通信原理课程设计指导指南

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1、目录目录1设计一随机信号分析2设计二模拟信号的数字化7设计三数字基带传输系统13设计四模拟线性调制解调系统17设计五2FSK调制解调系统25设计六2PSK和2DPSK调制解调系统31设计七数字通信系统的抗噪性能分析36设计八载波同步42设计九信道编码和译码45参考文献49设计一随机信号分析一、设计目的1・利用MATLAB产生各种随机信号。2・利用MATLAB计算随机信号的自相关函数和功率谱密度。3.掌握随机信号的自相关函数与功率谱密度的关系及其推导。二、设计原理1・随机信号的产生在MATLAB中，提供了人量的随机数发生函数，其中rand和randn是两类核心

2、函数，nmd函数产生在［(),1］区间服从均匀分布的随机信号；nmdn函数产生服从均值为()，方差为1的高斯分布的随机信号。其它类型的随机信号可以通过这两类随机信号变换而得到。(1)rand函数格式：X=rand(N)X=rand(M,N)(2)randn函数格式：X=randn(N)X=randn(M,N)2.随机信号的自相关函数在MATLAB屮，xcorr函数用于估计随机序列的自相关函数，其调用格式如下：(1)c=xcorr(x)可计算出矢量兀的自相关函数，矢蜃兀表示序列兀(〃)。(2)c=xcorr(x,'option1)屮的option可用来指定相关

3、选项：•当option=biased时，xcorr函数可计算£

4、相关函数的有偏估计，即川一

5、加卜1・当option=unbiased时，xcorr函数可计算自相关函数的无偏估计，即•当option=cocff时，xcorr函数对序列进行归一化处理，使零滞后的自相关函数为1.0,即m=0的自相关函数值归一化为1。•当option=nonc时，即为缺省情况，不做归一化处理。2.随机信号的功率谱密度随机信号郭)的自相关函数与其功率谱密度Z间互为傅立叶变换关系。即4(q)二£R(T}e~i(OTdTR⑺-'pP^)ej(OTdco【例1・1】在(・1/2,1/2)内

6、产生一均匀分布的随机数N=1000的离散时间序列，计算该序列的H相关，定义为1N-m口驴九"皿"同时，用计算心(加)的离散傅里叶变换(DFT)求序列｛£｝的功率谱。DFT定义为DFT[/?v(m)]=£心(加)£一丿2吶/(2(m+i))川=-M解产生序列｛£｝,计算占相关和功率谱DFT[RXM]的MATLAB源程序在下面给出。应该值得注意的是，H相关函数和功率谱都呈现出显著的波动，因此有必要在儿次实现上对样本的H相关求平均。本程序在随机过程的10次实现上采用平均白相关得到白相关两数和功率谱。源程序如下：echoonN=1000;M=50;t=0:l:50;

7、s=-0.5:0.02:0.5;Rx_av=zeros(1,M+1);Sx_av=zeros(l,M+1);%取10次实现的整体平均%火在-1/2和1/2之间取值%本次实现的H相关函数%本次实现的功率谱密度forj=1:10;X=rand(l,N)-l/2;Rx=Rx_est(X,M);Sx=fftshift(abs(fft(Rx)));Rx_av=Rx_av+Rx;Sx_av=Sx_av+Sx;end;Rx_av=Rx_av/10;Sx_av=Sx_av/10;%自相关函数z和%功率谱密度z和%自相关函数的整体平均%功率谱密度的整体平均subplot(2,

8、l,l);plot(t,Rx_av)xlabel('(a)自相关函数J;subplot(2,l,2);plot(s,Sx_av)xlabel(*(b)功率谱密度J;%function[Rx]=Rx_est(X,M)%估计随机序列X的自相关函数%计算出Rx(0),Rx(lRx(M)%Rx(m)代表实际中的Rx(m-l).N=length(X);Rx=zeros(l,M+l);form=l:M+lforn=l:N-m+lRx(m)=Rx(m)+X(n)*X(n+m-1);end;Rx(m)=Rx(m)/(N-m+1);end;程序运行结果如图1.1所示。图1.1

9、例1-1的运行结果三、设计内容1.己知瑞利分如随机信号的概率密度函数为X/(兀)二产exp（—冷）x>0x<0用randn函数产生

10、.在(-1,1)内产生一均匀分布的随机数N=5()(