软件无线电实验报告Word格式.docx
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实验一Matlab语言与SDR采样理论
一、实验名称
Matlab语言与SDR采样理论
二、实验内容
(1)、SDR低通采样理论
用Matlab软件编写程序验证奈奎斯特采样理论。
Nyquist采样定理的大概意思是:
如果
对某一时间连续信号(模拟信号)进行采样,当采样速率达到一定数值时,根据这些采样值就能准确地确定原信号。
更进一步说,当采样频率fs大于等于原始信号最大频率的2倍时,就能不失真的恢复原信号。
(2)、SDR带通采样理论
用Matlab软件编写程序验证带通信号采样理论。
Nyquist采样定理只讨论了频谱分布在(0,
)上的基带信号采样问题。
当信号的频率分布在某一有限的频带(
)时,就需要带通采样理论来设定采样频率fs。
带通中心频率为
,频带宽度为B,则采样频率为
。
三、实验步骤
1)、设置信号的频率为f=5e3Hz,采样频率为fs=5e4Hz,这里保证了fs是f的2倍以上。
2)、设置采样点的个数,N=1024。
3)、画出信号的时域图像。
4)、画出采样后信号的频域图像。
1)、设置基带信号的频率为f=1.3e3Hz。
2)、设置载波信号的频率为fo=100e6Hz。
3)、采样点个数N=1024。
4)、设置采样频率fs=4000Hz。
5)、画出带通信号的时域图像,采样后的时域图像以及频域图像。
四、实验结果
由时域图像可知,t=n/fs可知当n=1024时,t=1024/5000=0.2048与图像吻合。
由频域图像可知,峰点恰好为5kHz与之前设置的f=5e3吻合。
由于fs=10f所以满足低通采样定理,在频域图像上没有混叠现象出现,因此可以不失真的完全恢复出原始图像。
由时域原始信号可知,图像函数为
,频率非常高,因此图像十分密集,这里的t我是取0到2之间每隔0.001取一个点画出的图像。
由时域采样后的信号可知,这里我设置的fs=4kHz,是由公式
计算出来的。
可见经过带通采样后的信号与原始信号有了明显的不同。
由频域图像可知,峰值点为1.3kHz处等于f,因此在低频区经过采样后得到了基频信号的频域图,既频带由高频区移到了低频区,验证了带通采样定理。
五、程序代码
见附录。
实验二:
SDR中的信号调制
(1)、频率调制信号
用Matlab软件编写程序,画出频率调制信号的时域和频域的波形图。
其中,频率调制信号为:
(2)、幅度调制信号
用Matlab软件编写程序,画出幅度调制信号的时域和频域的波形图。
其中,幅度调制信号为:
(3)、双边带信号
用Matlab软件编写程序,画出双边带调制信号的时域和频域的波形图。
其中,双边带调制信号为:
(4)、单边带信号
用Matlab软件编写程序,画出单边带调制信号的时域和频域的波形图。
其中,单边带调制信号为:
(5)、AKS信号
用Matlab软件编写程序,画出ASK调制信号的时域和频域的波形图。
其中,ASK调制信号为:
1)、设置基带信号的频率为fm=10Hz
2)、设置载波信号的频率为fc=10000Hz
3)、设置抽样信号的频率为fs=1000Hz
4)、采样点数为N=1024
5)、画出信号的时域图像
6)、画出信号的频域图像
(2)、幅度调制信号、DSB信号、LSB信号
1)、设置基带信号的频率为fm=1Hz
2)、设置载波信号的频率为fc=200Hz
4)、采样点数为N=10000
(3)、ASK信号
1)、自己定义一个01代码为:
[111000101101]
2)、设置载波信号的频率为fc=800Hz
3)、一个正弦周期内的采样点数M=500
4)、数字信号的带宽('
1'
或'
0'
的带宽是200Hz)
由于实信号的频谱是对称的,我这里只列出正频部分,并进行了放大便于观察。
在调幅信号的频域图像中我们可以看出,在200Hz及其左右各有一个尖峰,符合调幅信号的频谱图像,并且和预设的频率吻合。
但其频谱里有载波频率,不包含有用信息。
在DSB信号的频谱图像可以看到其与调幅信号的频谱差别就在于200Hz处没有尖峰,因为DSB信号积化和差以及滤波后把载波频率给过滤掉了,这样频谱里都是有用的信息。
这里我只列出单边带信号中的上边带信号,从频谱可以看出,只有200Hz左侧的频谱
其余没有尖峰,这与单边带信号的频谱图像吻合。
(5)、2ASK信号
载波是一个正弦函数。
频率为800Hz。
数字信号序列:
[111000101101]
五、实验程序
见附录
实验三、信道化发射模拟
信道化发射模拟
信号以及滤波器要求:
16个复信号,频率:
1~16Hz:
内插I=16
内插前采样频率为50Hz
滤波器265阶
(1)、16路原始信号频谱的叠加图
(2)、滤波器响应
(3)、结果信号时域图像
(4)、结果信号频域图像
16路信号的时域叠加图
滤波器响应
频域图像
五、实验代码
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