无线通信与光通信原理实验.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除无线通信与光通信原理课程实验精品文档目 录课程实验1 多径多普勒效应3课程实验2 用外部调制方法创建光传输模块23课程实验3创建子系统38课程实验4 光纤WDM系统设计50课程实验1 多径多普勒效应实验目的：理解在时域和频域的多径信道响应，多普勒效应。实验要求：基于matlab，比较有无多普勒效应情况下，分析不同因素对时域和频域多径信道响应的影响，并写出课程实验报告。多径信道效应在无线通信中，一个从发送端的信号经过多条路径到达接收端。s(t)是发射信号，L是多径的个数，和是第i个射线的相角和到达时间。A . s(t)是一个时谐信号，考虑，则接收信号可以写为： ，其中 定义为多径环境的传输函数，接收信号保持为与s(t)有着相同角频率的时谐信号。因此，当s(t)在时变多径环境下传输时，波形没有失真，但信号幅度改变了，新幅度是的函数。图1频率为自变量的多径衰落参考Matlab code(mulitath_fading_w.m):clear all;%amplitudes of 7 multipath arrivalsa=0.6154 0.7919 0.9218 0.7382 0.1763 0.4057 0.9355;%arrival times of 7 multipath arrivalst=0.9169 0.4103 0.8936 0.0579 0.3529 0.8132 0.0099;i=0; %frequency indexfor w=0:0.05:100; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*w*t); i=i+1; abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival); %the i_th transfer functionendw=0:0.05:100; plot(w,abs_H)ylabel(amplitude of transfer function)xlabel(angular frequency)title(frequency dependent multipath fading) 既然多径到达信号的幅度和到达时间依赖于发送端和接收端的位置，那么接收信号的强度也同样依赖发送端和接收端的位置。 例如，考虑一个只有直射路径（LOS）和反射路径两个到达信号的双线模型。发射天线高度为hr，接收天线为ht，接收机和发射机的水平距离为d，则LOS路径的传输距离为：反射路径的传输距离为：10mLOSreflected2m 图2 双线模型 传输函数 这里R为反射系数，系数和是天线参数。为了方便，选择=1，=1，R=-1，这时如果f=1GHz，波长，=10m ， =2m，可得的幅度虽d的变化。图3双线模型参考代码（two_ray_model.m）clear all;ht=10;hr=2;c=3e8;f=1e9;l=c/f;R=-1;d=1:0.5:10000;d1=sqrt(d.2+(ht-hr)2);d2=sqrt(d.2+(ht+hr)2);a1=exp(j*2*pi*d1/l)./d1;a2=R*exp(j*2*pi*d2/l)./d2;a=abs(a1+a2);ld=log10(d);la=log10(a);figure(4)plot(ld,la);xlabel(log10(distance)ylabel(log10(magnitude)title(two ray model)B s(t)包括多个频率分量（A s(t)是时谐信号） 有多径到达信号的无线通信信道的传输函数可以写为： 这里和分别是第n条路径的幅度和时延。对一有着多个频率的输入信号s(t)，信道的输出可以写为当s(t)包含多个频率时， 是的频谱，而y(t)的频谱可以写为： 以下面6射线模型为例考虑，幅度可以定义为： ：1,0.3,-0.8, 0.5,-0.4,0.2 我们仅考虑两种到达时间分布： 第一种：0，1，2，3，4，5 第二种：0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 在第一种情况下，第一次到达和最后一次到达的时延间隔是5，而在第二种下只有0.5。考虑传输信号是一个每隔5有一次冲击的方波。1、 时域图图4 两种情况下的传输和接收信号参考代码multi_freq_time.mclear all;an=1,0.3,-0.8,0.5,-0.4,0.2;tn=0,1,2,3,4,5;0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;signal=0,zeros(1,0),ones(1,501),zeros(1,1000); %transmitted signalfor k=1:2; %for two case for i=1:6; ray(i,:)=an(i)*0,zeros(1,(100*tn(k,i),ones(1,501),zeros(1,(1000-100*tn(k,i); end y(k,:)=sum(ray(:,1:end);endt=(1:1:length(y(1,:)-1)*10(-2);subplot(2,2,1);plot(t,signal);ylabel(transmitted signal s(t);title(case 1 & case 2)axis(0 20 -0.5 1.5)subplot(2,2,2);plot(t,y(1,:);ylabel(received signal y(t);title(case 1:large delay spread)subplot(2,2,4);plot(t,y(2,:);xlabel(Time(us)ylabel(transmitted signal y(t);title(case 2:small delay spread)2、 频域图 图5显示了两种情况下的输入频谱和信道函数，幅度函数在上面一行，而相位函数在下面一行。从左边一列可以看书，输入频谱主要集中在-200MHz 200MHz。从信道2可以看出，传输函数的幅度基本平滑，而相位在这个间隔内基本是线性的。因此，信道2会引起微弱失真，这种信道被称为平滑衰落信道。对信道1来说，传输函数的幅度不平滑，相角也不是线性的，因此，信道1会引起较大失真，这种信道被称为频率选择性信道。 图5 输入频谱，两种情况下的传输函数参考代码：multi_freq_freq.mclear all;s=ones(1,10),zeros(1,90); %transmitted signals_f=fft(s);x=s_f(1:50);y=s_f(51:100);signal_f=y,x; %input spectrumdt=5/10; %each time interval is 0.01msdf=1/(100*dt);f_s=df*(0:99-50); %frequency vectoran=1,0.3,-0.8,0.5,-0.4,0.2; %qmplitudesf=f_s;w=2*pi*f;tn_1=0,1,2,3,4,5; %arrival times for case 1 for i=1:6; h1(i,:)=an(i)*exp(-j*w*tn_1(i); end h_1=sum(h1(:,1:end); %transfer function y_1=h_1.*signal_f; %output spectrum tn_2=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5; %arrival times for case 2 for i=1:6; h2(i,:)=an(i)*exp(-j*w*tn_2(i); end h_2=sum(h2(:,1:end); %transfer function y_2=h_2.*signal_f; %output spectrum figure(1) subplot(2,3,1); plot(f_s,abs(signal_f); ylabel(magnitude);title(I/P spectrum) subplot(2,3,4); plot(f_s,angle(signal_f); ylabel(Phase);xlabel(Frequency(MHz); subplot(2,3,2); plot(f,abs(h_1); title(channel 1) subplot(2,3,5); plot(f,angle(h_1); xlabel(Frequency(MHz); subplot(2,3,3); plot(f,abs(h_2); title(channel 2) subplot(2,3,6); plot(f,angle(h_2); xlabel(Frequency(MHz); figure(2) subplot(2,3,1); plot(f_s,abs(signal_f); ylabel(magnitude);title(I/P spectrum) subplot(2,3,4); plot(f_s,angle(signal_f); ylabel(Phase);xlabel(Frequency(MHz); subplot(2,3,2); plot(f,abs(y_1); title(O/P spectrum 1) subplot(2,3,5); plot(f,angle(y_1); xlabel(Frequency(MHz); subplot(2,3,3); plot(f,abs(y_2); title(O/P spectrum 2) subplot(2,3,6); plot(f,angle(y_2); xlabel(Frequency(MHz); 从图6中，传输函数的变化率（有对频率的响应）是跟时延扩展成比例的，时延扩展越大，传输函数变化率越大。对时延扩展为0.2的情况，变化周期（从一个峰值到下一个峰值）是5MHz，同样，对时延扩展为1，5或者10，时变周期分别为1 MHz，0.2 MHz或0.1 MHz。图6 四个时延扩展的传输函数的绝对值参考代码：multi_freq_delay.mclear all;N=20 %number of raysa=rand(1,N); %amplitudes of N multipath arrivalstt=rand(1,N); f=880:0.005:900;delay_spread=0.2;t=tt*delay_spread; %arrival times of N multipath arrivals ,micro seci=0; % frequency indexfor fi=880:0.005:900; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*2*pi*fi*t); i=i+1; abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival); %the i-th transfer fumctionendsubplot(2,2,1)plot(f,abs_H)ylabel(delay_spread=0.2 ms)xlabel(frequency,MHz)delay_spread=1;t=tt*delay_spread; %arrival times of N multipath arrivals ,micro seci=0; % frequency indexfor fi=880:0.005:900; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*2*pi*fi*t); i=i+1; abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival); %the i-th transfer fumctionendsubplot(2,2,2)plot(f,abs_H)ylabel(delay_spread=1 ms)xlabel(frequency,MHz)delay_spread=5;t=tt*delay_spread; %arrival times of N multipath arrivals ,micro seci=0; % frequency indexfor fi=880:0.005:900; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*2*pi*fi*t); i=i+1; abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival); %the i-th transfer fumctionendsubplot(2,2,3)plot(f,abs_H)ylabel(delay_spread=5 ms)xlabel(frequency,MHz)delay_spread=10;t=tt*delay_spread; %arrival times of N multipath arrivals ,micro seci=0; % frequency indexfor fi=880:0.005:900; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*2*pi*fi*t); i=i+1; abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival); %the i-th transfer fumctionendsubplot(2,2,4)plot(f,abs_H)ylabel(delay_spread=10 ms)xlabel(frequency,MHz)多普勒效应和多径效应A 多普勒频率搬移（单条路径）1、 移动源（单条路径）无线电波的频率设为f,则观察者观察到的等效频率为：因此，多普勒频移为：2、 观察者为移动的（单条路径） 当发射源静止时，波阵面在t=0时如图10所示，两个相邻波阵面的距离为，波阵面以速度c向外传播（远离发射源），如果观察者朝着源以速度v移动，则波阵面和观察者的相对速度为v+c，因此，观察者通过一个波长的时间为：等效频率为：因此，多普勒频移同样也为：3、 发送端和接收端都是移动的（单条路径） 随着发送端和接收端之间距离的增加，球形波阵面在观察者看来变成了平面状的波阵面。设为无线波传播方向和观察者移动方向之间的夹角，同样，设为无线波传播方向和发送端移动方向之间的夹角。波传播方向观察者移动方向源移动方向 图7 移动接收端收到平面波设观察者的速度为，发送端的速度为，跟发送端移动的情况一样，等效波长为：因为观察者相对于波阵面的等效速度为，则。对观察者来说，通过一个波阵面达到下一个波阵面，如果速度和远小于c，则多普勒频移可近似为： 因此，移动的发送端和移动的接收端产生的多普勒频移是：对信号s(t)，它的频谱为： 频谱搬移之后，新信号变为： 如果s(t)是一个单频信号，B时谐信号的多普勒频移（多径） 多径信号被发送端以不同的角度发射出来，以不同的角度到达观察者，因此，不同到达信号的打破了频移常常互不相同。为了方便和没有大范围的损耗，将发送端和接收端之间的相对速度设为v，因为余弦cos的范围是（-1，+1），所以最大多普勒频移为：当没有多普勒效应是，接收信号为：，其中这里N是多径到达信号的总数目，和分别是第n条射线的幅度和到达时间，当存在多普勒效应时，设是第n条射线的多普勒角频率，接收信号变为：， 这里它是一个时变传输函数，而不再是时谐信号。传输一个f=10MHz的时谐信号，有20个多径到达信号，20条射线随机产生的幅度和到达时间在图左上部分显示出来。当没有多普勒频移时，一部分接收信号在图右上部分显示出来。可以看出，接收信号依然是f=10MHz的时谐信号，信号没有失真。当存在多普勒频移时，20条射线随机产生的幅度和到达时间在图左下部分显示出来。接收信号的一部分在右下部分显示出来，信号发生了失真，并且随时间的增长而变化。图8 时谐信号的多径效应（无多普勒效应）和混合多径加多普勒效应参考代码：Dopplershift.mclear all;N=20 %number of multipath arrivalsa=rand(1,N); %amplitudes of N multipath arrivalstau=rand(1,N); %arrival timef_d=1;shift=rand(1,N)*2*f_d-f_d; %Doppler shiftsf=10; %the frequency of the transmitted harmonic signalf_shift=f+shift;t=22:0.01:25;%No Doppler shifts_t=exp(j*2*pi*f*t); %transmitted signaly_t=sum(a.*exp(-j*2*pi*f*tau)*exp(j*2*pi*f*t); %received signaln=1;y_d_t=sum(a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t);for n=2:N y_d_t=y_d_t+a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t); %received signalendfigure(1)subplot(2,2,3)stem(f_shift,a)xlabel(frequency,Hz)ylabel(ray amplitude)title(Doppler Shifts)subplot(2,2,2)plot(t,y_t,r)title(no Doppler Shifts)xlabel(time,Sec)ylabel(received signal)subplot(2,2,1)stem(tau,a)xlabel(Time,Sec)ylabel(ray amplitude)title(Time Delay)subplot(2,2,4)plot(t,y_d_t)title(with Doppler Shifts)xlabel(time,Sec)ylabel(received signal)时变信号包络的（时间）变化率与多普勒扩展有关，较大的多普勒扩展引起时变信号包络的较快变化。对于多普勒扩展为0.01Hz的情况，时变周期为100s,同样还有时延扩展为0.05Hz,0.1Hz,0.5Hz，时变周期分别为20s,10s,2s。图9当发射信号为f=10MHz的时谐信号时的时变信道的接收信号参考代码Doppler_spread.mclear all;N=20 %number of multipath arrivalsa=rand(1,N); %amplitudes of N multipath arrivalstau=rand(1,N); %arrival timef_d=0.01;shift=rand(1,N)*2*f_d-f_d; %Doppler shiftsf=10; %the frequency of the transmitted harmonic signalf_shift=f+shift;t=0:0.01:50;n=1;y_d_t=sum(a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t);for n=2:N y_d_t=y_d_t+a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t); %received signalendsubplot(2,2,1)plot(t,y_d_t)xlabel(time,Sec)ylabel(f_D=0.01)N=20 %number of multipath arrivalsa=rand(1,N); %amplitudes tau=rand(1,N); %arrival timef_d=0.05;shift=rand(1,N)*2*f_d-f_d; %Doppler shiftsf=10; %the frequency of the transmitted harmonic signalf_shift=f+shift;t=0:0.01:50;n=1;y_d_t=sum(a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t);for n=2:N y_d_t=y_d_t+a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t); %received signalendsubplot(2,2,2)plot(t,y_d_t)xlabel(time,Sec)ylabel(f_D=0.05)N=20 %number of multipath arrivalsa=rand(1,N); %amplitudes tau=rand(1,N); %arrival timef_d=0.1;shift=rand(1,N)*2*f_d-f_d; %Doppler shiftsf=10; %the frequency of the transmitted harmonic signalf_shift=f+shift;t=0:0.01:50;n=1;y_d_t=sum(a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t);for n=2:N y_d_t=y_d_t+a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t); %received signalendsubplot(2,2,3)plot(t,y_d_t)xlabel(time,Sec)ylabel(f_D=0.1)N=20 %number of multipath arrivalsa=rand(1,N); %amplitudes tau=rand(1,N); %arrival timef_d=0.5;shift=rand(1,N)*2*f_d-f_d; %Doppler shiftsf=10; %the frequency of the transmitted harmonic signalf_shift=f+shift;t=0:0.01:50;n=1;y_d_t=sum(a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t);for n=2:N y_d_t=y_d_t+a(n)*exp(-j*2*pi*f*tau(n)*exp(j*2*pi*(f_shift(n)*t); %received signalendsubplot(2,2,4)plot(t,y_d_t)xlabel(time,Sec)ylabel(f_D=0.5)C.多频率信号的多普勒多径效应在时变的多径环境下（如有多普勒效应），接收信号（决定于发送的时谐信号）为：， 这里 是时变频谱，考虑到信号有多个频率分量，则接收信号的时变频谱为，接收接收的时域表达式为： 在第一个例子中，考虑了两种不同多普勒扩展的情况，在每种情况中有六条射线，且六条射线的幅度为：1,0.3,-0.8, 0.5,-0.4,0.2多普勒频移为：第一种情况：0，2Hz，10 Hz，6 Hz，8 Hz，4 Hz，第二种情况：0，20Hz，10 0Hz，6 0Hz，80Hz，40 Hz.现在，我们假设所有的传输时延都为0，考虑在,上为1，其余区间为0，我们在图10中画出当=0和=20s时的y(t)，可以看出，第一，由于所有传输时延为0故接收端没有失真；第二，多普勒扩展引起信号随时间而变化，在不同的观察时间，接收信号时不同的；第三，多普勒扩展越大，时间变化率越大。图10 有多个频率分量信号的多普勒效应参考代码：Doppler_spread_time.m clear;t=(0:0.01:10);an=1,0.3,-0.8,0.5,-0.4,0.2;wn=0,2,10,6,8,4;for i=1:6; s1(i,:)=an(i)*exp(j*0*wn(i)*ones(1,501),zeros(1,500); s2(i,:)=an(i)*exp(j*0.02*wn(i)*ones(1,501),zeros(1,500);endy1(1,:)=sum(s1);y2(1,:)=sum(s2);wn1=0,20,100,60,80,40;for k=1:6; s3(k,:)=an(k)*exp(j*0*wn(k)*ones(1,501),zeros(1,500); s4(k,:)=an(k)*exp(j*0*wn(k)*ones(1,501),zeros(1,500);endy3(1,:)=sum(s3);y4(1,:)=sum(s4);subplot(2,1,1);plot(t,abs(y1);ylabel(y(t);xlabel(Times(us);title(case 1:small Doppler spread)ylim(-0.2 2.2);hold on;plot(t,abs(y2),r);hold offlegend(t_0=0ms,t_0=20ms)subplot(2,1,2);plot(t,abs(y3);ylabel(y(t);xlabel(Times(us);title(case 2:large Doppler spread)ylim(-0.2 2.2);hold on;plot(t,abs(y3),r);hold offlegend(t_0=0ms,t_0=20ms)考虑传播时延为非零，有时延扩展和多普勒扩展的不同组合的四种情况，在每种情况中有六条射线，且六条射线的幅度为：1,0.3,-0.8, 0.5,-0.4,0.2多普勒频移为：第一种和第三种情况是较小的多普勒扩展：0，2Hz，10 Hz，6 Hz，8 Hz，4 Hz，第二种和第四种情况是较大的多普勒扩展：0，20Hz，10 0Hz，6 0Hz，80Hz，40 Hz.传输时延为：第一种和第二种情况时延较大：0，1，2，3，4，5第三种和第四种情况时延较小：0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5首先来讨论频域图，图11给出了在=0和=20ms，频率为-1MHz,+1MHz的传输函数（幅度和相位）。图11 较大的延迟扩展引起较快的频率变化率（第一和第二种情况）。较大的多普勒扩展引起较快的时间变化率（第二和第四种情况），注释：红（蓝）线代表=20ms（0ms）的情况。参考代码：fre_transfer.m clear;an=1,0.3,-0.8,0.5,-0.4,0.2;tn=0,1,2,3,4,5;0,1,2,3,4,5;0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;wn=0,2,10,6,8,4;0,20,100,60,80,40;0,2,10,6,8,4;0,20,100,60,80,40;f=-1:0.01:1;w=2*pi*f;for k=1:4; for i=1:6; h1(i,:)=an(i)*exp(-j*w*tn(k,i)*exp(j*wn(k,i)*0); h2(i,:)=an(i)*exp(-j*w*tn(k,i)*exp(j*wn(k,i)*0.02); end h1_1(k,:)=sum(h1(:,1:end); h1_2(k,:)=sum(h2(:,1:end);endsubplot(4,2,1);plot(f,abs(h1_1(1,:);ylabel(case 1);ylim(0 4);hold onplot(f,abs(h1_2(1,:),r);title(amplitude);hold offsubplot(4,2,2);plot(f,angle(h1_1(1,:);ylim(-4 4);hold onplot(f,angle(h1_2(1,:),r);title(phase);hold offsubplot(4,2,3);plot(f,abs(h1_1(2,:);ylabel(case 2);ylim(0 4);hold onplot(f,abs(h1_2(2,:),r);hold offsubplot(4,2,4);plot(f,angle(h1_1(2,:);ylim(-4 4);hold onplot(f,angle(h1_2(2,:),r);hold offsubplot(4,2,5);plot(f,abs(h1_1(3,:);ylabel(case 3);ylim(0 4);hold onplot(f,abs(h1_2(3,:),r);hold offsubplot(4,2,6);plot(f,angle(h1_1(3,:);ylim(-4 4);hold onplot(f,angle(h1_2(3,:),r);hold offsubplot(4,2,7);plot(f,abs(h1_1(4,:);xlabel(Frequency(MHz);ylabel(case 4);ylim(0 4);hold onplot(f,abs(h1_2(4,:),r);hold offsubplot(4,2,8);plot(f,angle(h1_1(4,:);xlabel(Frequency(MHz);ylim(-4 4);hold onplot(f,angle(h1_2(4,:),r);hold off从上图可以看出一三多普勒扩展较小，因此相位变化很小，而二四相位变化显著；一二时延较大，故频域的相位和幅度的变化较大，而三四相位和幅度变化较小。现在讨论时域视图，考虑在,上为1，其余区间为0，在图12中画出当=0和=20s时的y(t)。图12 较大的延迟扩展引起较大失真（第一和第二种情况）。较大的多普勒扩展引起较快的时间变化率（第二和第四种情况），注释：红（蓝）线代表=20ms（0ms）的情况。参考代码：tim_transfer.m clear all;an=1,0.3,-0.8,0.5,-0.4,0.2;tn=0,1,2,3,4,5;0,1,2,3,4,5;0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5;wn=0,2,10,6,8,4;0,20,100,60,80,40;0,2,10,6,8,4;0,20,100,60,80,40;for k=1:4; for i=1:6; s1(i,:)=an(i)*exp(j*0*wn(k,i)*zeros(1,(100*tn(k,i),ones(1,501),zeros(1,(1000-100*tn(k,i); s2(i,:)=an(i)*exp(j*0.02*wn(k,i)*zeros(1,(100*tn(k,i),ones(1,501),zeros(1,(1000-100*tn(k,i); end y1(k,:)=sum(s1(:,1:end); y2(k,:)=sum(s2(:,1:end);endt=(1:1:length(y1(1,:)-1)*10(-2);subplot(4,2,1);plot(t,real(y1(1,:);ylabel(case 1);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(1,:),r);title(real part)hold offsubplot(4,2,2);plot(t,imag(y1(1,:);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(1,:),r);title(imaginary part)hold offsubplot(4,2,3);plot(t,real(y1(2,:);ylabel(case 2);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(2,:),r);hold offsubplot(4,2,4);plot(t,imag(y1(2,:);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(2,:),r);hold offsubplot(4,2,5);plot(t,real(y1(3,:);ylabel(case 3);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(3,:),r);hold offsubplot(4,2,6);plot(t,imag(y1(3,:);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(3,:),r);hold offsubplot(4,2,7);plot(t,real(y1(4,:);ylabel(case 4);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(4,:),r);hold offsubplot(4,2,8);plot(t,imag(y1(4,:);ylim(-2 2);hold onplot(t,real(y2(4,:),r);hold off课程实验2 用外部调制方法创建光传输模块实验要求：用外部调制方法创建光传输模块，熟悉软件的基本使用。用外部调制创建光调制解调系统，熟悉掌握元器件库、主界面、元件参数，可视化工具。按照例子给出仿真源程序，写出设计报告。例子：打开OptiSystem, 执行下列步骤:1 在任务栏, 点击打开.2 选择 Programs Optiwave Software OptiSystem 7.0 OptiSystem 7.0.打开 OptiSystem 可以看到以下用户界面 (图13).图13 用户界面一.Main parts of the GUI的主要部分OptiSystem GUI 包括以下主要的窗口工程设计 Dockers 元件库；工程浏览；说明 状态栏1.工程设计窗口这是向设计中添加元件、编辑元件、创建元件之间连接的主要工作位置图 14 工程设计窗口2.Dockers窗口dockers位于主要设计中以显示当前工程的信息 元件库；工程浏览；说明1）元件库窗口在系统设计中用于存取元件 (见图 15).图 152）工程浏览窗口组织工程使它更加有效地得到结果及操作当前工程（见图16）图 16 工程浏览窗口3）说明窗口显示当前工程的细节信息（图17）图17 说明窗口3.状态栏显示在使用OptiSystem过程中的有用的提示和一些其他的帮助. 位于工程设计窗口下面Figure 18 Status Bar4.菜单栏包括OptiSystem中的有效菜单（图19）. 很多菜单项目跟工具栏上的或者其他目录上的按钮一样有效。图 19 菜单栏二.元件库的使用在下面的例子中你要设计外部调制传输模块。你要在元件库中选择器件放入主要设计窗口中注解: OptiSystem 提供了一个内置默认元件设置。按以下步骤使用元件库。1 在主工具栏中建立一个新的工程，选择File New.工程设计窗口中出现一个空白的主设计界面2 在元件库中选择Default Transmitters Library Optical Sources.3 把CW Laser 拖入主设计界面 (见图20).图20 加入CW Laser到主设计界面4 从元件库中选择 Default Transmitters Optical Modulators.5 把 Mach-Zehnder Modulator 拖入主设计界面（图21）注释:自动连接特征是默认地打开的。当你打开一个主设计界面，元件的输入端自动地连接到可连接元件的输出端。要关闭自动连接，见“打开和关闭自动连接”6 从元件库中选择Default Transmitters Library Bit Sequence Generators.7 把Pseudo-Random Bit Sequence Generator 拖入主设计界面8 从元件库中选择 Default Transmitters Pulse Generators Electrical.9 把NRZ Pulse Generator拖入主设计界面.图 21 添加元件三.自动连接特征放入元件时自动连接是默认有效的。有两种方法可以自动连接 放入元件时自动连接: 当你从元件库中拖出一个元件放入主设计界面中时，元件的输入端就自动地连接到另一个最近的元件的输出端。 移动元件时自动连接: 当你在主设计界面中一定一个元件，元件的输入端就自动地连接到最近的元件的输出端。打开和关闭自动连接按照以下步骤打开和关闭自动连接。1 关闭自动连接，在设计操作工具栏中点击活动按钮“放入元件时自动连接”和“移动元件时自动连接”图标为不活动的（图22）时元件不再自动连接Figure22 Inactive Auto connect buttons2 打开自动连接，在设计操作工具栏中点击活动按钮“放入元件时自动连接”和“移动元件时自动连接”图标为活动的（图23）时元件自动连接Figure 23 Active Auto connect buttons手动连接元件只有可传输相同类型信号的元件才可以建立连接。除非端口可以加到子系统或者库中的某些拥有特定的可支持所有类型的信号的端口的元件（比如叉）注释:你只能把输出端口接到输入端口，反之亦然。图 24 橡