通原軟件實驗報告

1、通信原理軟件實驗報告信息與通信工程學(xué)院通信原理軟件實驗報告姓名：班 級：學(xué) 號：班內(nèi)序號：聯(lián)系方式：日期：12月18日目錄實驗8實驗題目3原理及程序框圖3源程序及注釋5實驗結(jié)果及分析7實驗11實驗題目9原理及程序框圖9源程序及注釋10實驗結(jié)果及分析12總結(jié)和體會15實驗8一 實驗題目假設(shè)基帶信號為m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),載波頻率為20kHz，請仿真出AM、DSB-SC、SSB信號，觀察已調(diào)信號的波形和頻譜。二 原理及程序框圖1、具有離散大載波的雙邊帶幅度調(diào)制信號AM該幅度調(diào)制是由DSB-SC AM信號加上離散的大載波分量得到，其表達(dá)式及時間波形圖

2、為：應(yīng)當(dāng)注意的是，m(t)的絕對值必須小于等于1，否則會出現(xiàn)下圖的過調(diào)制：AM信號的頻譜特性如下圖所示： 由圖可以發(fā)現(xiàn)，AM信號的頻譜是雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號的頻譜加上離散的大載波分量。2、雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSBSC AM）信號的產(chǎn)生 雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號s(t)是利用均值為0的模擬基帶信號m(t)和正弦載波 c(t)相乘得到，如圖所示： m(t)和正弦載波s(t)的信號波形如圖所示：若調(diào)制信號m(t)是確定的，其相應(yīng)的傅立葉頻譜為M(f)，載波信號c(t)的傅立葉頻譜是C(f),調(diào)制信號s(t)的傅立葉頻譜S(f)由M(f)和C(f)相卷積得到，因此經(jīng)過調(diào)制之后，基帶信號的頻譜被搬移到

3、了載頻fc處，若模擬基帶信號帶寬為W，則調(diào)制信號帶寬為2W，并且頻譜中不含有離散的載頻分量，只是由于模擬基帶信號的頻譜成分中不含離散的直流分量。3、 單邊帶條幅SSB信號 雙邊帶抑制載波調(diào)幅信號要求信道帶寬B=2W,其中W是模擬基帶信號帶寬。從信息論關(guān)點(diǎn)開看，此雙邊帶是有剩余度的，因而只要利用雙邊帶中的任一邊帶來傳輸，仍能在接收機(jī)解調(diào)出原基帶信號，這樣可減少傳送已調(diào)信號的信道帶寬。 單邊帶條幅SSB AM信號的其表達(dá)式：或其頻譜圖為：作圖傅立葉變換AM信號SSB信號加上已調(diào)DSB-SC信號與載頻的希爾伯特變換相乘DSB-SC信號加上載波信號希爾伯特變換與載波的余弦信號相乘與載波的余弦信號相乘基

4、帶信號m(t)三 源程序及注釋fs = 800;%kHzT = 200;N = T*fs;t = linspace(-T/2,T/2,N);f = linspace(-fs/2,fs/2,N);fm1 = 1;%kHzfm2 = 0.5;%kHzfc = 20;%kHzmt = sin(2*pi*fm1*t)+2*cos(2*pi*fm2*t);%AM調(diào)制信號波形和頻譜A = 2;a = 0.3;AM = (1 + a*mt).*cos(2*pi*fc*t);figure(1);subplot(2,1,1);plot(t,AM);xlabel(時間t(ms);ylabel(AM);axis(-

5、3,3,-3,3);title(AM波形);grid on;FAM = t2f(AM,fs);subplot(2,1,2);plot(f,abs(FAM);xlabel(頻率f(kHz);ylabel(FAM);axis(-25,25,0,150);title(AM幅頻特性);grid on;%DSB-SC信號波形和頻譜DSB = mt.*cos(2*pi*fc*t);figure(2);subplot(2,1,1);plot(t,DSB);xlabel(時間t(ms);ylabel(DSB);axis(-3,3,-3,3);title(DSB波形);grid on;FDSB = t2f(DS

6、B,fs);subplot(2,1,2);plot(f,abs(FDSB);xlabel(頻率f(kHz);ylabel(FDSB);axis(-25,25,0,150);title(DSB幅頻特性);grid on;%SSB信號波形和頻譜M = t2f(mt,fs);MH = -j*sign(f).*M;mh = real(f2t(MH,fs);SSB = mt.*cos(2*pi*fc*t)- mh.*sin(2*pi*fc*t);FSSB = t2f(SSB,fs);figure(3);subplot(2,1,1);plot(t,SSB);xlabel(時間t(ms);ylabel(SS

7、B);axis(-3,3,-5,5);title(SSB波形);grid on;subplot(2,1,2);plot(f,abs(FSSB);xlabel(頻率f(kHz);ylabel(FSSB);axis(-25,25,0,150);title(SSB幅頻特性);grid on;四 實驗結(jié)果及分析從上至下依次是AM信號、DSB信號、SSB信號。從仿真結(jié)果看，AM調(diào)制信號包絡(luò)清晰，可利用包絡(luò)檢波恢復(fù)原信號，接收設(shè)備較為簡單。其頻譜含有離散大載波，從理論分析可知，此載波占用了較多發(fā)送功率，使得發(fā)送設(shè)備功耗較大。DSB-SC信號波形和頻譜，其時域波形有相位翻轉(zhuǎn)，頻譜不含離散大載波。SSB信號比

8、DSB信號節(jié)省一半帶寬，適合于語聲信號的調(diào)制，因為其沒有直流分量，也沒有很低頻的成分。信號的AM調(diào)制比較容易實現(xiàn)，但其功率譜中有相當(dāng)大一部分是載頻信號，效率非常低；DSB-SC調(diào)制解決了AM信號效率低下的問題，但仍然存在的問題是調(diào)制信號的帶寬為基帶信號的兩倍，頻譜利用率較低；SSB調(diào)制方式在頻譜利用上又做出了改進(jìn)，為原先的一半，但其可靠性降低了，總之，可靠性與有效性是難以兩全其美的，為一對矛盾體。實驗11一 實驗題目通過仿真測量占空比為50%、75%以及100%的單、雙極性歸零碼波形以及其功率譜，分析不同占空比對仿真結(jié)果的影響。二 原理及程序框圖1、時域特性1.1二進(jìn)制單極性歸零碼：1.2二進(jìn)

9、制雙極性歸零碼：2、頻域特性（功率譜）：數(shù)字基帶信號s(t)的功率譜密度為：數(shù)字基帶信號s(t)的功率譜密度與隨機(jī)序列的功率譜特性以及發(fā)送濾波器的頻率特性有關(guān)。在實隨機(jī)序列的各符號互不相關(guān)時，s(t)的功率譜為2.1單極性歸零碼：2.4雙極性歸零碼：程序框圖作圖（波形&功率譜）利用公式P=abs(S1).2/T，求樣本信號的功率譜密度，然后對各個樣本的功率譜密度求數(shù)學(xué)期望，得到功率譜密度設(shè)置占空比（分別為25%、50%、75%、100%）利用randn(1,M)以及邏輯判斷，產(chǎn)生單（雙）極性數(shù)據(jù)三 源程序及注釋clear all;xdel(winsid(); /關(guān)閉所有圖形窗口exec t2f

10、.sci; exec f2t.sci;L=32; /每個碼元間隔內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)N=213; /總采樣點(diǎn)數(shù)M=N/L; /總碼元數(shù)Rb=2; /碼元速率Ts=1/Rb; /比特間隔 fs=L/Ts; /采樣速率T=N/fs; /截短時間 Bs=fs/2; /系統(tǒng)帶寬 t=-T/2+0:N-1/fs; /時域采樣點(diǎn)f=-Bs+0:N-1/T; /頻域采樣點(diǎn)L0=input(請輸入占空比(01)：)EP=zeros(1,N);ch=input(請選擇要觀察的碼型：1-單極性；其他-雙極性)for loop=1:1000/1000次樣本函數(shù)取平均 if ch=1 a=(rand(1,M)0.5)+0;

11、/生成單極性序列 else a=sign(rand(1,M)0.5)-0.5); /生成雙極性序列 end tmp=zeros(L,M);/一個碼元的歸零部分取零 L1=L*L0;/占空比，求出一個碼元不歸零部分的取樣點(diǎn)數(shù) tmp(1:L1,:)=ones(L1,1)*a;/將一個碼元不歸零部分的取樣點(diǎn)值置為1 s=tmp(:); S=t2f(s,fs); /傅里葉變化 P=abs(S).2/T; /樣本的功率譜密度 EP=EP*(1-1/loop)+P/loop; /隨機(jī)過程的功率譜是各個樣本的功率譜的數(shù)學(xué)期望end xset(window,1)plot(t,s)set(gca(),grid

12、,1,1) title(時域圖)xlabel(t)ylabel(S(t)mtlb_axis(-3,3,-1.5,1.5);xset(window,2)plot(f,abs(EP+%eps)set(gca(),grid,1,1) title(功率譜圖形)xlabel(f)ylabel(功率) mtlb_axis(-35,35,-5,max(EP+%eps); xset(window,3) plot(f,10*log10(EP+%eps)set(gca(),grid,1,1) title(功率譜圖形(dB)xlabel(f)ylabel(功率) 四 實驗結(jié)果及分析單極性歸零碼雙極性歸零碼 (1)、關(guān)于碼的極性的討論：當(dāng)是單極性碼的時候，功率譜具有連續(xù)譜，直流分量，和諧波分量（若占空比為25%和75%，功率譜中沒有4n次諧波分量；若占空比為50%，功率譜中沒有偶次諧波分量）。當(dāng)是雙極性碼的時候，功率譜只有連續(xù)譜，沒有直流分量和諧波分量。、（2）、關(guān)于占空比的討論：隨著占空比的增加，功率譜的主瓣寬度逐漸減小，且減小的越慢?？偨Y(jié)及體會這