哈工程通信原理软件仿真实验报告.docx

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哈工程通信原理软件仿真实验报告

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实验报告

课程名称

通信原理

实验项目名称

数字基带信号MATLAB软件仿真实验软件仿真实验MATLAB数字调制解调

实验类型

实验学时

班级

学号

姓名

指导教师

实验室名称

实验时间

实验成绩

实验原理分）（1

实验步骤分）（2

实验结果分）2（

总成绩

教师签字

日期

哈尔滨工程大学教务处制

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实验一基带码型仿真

（一）单、双极性归零码仿真一、实验原理1.1归零码差分归零码，是信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式，它包括曼彻斯特编码和曼彻斯特编码两种编码方式。

单、双极性归零码1.2即数字最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，对于传输数字信号来说，信号由矩形脉冲组成。

，每个码元时间的中间点是采”，恒定正电压表示”1单极性不归零码，无电压表示”A）0”样时间，判决门限为半幅电平。

时而且在发送码高电平单极性归零码（RZ）即是以1和零电平分别表示二进制码1和0，τ/T其余时间返回零电平．在单极性归零码中，高电平在整个码元期间，T只持续一段时间τ因此单极性归零码常常用单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号，．称为占空比信码型提取同步信号时的过渡码型．也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步作其他号的码型，可先变换为单极性归零码，然后再提取同步信号

”为负电流，正和负的0”码都有电流，B）双极性不归零码，”1”码和”0”1”为正电流，”幅度相等，判决门限为零电平。

的编码，在每个码之间都波形双极性归零码是二进制码0和1分别对应于正和负电平的接收双极性归零码的特点是：

有间隙产生．这种码既具有双极性特性，．又具有归零的特性已接收完毕，然后准备下一比特信息1比特的端根据接收波形归于零电平就可以判决信息可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的信息．的接收，因此发送端不必按一定的周期发送即收发之间无需特别因此可以经常保持正确的比特同步．，作用后沿起了终止信号的作用．方式．由于这一特性，双极性自同步符号独立地构成起止方式，此方式也叫做的定时，且各归零码的应用十分广泛。

功率谱密度1.3

求信号的功率谱，功率谱=信号的频率的绝对平方/传输序列的持续时间，求得的功率谱进行单位换算以dB值表示

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占空比1.4（DutyRatio）在电信领域中有如下含义：

的脉冲序列占空比为0.25。

例如：

脉冲宽度1μs，信号周期4μs在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比值。

二、仿真方案2.1程序流程图

产生单极性归零定义占空比绘制图形码并计算功率定义其他变量

产生双极性归零绘制图形码并计算功率

参数设计2.21.0、分别设置占空比为0.50.75、k取正整数，2^k采样点数为64每码元采样点数为2Mb/s码元速率为

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3.实验程序

dttdfNglobalallclose

k=14;占空比%Rt=0.5;

采样点数%N=2^k;

每码元的采样点数%L=64;

码元数%M=N/L;

2Mb/s%Rb=2;码速率为码元间隔Ts=1/Rb;%时域采样间隔dt=Ts/L;%频域采样间隔df=1/（N*dt）;%截短时间T=N*dt;%系统带宽Bs=N*df/2;%时域横坐标t=linspace（-T/2,T/2,N）;%频域横坐标f=linspace（-Bs,Bs,N）;%EP=zeros（1,N）;

jj=1:

100for等概的随机码1个取值0，a=round（rand（1,M））;%产生M个元素的零序列N%产生一个s=zeros（1,N）;

ii=1:

Rt*Ts/dtfor产生单极性归零码%s（ii+[0:

M-1]*L）=a;

end傅氏变换Q=t2f（s）;%为单极性归零码的功率P=Q.*conj（Q）/T;%P累计平均EP=（EP*（ii-1）+P）/ii;%以避免除以零加epsaa=30+10*log10（EP+eps）;%end

subplot（2,2,2））'r'plot（f,aa,）单极性归零码的功率谱''title（）xlabel（'f/MHZ'）'Ps（f）/MHZ'ylabel（axis（[-15,+15,-50,50]）gridsubplot（2,2,1））plot（t,s,'g'）单极性归零码''title（）xlabel（'t（ms）'.

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）'s（t）（V）'ylabel（axis（[-5,5,-0.5,1.5]）grid

jj=1:

100for等概的随机码，1产生M个取值0a=round（rand（1,M））;%a=1-2*a;个元素的零序列产生一个Ns=zeros（1,N）;%ii=1:

Rt*Ts/dtfor产生双极性归零码s（ii+[0:

M-1]*L）=a;%end付氏变换%Q=t2f（s）;

为双极性归零码的功率%PP=Q.*conj（Q）/T;

累计平均%EP=（EP*（ii-1）+P）/ii;

以避免除以零epsaa=30+10*log10（EP+eps）;%加end

subplot（2,2,4）设定窗口位置及大小%set（2,'position',[10,50,750,350]）%）'r'plot（f,aa,）双极性归零码的功率''title（）xlabel（'f（MHZ）'）ylabel（'Ps（f）（MHZ）'axis（[-15,+15,-50,50]）gridsubplot（2,2,3））'g'plot（t,s,）'title（'双极性归零码）'t（ms）'xlabel（）ylabel（'s（t）（V）'axis（[-5,5,-1.5,1.5]）

grid

子程序

functionX=t2f（x）

globaldtdfNtfT

%X=t2f（x）

%X与x长度相同,并为2的整幂。

%本函数需要一个全局变量dt（时域取样间隔）

H=fft（x）;

X=[H（N/2+1:

N）,H（1:

N/2）]*dt;

end

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图一0.5占空比为的波形

图二占空比为0.75的波形.

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的波形1.0图三占空比为HDB3码和码仿真AMI

（二）一、实验原理1.1AMI码码则叫空号，这是沿用了早期电报通信中的叫法。

从形态上看，1码通常称为传号，0AMI它已是三状态信号，所以码是伪三进制码。

:

）编码规则1（0

传输码中的消息代码中的0

消息代码中的-1交替+11传输码中的、:

例如:

1010100010111消息代码:

+10-10+1000-10+1-1+1码AMI:

）2（AMI码的特点码确定的电位保持不变而码确定的基带信号中正负脉冲交替，AMI1由0所以由;AMI;

基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量;

20在接收端不易提取定时信号，由于它可能出现长的连串.

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具有检错能力，如果在整个传输过程中，因传号极性交替规律受到破坏而出现误码3

时，在接收端很容易发现这种错误。

3）解码规则（+1后，就可以得到原消息代码从收到的符号序列中将所有的-1变换成

码1.2HDB3码）是一HDB3HighDensityBipolarofOrder3，简称：

三阶高密度双极性码（英语：

的缺点而出现的，具有能量分散，抗AMI码种适用于基带传输的编码方式，它是为了克服破坏性强等特点。

位个连续的“0”系统，HDB3码将4三阶高密度双极性码用于所有层次的欧洲E-carrier，即。

这个做法可以确保连续的violationsareofdifferingpolarity“000V”或“B00V”元取代成B记号。

是相隔单数的一般HDB3码就是4,此时的AMI若AMI码，AMI码中连0的个数小于1先将消息代码变换成;

码0变换成与前一个非个04个连0小段的第402若AMI码中连的个数大于3,则将每（+1+,-1-）;

用表示-1）符号（+1或同极性的符号符号时，再将该小段的符号之间有偶数个非03为了不破坏极性交替反转，当相邻V并让后面的非零符号从符号开符号的极性与前一非零符号的相反，+B变换成或-B,第1个0始再交替变化。

:

例如110000110000消息代码:

100001+1-10000+1-10000码:

+10000-1AMI+1-1+B00+V-1+1+1000+V-1000-VHDB3码：

二、实验程序

dtdftfNglobalallclose

采样点数%N=2^14;

每码元的采样点数L=64;%码元数%M=N/L;

Rb=2;.

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0.5us码元宽度是Ts=0.5;%dt=Ts/L;%MHzdf=1/（N*dt）;

占空比%RT=0.5;

截短时间T=N*dt;%系统带宽Bs=N*df/2;%时域横坐标t=[-T/2+dt/2:

dt:

T/2];%频域横坐标f=[-Bs+df/2:

df:

Bs];%

EPAMI=zeros（size（f））;EPHDB=zeros（size（f））;ii=1:

8forami=zeros（1,M）;hdb=zeros（1,M）;a=round（rand（1,M））;之间循环个数0000%b=3;表示元素个数1记载相邻V之间的c=-1;%标志前一个信号%sign1=-1;

标志前一个信号%sign2=-1;

ii=1:

Mfora（ii）==1ifsign1=0-sign1;ami（ii）=sign1;endendii=1:

Mfor0000%表示非ifb==3

a（ii）==1ifsign2=0-sign2;hdb（ii）=sign2;

0000表示不是第一个ifc>=0%

元素个数0v之间的非c=c+1;%用来计算相邻endii<=M-3&a（ii）+a（ii+1）+a（ii+2）+a（ii+3）==0elseif〥?

mod（c,2）==1ifhdb（ii+3）=sign2;°0Velsesign2=0-sign2;hdb（ii）=sign2;hdb（ii+3）=sign2;endc=0;b=0;end.

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的循环对0000%elseifb<3

b=b+1;endend

i=[1:

L]forami1（i+[0:

M-1]*L）=ami;hdb1（i+[0:

M-1]*L）=hdb;endAMI=t2f（ami1）;PAMI=AMI.*conj（AMI）/T;

HDB=t2f（hdb1）;PHDB=HDB