通信原理软件实验报告.doc

通信原理软件实验通信原理软件实验实验报告信息与通信工程学院 实验目录实验一3实验二9实验三11实验四23实验一1实验要求：假设基带信号为m(t)=sin(2000t)+2cos(1000t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。2流程图：AM信号设置采样速率采样点数及时域频域采样点基带信号变化为AM信号AM信号进行傅氏变换画出AM信号的波形及幅度频谱DSB-SC信号设置采样速率采样点数及时域频域采样点基带信号变化为DSB-SC信号DSB-SC信号进行傅氏变换画出DSB-SC信号的波形及幅度频谱SSB信号设置采样速率、采样点数及时域频域采样点对基带信号进行希尔伯特变换利用基带信号及其希尔伯特变换表示出SSB信号对SSB信号进行傅氏变换画出SSB信号的波形及幅度频谱3实验程序：AM信号 fs= 800; %KHz T= 200; %ms N= T*fs; dt= 1/fs; t= -T/2:dt:T/2-dt; df= 1/T; f=-fs/2:df:fs/2-df; fm= 1; % kHz fc= 20; % kHz m= sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t); s= (1+0.3*m).*cos(2*pi*fc*t); %AM signal S= t2f(s,fs); figure(1) plot(f,abs(S) %观察已调信号的幅度频谱 xlabel(f(kHz) ylabel(|S(f)|) axis(10,30,0,max(abs(S) figure(2) plot(t,s) xlabel(t(ms) ylabel(s(t) axis(0,4,-max(abs(s),max(abs(s)DSB-SC信号fs= 800; %KHz T= 200; %ms N= T*fs; dt= 1/fs; t= -T/2:dt:T/2-dt; df= 1/T; f=-fs/2:df:fs/2-df; fm= 1; % kHz fc= 20; % kHz m= sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t); s= m.*cos(2*pi*fc*t); %dsb-sc signal S= t2f(s,fs); figure(1) plot(f,abs(S) %观察已调信号的幅度频谱 axis(10,30,0,max(abs(S) figure(2) plot(t,s) axis(0,4,-max(abs(s),max(abs(s)SSB信号fs= 800; %KHz T= 200; %ms N= T*fs; dt= 1/fs; t= -T/2:dt:T/2-dt; df= 1/T; f=-fs/2:df:fs/2-df; fm= 1; % kHz fc= 20; % kHz m= sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t); M= t2f(m,fs); MH=-j*sign(f).*M; %在频域进行希尔伯特变换 mh= real(f2t(MH,fs); %希尔伯特变换后的信号 s= m.*cos(2*pi*fc*t)-mh.*sin(2*pi*fc*t); %SSB signal S= t2f(s,fs); figure(1) plot(f,abs(S) %观察已调信号的幅度频谱 axis(10,30,0,max(abs(S) figure(2)plot(t,s) axis(0,4,-max(s),max(s)4实验结果：AM信号 图一 AM信号时域波形图 图二 AM信号频谱DSB-SC信号 图三 DSC-SB时域图 图四 DSC-SB频谱SSB信号 图五 上边带SSB时域图图六 SSB上边带频谱5结果分析：具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM是由DSB-SC AM信号加上一离散的大载波分量，其表达式为s(t) = 1+m(t) * cos (2fct )。其频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量，S(f) = a Mn (f fc ) +(f fc) + a Mn（f + fc）+(f + fc)/2双边带抑制载波调幅信号DSB-SC是利用均值为零的模拟基带信号与正弦载波相乘得到，数学表达式为s (t) = m(t) * cos (2fct )。经幅度调制后，基带信号的频谱被搬移到载频fc处，且频谱中不包含离散的载频分量。单边带调幅信号SSB产生的方法之一是先产生双边带抑制载波调幅信号，然后再将它通过边带滤波器，数学表达式为s(t) = m(t)* cos (2fct ) mh * sin (2fct )。其频谱为双边带抑制载波调幅信号的上边带。实验二1 实验要求假设基带信号为m (t ) = sin (2000t ) + 2cos (1000t ) +4sin (500t +/3 ),载波频率为40kHz，仿真产生FM信号，观察波形与频谱，并与卡松公式对照。FM的频率偏移常数是5kHz/V。2 流程图：设置采样速率采样点数及时域频域采样点 基带信号变化为FM信号FM信号进行傅氏变换画出FM信号的波形及幅度频谱3. 实验程序：fs= 800; %kHz T= 16; %ms N= T*fs; dt= 1/fs; t= -T/2:dt:T/2-dt; df= 1/T; f= -fs/2:df:fs/2-df; fm= 1; %kHz Kf= 5; %kHz/V fc= 40; %kHz m= sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*pi*fm*t)+4*sin(0.5*pi*fm*t+pi/3); phi= 2*pi*Kf*cumsum(m)*dt;s= cos(2*pi*fc*t+phi); S= t2f(s,fs); figure(1); plot(f,abs(S).2) %观察已调信号的功率谱 axis(0,80,0,max(abs(S).2) figure(2) plot(t,s) %观察已调信号的波形 axis(0,4,-2*max(s),2*max(s)4. 实验结果: 图七 FM信号时域图 图八 FM信号频谱5. 结果分析：fm取1kHz,用卡松公式计算得到FM信号带宽:Bfm=2*(Kf*max(abs(m)+1)得到Bfm = 66.8325与图八比较，基本相等，说明实验FM信号带宽与理论值基本相符。时域图也可看到疏密不同的波形，符合FM信号的特点。实验三1 实验要求：通过仿真测量占空比为25%、50%、75%以及100%的单双极性归零码波形及其功率谱。2 流程图：设置采样速率采样点数及时域频域采样点随机产生数据序列设置占空比形成单（双）极性数据序列进行傅氏变换计算随机过程功率谱的数学期望画出信号波形及功率谱3. 实验程序：单极性归零码clear allclose allL=64;N=512;M=N/L;Rs=2;Ts=1/Rs;fs=L/Ts;Bs=fs/2;T=N/fs;t=-(T/2):1/fs:(T/2-1/fs);f=-Bs+0:N-1/T;EP=zeros(1,N);for loop=1:1000a=(randn(1,M)0);tmp=zeros(L,M);L1=L*0.25;tmp(1:L1,:)=ones(L1,1)*a;s=tmp(:);S=t2f(s,fs);P=abs(S).2/T;EP=EP*(1-1/loop)+P/loop;endfigure(1)plot(t,s)xlabel(t(ms)ylabel(s(t)axis equalgridfigure(2)plot(f,EP)xlabel(f(kHz)ylabel(P(f)axis(-20,20,0,max(EP)grid双极性归零码L=64;N=512;M=N/L;Rs=2;Ts=1/Rs;fs=L/Ts;Bs=fs/2;T=N/fs;t=-(T/2):1/fs:(T/2-1/fs);f=-Bs+0:N-1/T;EP=zeros(1,N);for loop=1:1000a=sign(randn(1,M);tmp=zeros(L,M);L1=L*0.25;tmp(1:L1,:)=ones(L1,1)*a;s=tmp(:);S=t2f(s,fs);P=abs(S).2/T;EP=EP*(1-1/loop)+P/loop;endfigure(1)plot(t,s)xlabel(t(ms)ylabel(s(t)axis equalgridfigure(2)plot(f,EP)xlabel(f(kHz)ylabel(P(f)axis(-100,100,0,max(EP)grid4. 实验结果：单极性归零码图九 占空比为25%的单极性归零码波形 图十 占空比为25%的单极性归零码功率谱修改源代码中的占空比L1可得到以下结果图十一 占空比为50%的单极性归零码波形图十二 占空比为50%的单极性归零码功率谱图十三 占空比为75%的单极性归零码波形图十四 占空比为75%的单极性归零码功率谱图十五 占空比为100%的单极性归零码波形图十六 占空比为100%的单极性归零码功率谱双极性归零码图十七 占空比为25%的双极性归零码波形图十八 占空比为25%的双极性归零码功率谱修改占空比后得到以下结果图十九 占空比为50%的双极性归零码波形图二十 占空比为50%的双极性归零码功率谱图二十一 占空比为75%的双极性归零码波形图二十二 占空比为75%的双极性归零码功率谱图二十三 占空比为100%的双极性归零码波形图二十四 占空比为100%的双极性归零码功率谱5结果分析：若二进制符号“0”和“1”等概率出现、符号间互不相关，则单极性归零码的功率谱不仅含有离散的直流分量及连续谱，而且还包含离散的时钟分量及其奇次谐波分量。双极性归零码序列在二进制符号“0”和“1”等概率出现、符号间互不相关情况下，其功率谱密度仅含连续谱。实验四1 实验要求：仿真测量滚降系数为=0.25的根升余弦滚降系统的发送功率普密度及眼图。2 流程图：设置采样速率采样点数及时域频域采样点随机产生数据序列设置占空比形成单（双）极性数据序列通过根升余弦滚降系统加信道噪声通过根升余弦滚降系统画出信号波形及功率谱3. 实验程序： clear all close all N= 213; %采样点数 L= 16; %每码元的采样点数 M= N/L; %码元数 Rs= 2; %码元速率 Ts= 1/Rs; %比特间隔 fs= L/Ts; %采样速率 Bs= fs/2; %系统带宽 T= N/fs; %截短时间 t= -T/2+0:N-1/fs; %时域采样点 f= -Bs+0:N-1/T; %频域采样点 alpha= 0.25; %升余弦滚降系数 Hcos= zeros(1,N); ii= find(abs(f)(1-alpha)/(2*Ts)&abs(f)=(1+alpha)/(2*Ts); Hcos(ii)= Ts/2*(1+cos(pi*Ts/alpha*(abs(f(ii)-(1-alpha)/(2*Ts); ii= find(abs(f)0时相对=0场合所获得的好处是以系统截止带宽由fc扩展成（1+）fc为代价。这是一种现实有用的限制频带、提高频带利用率的途径，实际中通常取0.20.6。太小一方面实现困难，太大则牺牲频带利用率。当发端成形滤波器用根升余弦滤波器，接收端同样用根升余弦滤波器匹配滤波时，既能够使得抽样时刻信噪比最高（即完成匹配滤波器的作用）。故接收处，眼图达到最大，及最佳采样时刻。实验心得通信原理是通信工程专业的一门重要的课程。这次实验是很有意