北邮通原软件实验.docx
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北邮通原软件实验
实验一
实验目的:
假设基带信号为m(t)=sin(2000πt)+2cos(1000πt),载波频率为20kHz,请仿真出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);
s= (1+0.3*m)。
*cos(2*pi*fc*t); %AM信号
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
2.DSB—SC信号
(1)信号的产生和表达式
(2)流程图
(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];
fm=1; %kHz
fc= 20; %kHz
m=sin(2*pi*fm*t)+2*cos(1*fm*pi*t);
s=m。
*cos(2*pi*fc*t); %DSB-SC信号
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
ﻩ2ﻩﻩ DSC-SB频谱
3.SSB信号
(1)信号的产生和表达式
(2)流程图
(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
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
试验结论:
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
与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.
时域图也可看到疏密不同的波形,符合FM信号的特点。
实验三
实验目的:
通过仿真测量占空比为25%、50%、75%以及100%的单、双极性归零码波形及其功率谱。
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:
’)
for loop=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1
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)
gridon
title('时域图’)
xlabel('t')
ylabel('S(t)’)
axis([-3,3,-1.5,1。
5]);
figure
(2)
plot(f,abs(EP+eps))
gridon
title('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
修改占空比可得到以下图形
从上至下依次是占空比为50%、75%、100%的波形图及功率谱密度图。
从仿真结果可以看出,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。
双极性归零码
实验结果:
修改占空比后得到以下图形:
ﻩ
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
(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
end
nw=sqrt(0。
01*Bs)*randn(1,N);%白高斯噪声
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)
α=0.25的根升余弦发送功率谱
接收眼图
试验结论:
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1.25,符合
W=(α+1)*Rs/2的公式,图形与理论基本相符。
ﻩ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,存在一定的峰值畸变和过零点畸变,判决门限应该为0,与理论相符。