北邮通原软件实验.docx
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北邮通原软件实验.docx
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北邮通原软件实验
实验一
20kHz,请仿
实验目的:
假设基带信号为m(t)=sin(2000πt)+2cos(1000πt),载波频率为
真出AM,DSB-SC,SSB信号,观察已调信号的波形和频谱。
1.AM信号:
(1)信号的表达式
(3)流程图
2)源代码
%AM信号的产生
fs=800;%采样频率KHz
T=200;%截短时间ms
N=T*fs;%采样点数
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);
%AM信号
s=(1+0.3*m).*cos(2*pi*fc*t);
S=t2f(s,fs);
figure
(1)
plot(f,abs(S1))
title('AM信号频谱')
xlabel('f')
ylabel('S(f)')
axis([-25,25,0,max(abs(S1))]);
%xset('window',2)figure
(2)
plot(t,s1)
title('AM信号波形')
xlabel('t')
ylabel('s(t)')
axis([-3,3,-3,3]);
(4)实验结果
AM信号频谱
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-25-20-15-10-50510152025
f(kHz)
2.DSB-SC信号
(1)信号的产生和表达式
c
绘制时域波形及频谱
3)源代码
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];
%kHz
%kHz
%DSB-SC信号
fm=1;
fc=20;
m=sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t);
s=m.*cos(2*pi*fc*t);
S=t2f(s,fs);
figure
(1)
plot(f,abs(S2))
title('DSB-SC信号频谱')
xlabel('f')
ylabel('S(f)')
axis([-25,25,0,max(abs(S2))]);
figure
(2)
plot(t,s2)
title('DSB-SC信号波形')
xlabel('t')
ylabel('s(t)')
axis([-1,4,-3,3]);
4)实验结果
DSB-SC信号波形
-1-0.500.511.522.533.54
t(ms)
100
DSB-SC信号频谱
90
80
70
60
50
40
30
20
10
10152025
0
-25-20-15-10-5
f(kHz)
DSC-SB频谱
3.SSB信号
1)信号的产生和表达式
s上t
sDSBSCAMts下t
Acmtcos2fctAcmμtsin2fct
sSSBtAcmtcos2fctmAcmμtsin2fct
2)流程图
SSB信号
s=m.*cos(2*pi*fc*t)-
mh.*sin(2*pi*fc*t);
绘制时域波形及频谱
傅氏变换S=t2f(s,fs)
3)源代码:
%SSB信号的产生
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);%SSBsignal
S=t2f(s,fs);
figure
(1)
plot(f,abs(S3))
title('SSB信号频谱')
xlabel('f')
ylabel('S(f)')
axis([-25,25,0,max(abs(S3))])
figure
(2)
plot(t,s3)
title('SSB信号波形')
xlabel('t')
ylabel('s(t)')
axis([0,6,-3,3])
4)实验结果
3
2
1
t)(s0
-1
-2
-3
0123456
t(ms)
SSB信号频谱200180160140120f)(S100806040200
-25-20-15-10-50510152025
f(kHz)
实验二
实验目的:
假设基带信号为m(t)=sin(2000πt)+2cos(1000πt)+4sin(500πt+π/3),载波
频率为40kHz,仿真产生FM信号,观察波形与频谱,并与卡松公式作对照。
FM的频率偏移
常数是5kHz/V。
(1)信号表达式
(2)流程图
3)源代码
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;%求相位
s=cos(2*pi*fc*t+phi);%s(t)
S=t2f(s,fs);
figure
(1)
plot(f,abs(S).^2)
title('FM信号功率谱')
xlabel('f')
ylabel('S(f)')
axis([-80,80,0,max(abs(S).^2)]);%功率谱密度为|S|^2
figure
(2)
plot(f,abs(S))
title('调制信号频谱')
xlabel('f')
ylabel('S(f)')
axis([-80,80,0,max(abs(S))]);
figure(3)
plot(t,s)
title('FM信号波形')
xlabel('t')
ylabel('s(t)')
axis([0,3,-2,2]);
4)实验结果
FM信号波形
调制信号频谱
-80-60-40-20020406080
f(kHz)
fm取1kHz,用卡松公式计算得到FM信号带宽:
Bfm=2*(Kf*max(abs(m))+1)=66.8325
FM频谱图比较,基本相等,说明实验FM信号带宽与理论值基本相符。
FM信号的特点。
实验三
25%、50%、75%以及100%的单、双极性归零码波形及其
clearall;
closeall;
L=32;%每个码元间隔内的采样点数
N=2^13;%总采样点数
M=N/L;%总码元数
Rb=2;%码元速率
Ts=1/Rb;%比特间隔
fs=L/Ts;%采样速率
T=N/fs;%截断时间
Bs=fs/2;%系统带宽
t=-T/2+[0:
N-1]/fs;%时域采样点
f=-Bs+[0:
N-1]/T;%频域采样点
L0=input('请输入占空比(0~1):
')
EP=zeros(1,N);
ch=input('请选择要观察的码型:
1-单极性;2-双极性:
')
forloop=1:
1000%1000次样本函数取平均
ifch==1
a=(rand(1,M)>0.5);%生成单极性序列
else
a=sign((rand(1,M)>0.5)-0.5);%生成双极性序列
end
tmp=zeros(L,M);%一个码元的归零部分取零
L1=L*L0;%占空比,求出一个码元不归零部分的采样点数
tmp([1:
L1],:
)=ones(L1,1)*a;%将一个码元不归零部分的取样点置为
s=tmp(:
)';
S=t2f(s,fs);
P=abs(S).^2/T;%样本功率谱密度
EP=EP*(1-1/loop)+P/loop;%随机部分的功率谱是各个样本功率谱的期望
end
figure
(1)
plot(t,s)
gridontitle('时域图')xlabel('t')
ylabel('S(t)')
axis([-3,3,-1.5,1.5]);
figure
(2)plot(f,abs(EP+eps))
gridontitle('功率谱图形')
xlabel('f')
ylabel('功率')
axis([-35,35,-5,max(EP+eps)]);
figure(3)
plot(f,10*log10(EP+eps))
gridon
title('功率谱图形(dB)')
xlabel('f')
ylabel('功率')
实验结果:
(1).单极性
)zHk/2V(率功
功率谱图形(dB)
f(kHz)
修改占空比可得到以下图形
时域图
t(ms)
v(率功
z
kH
率功
)zHk/Bd(
)zHk/2v(率功
-40-30-20-10010
f(kHz)
50%、75%、100%的波形图及功率谱密度图。
从仿真
单极性归零码的频谱主瓣宽度随占空比增加而减小,且含有冲激。
修改占空比后得到以下图形:
功率谱图形(dB)
f(kHz)
率功
时域图
t(ms)
率功
功率谱图形
f(kHz)
率功
时域图
t(ms)
功率谱图形
率功
f(kHz)
从上至下依次是占空比50%、75%、100%。
从仿真结果可以看出,随占空比增
加,频谱主瓣宽度减小,且不含冲激。
试验结论:
单极性归零码和双极性归零码的图形由仿真得到,其功率谱有一定特点,单极性归零码
的功率谱有支流分量,因为其均值不为零,双极性码均值为零,故没有直流分量。
占空比为
100%时,相当于不归零码,功率谱符合部归零码的特点。
实验四
实验目的:
仿真测量滚降系数为α=0.25的根升余弦滚降系统的发送功率谱及眼图。
(1)仿真模型:
2)流程图
设定采样频率、采样点数、
时间截短等
设定
滚降系数为α=0.25的根升余弦滚降系统
Hrcos
产生PAM信号s2
累计平均EP绘制发送功率谱
信号通过理想高斯白噪基带信道得到
r=s2+nw
匹配滤波绘制采样前信号的眼图
(3)源代码
clearall
N=2^13;
L=16;
M=N/L;
Rs=2;
Ts=1/Rs;
fs=L/Ts;
Bs=fs/2;
T=N/fs;
t=-T/2+[0:
N-1]/fs;
f=-Bs+[0:
N-1]/T;
%生成升余弦
alpha=0.25;%滚降系数
hcos=zeros(1,N);
%升余弦表达式
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)<=(1-alpha)/(2*Ts));
hcos(ii)=Ts;
%根升余弦
hrcos=sqrt(hcos);
EP=zeros(1,N);
forloop=1:
2000
a=sign(randn(1,M));%产生序列
s1=zeros(1,N);
s1(1:
L:
N)=a*fs;%冲击序列
S1=t2f(s1,fs);
S2=S1.*hrcos;
s2=real(f2t(S2,fs));%发送的PAM信号
P=abs(S2).^2/T;
EP=EP*(1-1/loop)+P/loop;%累计平均
%白高斯噪声
endnw=sqrt(0.01*Bs)*randn(1,N);
r=s2+nw;
R=t2f(r,fs);
Y=R.*hrcos;
y=real(f2t(Y,fs));%采样前信号figure
(1)
plot(f,EP)
gridon
xlabel('f(kHZ)')
ylabel('功率谱(W/kHz)')
axis([-1.5,1.5,0,max(EP)]);
eyediagram(y,3*L,3,9)
ed
Am
从发送功率谱的根升余弦功率谱可以看出,边缘比较陡峭,截止频率约为
0-1.5
1.9.8.7.6.5.4.3.200000000
)ZHk/2V(谱率功
-0.5
0.5
1
1.5
=0.25的根升余弦发送功率谱
EyeDiagram
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
-1
-0.5
0.5
1.5
Time(ms)
0f(kHZ)
-2
-1.5
接收眼图
1.25,符合
W=(α+1)*Rs/2的公式,图形与理论基本相符。
眼图噪声容限约为1,张开较大,斜率较大,说明对定时误差的灵敏度较高,存在一定
0,与理论相符。
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