北邮scilab-通信原理软件实验报告

1/10.通信原理软件实验报告1.了解时域取样对仿真精度的影响2.学会提高仿真精度的方法一般来说,任意信号s<t>是定义在时间区间<-无穷,+无穷>上的连续函数,但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行,同时计算机也不能处理这样一个时间段。为此将把s<t>按区间[-T/2,+T/2]截短为按时间间隔dertT均匀取样,得到的取样点数为N=T/dertT.仿真时用这个样值集合来表示信号s<t>。DertT反映了仿真系统对信号波形的分辨率,越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学,信号被取样以后,对应的频谱是频率的周期。如果信号的最高频率为那么必须有才能保证不发生频域混叠失真,这是奈奎斯特抽样定理。设则称为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是,那么不能用此仿真程序来研究带宽大于这的信号或系统。换句话说,就是当系统带宽一定的情况下,信号的采样频率最小不得小于2*Bs,如此便可以保证信号的不失真,在此基础上时域采号的通信成功,必须要满足奈奎斯特抽样定理,如果需要观察时域波形的某些特性,那么采样点数越多,可得到越真实的时域信号。1.将正弦波发生器模块、示波器模块、时钟模块按下图连接：个点,仿真出来的波形能较精确地显示成完整波形,而第二个图采样周期是0.3,所以一个周期只有三个采样点,故信号失真了。示波器的控制时钟的period的参数改为0.5,观察仿真结果,分析其原原始信号的零点,并且零点连接成了一条直线,故看起来就像没有信号了一样。2/10.理解DFT的数学定义及物理含义；学会应用FFT模块进行频谱分析；进一步加深对计算机频域仿真基本原理以及方法的学习掌握。在通信系统仿真中,经常要用有限长序列来模拟实际的连续信号,用有限长序列的DFTDFT行信号的频谱分析时,它的处理结果会含有一定的偏差。下面分析一下DFT对信号频谱分析的影响。注意处理好时域混叠和频域混叠；注意频谱泄露。FFT宽度体现为FFTsize,当窗口类型一致的情况下,FFTsize越大,得到的频谱的谐波分量越多,频谱主瓣变得e幅度基本一样,谐波分量也基本一样。但是,这些都有不同程度的频谱泄露现象,只是加窗不同,e量被滤掉,导致频谱高频谐波分量的增加。答：频谱的主瓣宽度增加,高频谐波分量减少。原因就是,采用了不同的窗函数,不同的窗函数对信号的滤波特性是不一致的。答：频谱变得越来越平滑,主要是因为滤去了更多的谐波分量。样和重建了解取样定理的原理,取样后的信号如何恢复原信号；了解取样时钟的选取。时间和幅度都连续的信号,记作x<t>。采样的结果是产生幅度连续而时间离散的信号,这样的信号常被称为3/10.低通采样定理：如果采样频率那么带限信号就可以无差错地通过其采样信号恢复。在满足采样定理条件的情况下,初始输入信号可以从这些抽样值中恢复出来。时域仿真波形FFT号频谱对时间连续信号的采样导致了信号频谱在直流〔f=0点和所有采样点的谐波处〔f=nfs产生重5.28用采样脉冲p<t>的傅里叶级数展开的相应系数对变换后的信号频谱做了加权。 答：图频谱是两根相邻的冲击谱线以4Hz的采样间隔周期延拓,其原理是,取样信号的频谱是以取样频率将原信号频谱进行周期延拓。答：采样答：采样函数占空比越大,采样函数频谱为SA函数的叠加,相邻两个SA函数影响越大,采样过后的信号的频谱更不平稳,。SSB调制4/10.BAMBAM式为：SSB解调用相干解调或同步解调来还原幅度调制信号。其解调框图如下：如图5.45所示,载波应该提取自输入信号,通过平方环法或COSTAS环方法提取。由于这次实验是验证解调方法,假定已经获得了解调所用的载波的频率,所以直接使用调制端正弦波发生器产生的载波信号充当解调载波。SSB调制FFT(2)SSB调制:SSB解调过程按其解调原理可得解调示例系统如下图所示：答：只有上边带或者只有下边带,最窄的传输带宽,信道利用率最高。相比于DSB信号,SSB信号只用了一半的带宽就能反应出完整的原信号的信息,而如果基带m<t>是余弦信号,则SSB信号也是余弦信号,不能使用非相干解调的方法对其进行解调,其频谱也是一个冲激,而2.实验步骤5的参数之间有什么关系？为什么？改变参数值,配合实验加以解释。答：希尔伯特变换的取样点数记为n,period参数为t,而进行一次希尔伯特变换计算的时间周期为T=n*t。如果T=NT1<T1则是输入信号周期>,则希尔伯特变换的结果较为精确,步骤〔5以这样取值结果较为精确。可以看出其调制结果发声明显的失真,原因使其希尔伯特变换不精确。观察已调信号的波形及频谱。5/10.fs0;//采样速率T=200;//截短时间N=T*fs;//采样点数t=[-T/2:dt:T/2-dt];//时域采样点df=1/T;//频域采样间隔f=[-fs/2:df:fs/2-df];//频域采样点数fm//待观测余弦波频率fc//以上为初始化参数设置m1=sin<<2*%pi>*fm1*t>;//待观测正弦波部分MH1=-%i*sign<f>.*M1;//其傅里叶变换的希尔伯特变换m2=2*cos<<2*%pi>*fm2*t>;//待观测余弦波部分MH2=-%i*sign<f>.*M2;//其傅里叶变换的希尔伯特变换//以上是仿真计算部分//以下为绘图部分//SSB信号〔以上边带为例实验十二ASK调制与解调〔模块6/10.在加性高斯白噪声信道条件下,OOK信号的解调方法有相干解调和非相干解余弦信号的负半周期取绝对值变为正值,在频域相当于余弦信号的〔1了解几种常用线路码型及其编码规则。常用线路码型有：单极性非归零码、双极性非归零码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、0码改变来的非0码称为破坏符号,用符号V表示,而原来的二进制码元序列中所有的1码称为BV7/10.2、V码必须与前一个码〔信码B同极性,以便和正常的AMI码区分开来,如果这个条件得不到满足,那么应该在四个连0码的第一个0码位置上加一个与V码同极性的补信码,用符(1)观察HDB3码的频谱图,分析其与原码频谱的不同。答：通过观察可得,HDB3码的频谱图频率集中在中频部分,高频和低频分量很小,而原码频谱集中在低频部分。HDBSCICOS波形图。 (3)线路码在数字通信系统中起什么作用？除了HDB3码,还有哪些线路码？试列出各自优缺点以及适用的场合。答：在实际数字通信中,经常需要在数字通信设备之间通过同轴电缆或其他有线传输媒介来传输数字基带信号,由于在基带信道传输时,不同传输媒介具有不同的传输特性,所以需要使用不同的接口线路码型。除了HDB3码外还有AMI码,CMI码,数字双相码等线路码,其中AMI码其功率谱无离散的直流分量,低频和高频分量较小,能减小码间干扰,具有检错能力以及能提取出时钟,缺点是在连"0"时时钟提取困难。而HDB3码正好改善了AMI码的缺点,不会出现连"0"的情况,因此提取时钟简单。CMI码功率谱不仅含连续谱,还含有离散的时钟分量及其提取时钟方便。但是它所提取的时钟频率是符号速率的2倍,再由它分频得到的定时信号,必定存在相位的不综合类实验一数字基带系统的仿真〔1了解在理想限带及加性白高斯噪声信道条件下数字基带系统的基本原理和设计方法,完成在仿真平台上的系统搭建与仿真。〔3运用工具库现有的通信工具模块搭建系统,利用其功能全面且封装性强的特点,针对数字基带系统进行横向功能分解,使系统设计更加精炼、准确。〔4深入学习数字基带系统核心传输节点的性能,并掌握眼图示波器的使用方法,观察接收滤波器输出的眼图和功率谱密度,判断系统传输的正确性和精准性,调试以达到最佳传输效果。若使得在接收端抽样时刻码间干扰为零,则系统的合成传递函数必须满足以下条件：则接收到的确定信号的频谱仅取决与发送滤波器的特性,所以接收滤波器的应与发送滤波器这样,在理想限带信道情况下,既要使接收端抽样时刻的抽样值无码间干扰,又要使得在抽样时刻抽样值的信噪比最大,则综上所述,数字PAM信号通过限带信道、并受到加性噪声干扰的情况下,在限带信道为理想低通条件下,最佳基带传输的发送及接收滤波的设计原则为：总的收发系统的传递函数要符轭.>编程实现H=fft〔x;Nx=ifft<S>/dt;N=L*MTs=L*dt;df=1/<N*dt>;T=N*dt;Bs=N*df/2;TsH=fft<x>;Nx=ifft<S>/dt;8/109/10.y1=y’H=fft<x>;Nx=ifft<S>/dt;取样判决前的信号波形与恢复信号波形比较：原信号与接收匹配滤波器的输出信号波形：原信号波形与恢复信号波形比较：〔1数字基带传输的一个重要指标是滤波器的滚降系数,联系实验中给出的实验原理,修改系统中的滚降系数R,画出相应接收的眼图和功率谱密度图,观测当前系统的带宽及眼图的清晰R对系统带宽和误码性能的响应。当滚降系数R从0变化到1时,眼图增大的程度逐渐变大,而且功率谱的带宽在增大,误码率在减小。 (2)观察方案一与方案二的两种设计方案的传输效果哪个更好？为什么？建议读者查看根升余弦滚将滤波器模块的计算函数辅助分析。现方案的眼图斜边斜率更大,