通信原理课程设计--2ASK信号的仿真设计.doc

课 程 设 计课程设计名称： 通信原理课程设计 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 课程设计时间： 通信原理 专业课程设计任务书学生姓名专业班级学号题 目2ASK信号的仿真设计课题性质仿真课题来源自拟课题指导教师同组姓名主要内容1. 设计一个2ask信号；2. 绘2ASK信号的频谱。任务要求1. 生成2ask的信号，并把图像画出，以及做出他二进制序列；2. 绘制其功率谱密度图像；3. 分析功率谱。参考文献1 宋祖顺现代通信原理北京：电子工业出版社，2001 2 樊昌信. 通信原理（第五版）.北京：国防工业出版社，20013 张志涌.精通MATLAB R2011a.北京航空航天大学出版社,2011 4 吴大正.信号与线性系统分析（第4版）.高等教育出版社，2005。 5 李建新，现代通信系统分析与仿真MATLAB通信工具箱西安电子科技大学出版社。审查意见指导教师签字：教研室主任签字： 年 月 日 1 需求分析 生成一系列信号是s（t），通过自己设定的某一载频，将其变换成调制信号signal，将信号图像显示。以调制信号为分析对象，对信号进行频谱分析，结果输出信号的功率谱密度图。2 概要设计（1）学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法。（2）掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。（3）掌握功率谱的计算；（4）学会用MATLAB对信号进行分析和处理。3 运行环境软：Matlab 7.1 硬：计算机4 开发工具和编程语言Matlab 7.15 详细设计 详细设计里面只介绍各个变量的意思，和自己不太熟悉的函数及公式，没有将所有的源代码写出。主要调用的公式：function f,sf=Fun1(t,st) dt=t(2)-t(1); % 时间距 T=t(end); % 时间总长 df=1/T; % 频率间隔 N=length(t); % 间隔个数 f=-N/2:N/2-1*df; % 求出 f频率的向量形式 sf=fft(st); % 快速傅里叶变换 sf=T/N*fftshift(sf); % 线性搬移 信号功率谱密度的线性搬移，和快速傅里叶变换。function out=Fun2(d,M) N=length(d); out=zeros(1,M*N); For i=0:N-1; out(i*M+1)=d(i+1); End 生成不归零码的预处理，先生成一个dd向量其中很多的0，是为了卷积的时候产生很多连起来的幅值一样的不归零码。f %载波频率2HzN %码元数Ts 设置波特率 %1Band/sDt %波形采样间隔d=sign(randn(1,N); %随机产生d其中的的元素是-1 和 1gt %单极性NRZ波形 signal=conv(dd,gt); %卷积生成NRZ码，如果在这里直接随机生成则使出现过多的0、1交替，图形看着不好看f,signalf=Fun1(t,signal(1:length(t);signalf(signalf=0)=10(-8); %避免log(0) 的情况，令log(0)=10(-8)将0设置成一个很小的正数plot(f,10*log10(abs(signalf).2/T); %根据功率谱密度函数的公式，画出不归零码功率谱密度图像。ht=cos(2*pi*f*t); %载波信号Dask=signal(1:Lt).*ht; %2ask信号f,Daskf=Fun1(t,Dask); plot(f,10*log10(abs(Daskf).2/T); %根据功率谱密度函数的公式，画出2ask的功率谱密度图像。6 调试分析1.设计时首先遇到很多函数和细节性的规则不会使用，在老师的帮助下，以及参考网上的代码，搞懂了不少以前学过的matlab的知识。2.除去知识性问题外，首先遇到原始信号的生成问题。一开始想自己设定一个向量 如g1 0 1 1 1 1. ,直接自己写出，但是这样的写法不具有一般性，遂参考网上的随机生成法，通过卷积和Fun2函数生成signal即不归零码。3.一开始没有考虑到log（0）的情况，一直提示错误，结果通过help 产找到需将0 设置为小的正数。4.随后的问题是函数的公式，转换基本上照应着书上的例子：如.*和.都是很基本的运算，以及生成全1向量的ones和全零的zeros。5.图像的绘制，出现了信号的顶层顶着图像的最高处，这样观察的时候不够清晰明了，遂查找资料，自己没有使用axis函数，之后定义完以后就可以清晰的看到图像了，另外还需注意绘制多个图像时figure（n）必不可少，但是figure（1）不能写！6.其余的调试都是细节错误，都在仔细的检查后消除了。7 测试结果 本图是信号的时域波形第一幅图是输入信号，第二幅是2ask信号2ASK信号可表示为 ，式中为载波角频率，h(t)=cos(t)为载波信号，二进制基带信号s(t)为随机的单极性NRZ矩形脉冲序列 这两幅图分别是其概率密度谱。 为第一个图的公式 为第二个图的公式 参考文献1 宋祖顺现代通信原理北京：电子工业出版社，2001 2 樊昌信. 通信原理（第五版）.北京：国防工业出版社，20013 张志涌.精通MATLAB R2011a.北京航空航天大学出版社,2011 4 吴大正.信号与线性系统分析（第4版）.高等教育出版社，2005。 5 李建新，现代通信系统分析与仿真MATLAB通信工具箱西安电子科技大学出版社。 心得体会 没想到一开学就有课程设计，做的比较慌张，可能是由于准备考研的缘吧，此次课程设计，感触颇深，因为让我再一次的认识到了MATLA的强功能,同时时也对通信方面的信号处理等知识有了进一步的加深。 选择2ask的设计，这个题目比较简单，说实话自己对其他的题目实在没有把握，其实2ask、2psk、2fsk 有着极其相似之处，它们是将幅值、相位、频率作为区分不归零码中的0、1，调制时，如果用离散傅里叶变换先对调制信号进行分析，然后再判断不同频率对应的幅值是否满足一定条件，进而判断出该位的数字逻辑，就可以很轻松的实现对信号的解调。此次的实践，还巩固了傅里叶变换把信号从时域转换到频域，这样既能在时域上分析也能在频域上分析。对于时间离散的信号，信号是用序列表示的，相应的有离散的傅里叶变换算法，经过变换后的结果也是一个序列。此次的实践得到不少的教训，许多的函数都不会，连程序都是从网上的例子参考而来，自己的实践还是太少。获得的东西也不少，比如随机的序列和频谱的绘制，以及简单的matlab的运算符号。 MATLAB的功能还需进一步学习，同时也要加强通信方面相关知识的学习。感谢老师在实践中的指导，多次帮我解决问题，以后还需要注重实践！程序代码：f=2; %载波频率2HzN_sample=10;N=200; %码元数Ts=1; %1Band/sdt=Ts/f/N_sample; %波形采样间隔t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);T=t(end);%产生二进制信源d=sign(randn(1,N);dd=Fun2(d+1)/2,f*N_sample); gt=ones(1,f*N_sample); %单极性NRZ波形 %输入单极性NRZ信号波形subplot(2,2,1);signal=conv(dd,gt);plot(t,signal(1:length(t);axis(0 10 -0.2 1.2);xlabel(t);ylabel(输入信号);%输入信号功率谱密度波形subplot(2,2,2); f,signalf=Fun1(t,signal(1:length(t);signalf(signalf=0)=10(-8); %避免log(0) 的情况，令log(0)=10(-8)plot(f,10*log10(abs(signalf).2/T);axis(-2 2 -50 10);xlabel(f); ylabel(输入信号功率谱密度（dB/Hz）);%2ASK信号ht=cos(2*pi*f*t); %载波信号Dask=signal(1:Lt).*ht; %2ask信号subplot(2,2,3);plot(t,Dask);axis(0 10 -1.2 1.2);xlabel(t);ylabel(2ask波形);%2ask信号功率谱密度波形f,Daskf=Fun1(t,Dask); subplot(2,2,4);plot(f,10*log10(abs(Daskf).2/T);xlabel(f);ylabel(2ask功率谱密度 );axis(-10 10 -100 20);两个函数：function