【導(dǎo)讀】塊，用于對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。主要包括兩部分內(nèi)容：通信函數(shù)命令和Simulink. 用戶既可以在MATLAB的工作空。擴(kuò)充工具箱的內(nèi)容。對(duì)于一個(gè)離散無記憶平穩(wěn)隨機(jī)過程，其信息量。其中X表示信源取值集合，p是信源取值x的概率。信源編碼可分為兩類：無失真編碼和限失真編碼。Huffman編碼的基本原理就是為。①將信源消息按照概率大小順序排隊(duì)。③將經(jīng)過編碼的兩個(gè)消息的概率合并，并重新按照概率大小排序，重復(fù)步驟②。④重復(fù)上面步驟③，一直到合并的概率達(dá)到1時(shí)停止。這樣便可以得到編碼樹狀圖。節(jié)點(diǎn)的任意兩個(gè)支路上，這樣就產(chǎn)生了這組Huffman碼。大多數(shù)信源最開始都是模擬信號(hào)，為了將信源輸出數(shù)字化，信源必須量化為確定數(shù)目的級(jí)數(shù)。量化方案可劃分為標(biāo)量量化和矢量量化兩種。被稱為量化間隔，且在每個(gè)區(qū)域內(nèi)選擇一個(gè)點(diǎn)作量化級(jí)數(shù)。壓擴(kuò)方式由method指定。sig矢量的長(zhǎng)度相同。該程序運(yùn)行結(jié)果如圖。根據(jù)過去發(fā)送的信號(hào)來估計(jì)下一個(gè)將要發(fā)送的信號(hào)值。指定，預(yù)測(cè)器由predictor輸出。

　　

【正文】 3． AWGN信道函數(shù) awgn 格式： y=awgn(x,snr) 功能：向功率為 0dB的信號(hào) x添加高斯白噪聲 ， 輸出信號(hào) y的信噪比 SNR為參數(shù) snr (單位 dB)。 如果信號(hào) x為復(fù)信號(hào) ， 該函數(shù)添加復(fù)高斯白噪聲 。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 ［ 例 617] 利用 MATLAB對(duì)信號(hào)進(jìn)行基帶數(shù)字調(diào)制解調(diào) 。 MATLAB程序如下： M=4。 %設(shè)置 M的數(shù)目 Fd=1。 %信號(hào)采樣速率 Fs=32。 %采樣頻率 SNRperBit=5。 %信噪比 adjSNR=SNRperBit10*log10(Fs/Fd)+10*log10(log2(M))。 x=randint(5000,1,M)。 %源信號(hào) %正交 FSK調(diào)制 tone=。 %頻隙間隙 Δf=Fd/2 randn(39。state39。,1945724)。 %設(shè)置 RANDN產(chǎn)生器的狀態(tài) w1=dmodce(x,Fd,Fs,39。fsk39。,M,tone)。 %調(diào)制 y1=awgn(w1,adjSNR,39。measured39。,[],39。dB39。)。 % 對(duì)調(diào)制信號(hào)添加噪聲 z1=ddemodce(y1,Fd,Fs,39。fsk39。,M,tone)。 %調(diào)制 ser1=symerr(x,z1) %輸出符號(hào)誤差率 %非正交 FSK調(diào)制 tone=。 randn(39。state39。,1945724)。 %設(shè)置 RANDN產(chǎn)生器的狀態(tài) w2=dmodce(x,Fd,Fs,39。fsk39。,M,tone)。 %調(diào)制 y2=awgn(w2,adjSNR,39。measured39。,[],39。dB39。)。 % 對(duì)調(diào)制信號(hào)添加噪聲 z2=ddemodce(y2,Fd,Fs,39。fsk39。,M,tone)。 %解調(diào) ser2=symerr(x,z2) %輸出符號(hào)誤差率 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 通信系統(tǒng)的性能仿真 通信系統(tǒng)誤碼率的大小是衡量通信系統(tǒng)性能的好壞 。 無論是仿真帶通系統(tǒng)還是基帶通信系統(tǒng) ， 通信系統(tǒng)模型的誤碼率的計(jì)算過程主要由設(shè)置相關(guān)參數(shù) 、 創(chuàng)建信號(hào)及信源編碼 、 調(diào)制 、 對(duì)調(diào)制信號(hào)添加高斯噪聲 、 解調(diào) 、 計(jì)算系統(tǒng)的誤碼率等步驟組成 。 誤碼率仿真界面 MATLAB提供了一種有效的分析誤碼率的工具 —— 誤碼率仿真界面 ， 它可用來計(jì)算和比較不同調(diào)制方式 、 不同差錯(cuò)控制編碼方式和不同信道噪聲模型條件下的通信系統(tǒng)的誤碼率 。 在 MATLAB命令窗中輸入命令： mgui 即可打開一個(gè)圖形用戶界面窗口 —— 誤碼率仿真界面 。 誤碼率仿真界面包含了通信系統(tǒng)中信號(hào)處理的全部過程：信號(hào)源信號(hào)的生成；信號(hào)經(jīng)過差錯(cuò)控制編碼和調(diào)制后發(fā)送；疊加在信道噪聲后送到接收設(shè)備；經(jīng)過解調(diào)和解碼恢復(fù)出原始數(shù)據(jù) 、 進(jìn)行誤碼率的計(jì)算過程等 。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 圖 誤碼率仿真窗口 誤碼率仿真窗口上半部分功能區(qū)域 ， 分為以下四個(gè)部分： ● Source（ 信號(hào)源 ） ； ● ErrCtrCode（ 差錯(cuò)控制編碼 ） ； ● Modulation（ 信號(hào)調(diào)制編碼 ） ； ● Channel（ 信道 ） 。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 眼圖 /散射圖 1． 眼圖 在研究數(shù)字傳輸碼間干擾及其它信道噪聲的時(shí)候 ， 眼圖是一個(gè)很方便的工具 。 眼圖是一個(gè)接收信號(hào)相對(duì)于時(shí)間的關(guān)系曲線 。 當(dāng)?shù)竭_(dá) x軸的時(shí)間上限時(shí) ， 信號(hào)回到時(shí)間初始點(diǎn) ， 這樣便產(chǎn)生了一幅重疊畫 。 產(chǎn)生眼圖的常用方法是使用示波器 ， 將示波器的掃描頻率設(shè)為 1/T， 其中 T是信號(hào)周期 。 格式： eyediagram(x, N) 功能：繪制信號(hào) x的眼圖 ， 該信號(hào)在一個(gè)掃描周期中有 N個(gè)抽樣點(diǎn) 。 N必須大于 1。 圖 眼圖 (無偏移 ) [例 622] 試?yán)L制 QASK調(diào)制信號(hào)的眼圖 。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 2． 散射圖 散射圖與眼圖密切相關(guān) 。 散射圖記錄了在給定判決點(diǎn)處信號(hào)的值 。 在 MATLAB通信工具箱中也提供了一條專用函數(shù)命令 scatterplot來繪制散射圖 。 格式： scatterplot(x, N) 功能：根據(jù)指定的參數(shù) N繪制信號(hào) x的散射圖。 x可為實(shí)向量，也可為復(fù)數(shù)向量，或只有兩列的矩陣，第一為信號(hào)的實(shí)部，第二列為信號(hào)的虛部。繪制 x中的第 N點(diǎn)時(shí)從第一個(gè)值開始，默認(rèn)值 N=1。 圖 散步圖 [例 623] 試制散 QASK調(diào)制信號(hào)的繪射圖。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 圖 數(shù)字?jǐn)U頻通信系統(tǒng)基本框圖 為了正確進(jìn)行信號(hào)的擴(kuò)頻解擴(kuò)處理 ， 必須使接收機(jī)的本地 PN 序列與接收信號(hào)中所包含的 PN 序列建立時(shí)間同步 。 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)按其工作方式的不同可分為下列幾種：直接序列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng) 、 跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng) 、 跳時(shí)擴(kuò)頻系統(tǒng) 、 混合式 。 只討論兩種基本的擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真： 直接擴(kuò)頻 (DS)和跳頻 (FH)系統(tǒng) 。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 直接序列擴(kuò)頻 (DSSS)系統(tǒng) 如果假設(shè)采用 BPSK 方式發(fā)送二進(jìn)制信息序列的擴(kuò)頻通信 。 設(shè)信息速率為 R bit/s，碼元間隔為 Tb=1/Rs傳輸信道的有效帶寬為 Bc (Hz)(BcR )， 在調(diào)制器中 , 信息序列的帶寬擴(kuò)展為 W= Bc ， 載波相位以每秒 W次的速率按偽隨機(jī)序列發(fā)生器序列改變載波相位 ，即是直接序列擴(kuò)頻 。 圖 二進(jìn)制信息序列的擴(kuò)頻通信 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 圖 直擴(kuò)信號(hào)抑制正弦干擾效果圖 [例 624] 利用 MATALB仿真演示直擴(kuò)信號(hào)抑制正弦干擾的效果。 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng) (FHSS) 跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)將傳輸?shù)膸?W分為很多互不重疊的頻率點(diǎn) ， 按照信號(hào)時(shí)間間隔在一個(gè)或多個(gè)頻率點(diǎn)上發(fā)送信號(hào) ， 根據(jù)偽隨機(jī)發(fā)生器的輸出 ， 傳輸?shù)男盘?hào)選擇相應(yīng)的頻率點(diǎn) 。 即載波的頻率在 “ 跳變 ” ， “ 跳變 ” 的規(guī)則由偽隨機(jī)序列決定 。 跳頻系統(tǒng)發(fā)射和接收部分框圖如圖 ， 跳頻系統(tǒng)的數(shù)字調(diào)制方式可選擇 BFSK或 MFSK。 圖 跳頻系統(tǒng)發(fā)射和接收部分框圖 第 6 章 通信系統(tǒng)仿真 圖 BFSK/FH系統(tǒng)仿真框圖 [例 625] 采用非相干解調(diào)，平方律判決器 (即包絡(luò)判決器 )，利用 MATLAB仿真 FSK/FH系統(tǒng)在最嚴(yán)重的部分邊帶干擾下的性能。