通信课程方案matlab实习报告.docx
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通信课程方案matlab实习报告.docx
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通信课程方案matlab实习报告
石家庄铁道大学电气与电子工程学院
课程设计报告
实习类别:
通信原理课程设计
专业:
通信工程班级:
姓名:
学号:
实习时间:
2018年3月16日——4月13日
正文:
一实验目的
在本实验中使用的软件工具是MATLAB。
设计本实验的目的是希望在以下几方面有所收获:
1.会MATLAB软件的最基本运用
MATLAB是一种很实用的数学软件,它易学易用。
MATLAB对于许多的通信仿真类问题来说是比较合适的。
2.了解计算机仿真的基本原理及方法,知道怎样通过仿真的方法去研究通信问题。
3.加深对信号与系统和通信原理及其相关课程内容的理解。
二实验特点
与硬件实验相比,软件实验具如下一些特点:
1.软件实验具有广泛的实用性和极好的灵活性。
在硬件实验中改变系统参数也许意味着要重做硬件,而在软件实验中这只是该一两个数据,或者只是在屏幕上按几下鼠标。
2.软件实验更有助于我们较为全面地研究通信系统。
有许多问题,通过硬件实验来研究可能非常困难,但在软件实验中却易于解决。
3.硬件实验的精确度取决于元器件及工艺水平,软件实现的精确度取决于CPU的运算速度或者说是程序的运算量。
4.软件实验开发周期短,成本低。
三上机实验要求
1掌握matlab的基本操作及了解基本的仿真方法,分析运行范例程序。
2按以下要求编制仿真程序并调试运行
(1)基本信号的仿真
(2)模拟调制与解调的仿真
(3)数字基带传输码型的仿真
(4)数字基带系统的仿真
(5)数字调制与解调的仿真
(6)脉冲编码调制仿真
四实验内容
1、编程实现基本信号的仿真
<1)产生并绘出以下信号:
a单位脉冲序列
b单位阶跃序列
c正弦信号及其频谱
d周期锯齿波sawtooth(>
e周期方波square(>
f实指数序列y(n>=2n
gsin2πf1t*cos2πf2tf1=50Hzf2=2000Hz
<2)产生一条-2到2之间的Sa(200t>曲线。
<3)产生下面信号,并绘出频谱
t0 s(t>=-t+t0/4t0/4 t-t03t0/4 假设t0=0.5s 2、编程实现模拟调制与解调的仿真(DSB必做,SSB\AM\FM选择其中一种> 设消息信号m(t>的表达式为: 10≤t≤t0/3 m(t>=-2t0/3≤t≤2t0/3 0其他 <注: m(t>也可自己选用其它的信号) <1)DSB中,已调信号的时域表达式: u(t>=m(t>c(t>=Ac*m(t>cos(2πfct> 假设用信号m(t>以DSB方式调制载波c(t>=cos(2πfct>,所得到的已调信号记为u(t>;并假设t0=0.15s和fc=250Hz。 绘制调制信号、已调信号和解调信号等各相关点处的时域波形和频谱。 <2)以上例中提供的信号进行SSB调制,试绘制调制信号、已调信号和解调信号等各相关处的时域波形和频谱。 <提示: 上边带调制信号: ussb=m.*c-imag(hilbert(m>>.*b;下边带调制信号: lssb=m.*c+imag(hilbert(m>>.*b。 ) <3)以上例中提供的信号进行AM调制,给定的调制指数a=0.8,试绘制调制信号、已调信号和解调信号等各相关处点的时域波形和频谱。 AM调制信号的时域表达式为: u(t>=AC[1+amn(t>]cos(2πfct> 这里a是调制指数,mn(t>是经过归一化处理的消息信号,式中mn(t>=m/max(abs(m>>。 <4)以上例中提供的信号进行频率调制,采用载波: c(t>=cos(2πfct>进行调频,fc=200Hz,t0=0.15s,偏移常数KF=50。 试绘制调制信号、已调信号和解调信号等各相关点处的时域波形和频谱。 调频信号的时域表达式为: M(t>=Accos <5)高斯噪声的产生 设高斯噪声限带为<-Bs,Bs),双边带功率谱密度为 ,则总功率为 ,设高斯噪声幅度为x,则有: = , 所以高斯噪声可表示成 x=sqrt(Bs*no>*randn(1,M>M为随机码元个数 在模拟调制中加上噪声后波形作对比。 3、编程实现数字基带信号的码型的仿真 <1)试做单极性归零码、双极性非归零码、单极性非归零码、双极性归零码,占空比50%<选择其中2种); <2)双相码、AMI码、HDB3码等的仿真<选其中2种)。 4、数字基带通信系统的仿真 <1)一个升余弦频谱的滤波器,已知 ,画出α等于0.1,0.5,1时 的波形。 参数要求: ,在 内仿真10个点,仿真区间为-10ms~10ms。 <2)利用matlab的SIMULINK功能建立一个基带传输模型,采用单极性,或双极性码作为基带信号,发送滤波器为上述升余弦滤波器,发送数据率为1000bps,分别观察输出信号在无噪声干扰及有噪声干扰下波形及眼图。 注意: 必须首先运行实验步骤1中的程序得出h(t>后,才能运行该模型。 <3)建立基带接收机模型,观察判决输出,与发送数码进行比较。 <选做) 5、数字调制与解调的仿真(选择两种调制与解调方式> 根据2FSK、2PSK、2DPSK等的调制和解调的原理框图,绘出的各点波形及其频谱或功率谱。 加上噪声作对比。 <发送的二进制信息序列可自己设定,例如假设发送的二进制信息序列为100110000101,一个码元周期内含有两个载波周期。 ) 6、脉冲编码调制仿真<选作) 若输入A律PCM编码器的正弦信号为x(t>=sin(1600πt>,抽样序列为x(n>=sin(0.2πn>,n=0,1,2…,10,将其进行PCM编码,给出编码器的输出码组序列。 绘出译码后的波形<选作)。 二.程序及运行结果 1、编程实现基本信号的仿真 <1)产生并绘出以下信号: a单位脉冲序列 程序如下: n0=[1,2,3]。 x=zeros(1,10>。 x(1,n0>=1。 stem(x>。 title('单位脉冲序列'> 单位脉冲序列 b单位阶跃序列 程序如下: ns=0。 nf=10。 n0=1。 n=[ns: nf]。 x=[(n-n0>>=0]。 stem(x>。 title('单位阶跃序列'>。 单位阶跃序列 c正弦信号及其频谱 程序如下: t=-1: 0.01: 1。 x=5*sin(2*pi*10*t>。 N=length(x>。 fx=fft(x>。 df=100/N。 n=0: N/2。 f=n*df。 subplot(2,1,1>。 plot(t,x>。 grid。 subplot(2,1,2>。 plot(f,abs(fx(n+1>>*2/N>。 grid。 正弦信号及其频谱 d周期锯齿波sawtooth(> Fs=10000。 t=0: 1/Fs: 1。 x1=sawtooth(2*pi*50*t,0>。 x2=sawtooth(2*pi*50*t,1>。 subplot(2,1,1>,plot(t,x1>,axis([0,0.2,-1,1]>。 title('锯齿波1'>。 subplot(2,1,2>,plot(t,x2>,axis([0,0.2,-1,1]>。 title('锯齿波2'> e.周期方波square(> 程序如下: Fs=10000。 t=0: 1/Fs: 1。 x1=square(2*pi*50*t,20>。 plot(t,x1>。 title('周期方波'>。 axis([0,0.2,-1.5,1.5]>。 f实指数序列y(n>=2n a=2。 x=a.^n。 stem(n,x>。 title('实指数序列'> gsin2πf1t*cos2πf2tf1=50Hzf2=2000Hz f1=50。 f2=2000 t=0: 0.01: 10。 a=sin(2*pi*f1*t>。 b=cos(2*pi*f2*t>。 y=a.*b。 plot(t,y>。 title('sin2pif1t*cos2pif2t'> <2)产生一条-2到2之间的Sa(200t>曲线。 t=linspace(-2,2>。 y=sinc(200*t>。 plot(t,y>。 title('y=sa(200t>'> z=fft(y> plot(abs(z>> <3)产生下面信号,并绘出频谱 t0 s(t>=-t+t0/4t0/4 t-t03t0/4 假设t0=0.5s 源程序: clearall。 closeall。 clc。 t0=0.5。 t=0: 0.01: 0.5。 s=t.*(t>0&t<=t0/4>+(-t+t0/4>.*(t>=t0/4&t<=3*t0/4>+(t-t0>.*(t>=3*t0/4&t plot(t,s> 2.模拟调制与解调的仿真 <1)信号的DSB调制与解调 clearall。 closeall。 clc。 t0=0.15。 dt=0.0001。 t=[0: dt: 1]。 fc=250。 phi0=0。 ct=cos(2*pi*fc*t+phi0>。 %载波信号 fm=10。 fun=@(t>1.*(t>=0&t<=t0/3>+(-2>.*(t>=t0/3&t<=2*t0/3>+0.*(t>=2*t0/3>。 mt=fun(t>。 ut=1.5*mt.*ct。 figure(1> subplot(3,1,1>,plot(t,mt>,title('mt----调制信号'> subplot(3,1,2>,plot(t,ct>,title('ct----载波信号'> subplot(3,1,3>,plot(t,ut>,title('ut----已调信号'> [m,n]=size(ut>。 ni=0.05*randn(m,n>。 u0=ut+ni。 figure(2> subplot(3,1,1>,plot(t,ni>,title('ni----高斯白噪声'> subplot(3,1,2>,plot(t,u0>,title('u0=ut+ni----已调信号+高斯白噪声'> w1=2*dt*(fc-2*fm>。 w2=2*dt*(fc+2*fm>。 [b,a]=butter(4,[w1,w2],'bandpass'>。 u1=filter(b,a,u0>。 subplot(3,1,3>,plot(t,u1>,title('u1----信号进入带通滤波器'> figure(3> u2=u1.*ct。 subplot(3,1,1>,plot(t,u2>,title('u2----与载波相乘后的波形'> B=2*fm。 wn3=2*dt*B。 [b,a]=butter(4,wn3,'low'>。 u3=filter(b,a,u2>。 subplot(3,1,2>,plot(t,-u3>,title('u3----解调后的信号'> subplot(3,1,3>,plot(t,-u3>,holdon,title('解调后的信号与原调制信号比较'> plot(t,mt,'r'>。 dt=t(2>-t(1>。 %采样周期 f=1/dt。 %采样频率(Hz> X=fft(ut>。 %计算x的快速傅立叶变换X N=1/dt。 F=X(1: N/2+1>。 %F(k>=X(k>(k=1: N/2+1> f=f*(0: N/2>/N。 %使频率轴f从零开始 figure(4>
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