循环码、汉明码的编码。,Page17,1线性分组码,函数参数的含义如下：msg：信息序列，可以是二进制行或列向量，也可以是二进制矩阵，也可以是十进制行或列向量；n,k：分别为码长和信息分组长度；fmt：表示编码进制数，默认为二进制(binary)；genmat：表示线性分组码的生成矩阵；genpoly：表示循环码的生成多项式，可以由函数cyclpoly(n,k)实现；prim_poly：表示采用汉明编码时的本原多项式，可以由函数gfprimdf(n-k)实现。,Page18,1线性分组码,【例10-1】encode函数使用示例：采用三种不同的格式（二进制向量、二进制矩阵以及十进制向量）生成（7,4）汉明码。clc;clearall;closeall;m=3;n=2m-1;%码长=7k=2m-1-m;%信息分组长=4%生成50个信息分组，每个分组k比特msg1=randint(50*k,1,0,1);%列向量msg2=vec2mat(msg1,k);%转换为k维列向量的矩阵msg3=bi2de(msg2);%转换为十进制整数的行向量,Page19,1线性分组码,%生成50个码字，每个码字n比特code1=encode(msg1,n,k,hamming/binary);code2=encode(msg2,n,k,hamming/binary);code3=encode(msg3,n,k,hamming/decimal);%判断三种方法生成的码字是否相同if(vec2mat(code1,n)=code2clearall;closeall;n=15;k=4;genpoly=cyclpoly(n,k,max);%构造循环码多项式msg=randint(100,k,0,1);%100个信息分组code=encode(msg,n,k,cyclic/binary,genpoly);noisycode=rem(code+randerr(100,n,01;.7.3),2);%加噪声newmsg=decode(noisycode,n,k,cyclic);%译码number,ratio=biterr(newmsg,msg);%计算误码率disp(Thebiterrorrateis,num2str(ratio),Page22,2循环码,BCH码bchenc函数的语法形式如下：code=bchenc(msg,n,k)code=bchenc(.,paritypos)这两个函数可以用于生成BCH码，其中msg的数据结构必须为Galoisarray。与bchenc相对应的函数是bchdec，函数的语法形式如下：decoded=bchdec(code,n,k)decoded,cnumerr,ccode=bchdec(.)cnumerr：表示与code相对应的纠正的错误个数；ccode：表示经过错误纠正后的码字；decoded：表示返回的译码结果。,Page23,2循环码,【例10-4】BCH码编译码仿真示例。clc;clearall;closeall;m=4;n=2m-1;%码字长度k=5;%信息符号长度nwords=10;%编码个数msg=gf(randint(nwords,k);genpoly,t=bchgenpoly(n,k);%获得生成多项式及相应的纠错能力tt2=t;code=bchenc(msg,n,k);%编码noisycode=code+randerr(nwords,n,1:t2);%对每个码字加t2比特错误,Page24,2循环码,newmsg,err,ccode=bchdec(noisycode,n,k);%译码ifccode=codedisp(Allerrorswerecorrected.)endifnewmsg=msgdisp(Themessagewasrecoveredperfectly.)end,Page25,2循环码,【例10-5】RS码编译码仿真示例。m=3;%每符号比特数n=2m-1;k=3;%码字长度和信息长度t=(n-k)/2;%rs码的纠错能力nw=4;%码字个数msgw=gf(randint(nw,k,2m),m);%生成随机信息符号c=rsenc(msgw,n,k);%编码noise=(1+randint(nw,n,2m-1).*randerr(nw,n,t);cnoisy=c+noise;%加噪声dc,nerrs,corrcode=rsdec(cnoisy,n,k);%译码isequal(dc,msgw)clearall;closeall;%编码数据比特trel=poly2trellis(3,67);%定义网格msg=randi(01,1000,1);%随机数据code=convenc(msg,trel);%卷积编码tblen=5;%回溯长度%映射0比特为1.0，1比特为-1.0，同时加高斯白噪声ucode=real(awgn(1-2*code,3,measured);hcode=ucode0;%硬判决译码，转换为二进制decoded1=vitdec(hcode,trel,tblen,cont,hard);,Page33,3卷积码,%软判决译码，使用量化输入，采用3比特量化x,qcode=quantiz(ucode,-.75-.5-.250.25.5.75,7:-1:0);decoded2=vitdec(qcode,trel,tblen,cont,soft,3);decoded3=vitdec(ucode,trel,tblen,cont,unquant);%软判决译码，使用非量化输入%计算误比特率，译码器输出延迟tblen个符号n1,r1=biterr(double(decoded1(tblen+1:end),msg(1:end-tblen);n2,r2=biterr(decoded2(tblen+1:end),msg(1:end-tblen);n3,r3=biterr(decoded3(tblen+1:end),msg(1:end-tblen);disp(Thebiterrorratesare:,num2str(r1r2r3),Page34,14.4典型数字通信仿真实例,14.4.12FSK信号在高斯白噪声信道的传输性能14.4.2TDMA信号收发系统仿真,Page35,12FSK信号在高斯白噪声信道的传输性能,Page36,12FSK信号在高斯白噪声信道的传输性能,脚本程序如下：clc;clearall;closeall;EsN0=0:20;%信噪比，单位为dBErr=zeros(1,length(EsN0);%输出的误比特率FrequencySep=24000;%2FSK信号频率间隔BitRate=10000;%信号源比特率SimulationTime=10;%仿真时间SamplePerSym=2;%每符号抽样点数fori=1:length(Es