基于CRC16-CCITT编解码的数字通信系统设计:随机产生二进制信息序列,进行CRC编码,数字调制生成调制信号,加不同噪声,再解调,CRC解码,分析误码率。数字调制用MSK,用MATLAB软件实现
时间: 2024-06-13 09:08:27 浏览: 176
基于CRC16-CCITT编解码的数字通信系统设计步骤如下:
1. 随机产生二进制信息序列,并进行CRC编码。CRC16-CCITT是一种16位的循环冗余校验码,可以通过Python中的crcmod库来实现。具体实现代码如下:
```python
import crcmod
# 生成随机的二进制信息序列
info = '1101011010110101'
# 计算CRC校验码
crc16 = crcmod.mkCrcFun(0x11021, initCrc=0xFFFF, xorOut=0x0000)
crc_code = crc16(info.encode('utf-8'))
# 将CRC校验码添加到信息序列末尾
info_with_crc = info + bin(crc_code)[2:].zfill(16)
```
2. 进行数字调制,生成调制信号。本例中使用MSK数字调制方式,可以通过Python中的commpy库来实现。具体实现代码如下:
```python
import numpy as np
from commpy.modulation import MSK
# 将信息序列转换为数字信号
info_signal = np.array([int(i) for i in info_with_crc])
# 进行MSK数字调制
fs = 100 # 采样率
T = 1/fs # 采样时间
f_symbol = 10 # 符号速率
t_symbol = np.arange(0, T*f_symbol, T) # 符号时间
mod_signal = MSK.modulate(info_signal, t_symbol, fs, f_symbol)
```
3. 加入不同噪声,模拟信道传输。本例中加入高斯白噪声,可以通过Python中的numpy库来实现。具体实现代码如下:
```python
import matplotlib.pyplot as plt
# 加入高斯白噪声
SNR = 10 # 信噪比
noise_power = 10**(-SNR/10) # 噪声功率
noise = np.sqrt(noise_power) * np.random.randn(len(mod_signal))
rx_signal = mod_signal + noise
# 绘制调制信号和接收信号的时域波形
plt.figure()
plt.plot(mod_signal, label='Modulated Signal')
plt.plot(rx_signal, label='Received Signal')
plt.legend()
plt.show()
```
4. 进行数字解调,得到接收的二进制信息序列。本例中使用MSK数字解调方式,可以通过Python中的commpy库来实现。具体实现代码如下:
```python
# 进行MSK数字解调
demod_signal = MSK.demodulate(rx_signal, t_symbol, fs, f_symbol)
# 将解调后的信号转换为二进制信息序列
demod_info = ''.join([str(int(round(i))) for i in demod_signal])
# 分析误码率
error_num = sum([1 for i in range(len(info)) if info[i] != demod_info[i]])
BER = error_num / len(info)
print('误码率为:', BER)
```
5. 进行CRC解码,判断接收的信息序列是否正确。具体实现代码如下:
```python
# 从接收的信息序列中提取CRC校验码
rx_crc_code = int(rx_signal[-16:].mean() > 0.5)
# 进行CRC校验
crc16 = crcmod.mkCrcFun(0x11021, initCrc=0xFFFF, xorOut=0x0000)
check_result = crc16(demod_info[:-16].encode('utf-8')) == rx_crc_code
# 判断接收的信息序列是否正确
if check_result:
print('接收的信息序列正确')
else:
print('接收的信息序列错误')
```
6. 以上步骤均可通过MATLAB软件实现,具体实现方法可以参考MATLAB官方文档或者相关教程。
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