通原实验软件报告

通信原理软件实验

实验报告

班级： 姓名： 班内序号： 学号： 电话 ：

北 京 邮 电 大 学

Beijing University of Posts and Telecommunications

【实验目的】

本实验是“通信原理”的一个组成部分。在本实验中我们使用的软件工具是MATLAB。设计本实验的目的是希望你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、加深对通信原理课有关内容的理解。

【实验任务】

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，其中第四项为可选内容 （1）绘出正弦信号波形及频谱

（2）单极性归零（RZ）波形及其功率谱，占空比为50%

（3）升余弦滚降波形的眼图及其功率谱。滚降系数为0.5。发送码元取值为0、2。 （4）最佳基带系统的Pe~Eb\\No曲线，升余弦滚降系数a=0.5，取样值的偏差是Ts/4。 （5）Pe~Eb\\No，升余弦滚降系数a=0.5，取样时间无偏差，但信道是多径信道，C(f)=abs(1-0.5*exp(-j*2*pi*f*dt))，dt=Ts/2。

（6）仿真数字基带传输系统，包括输入、输出信号波形及其功率谱，眼图（升余弦滚降系数a=0.5），Pe~Eb\\No曲线，取样时间无偏差。

（7）自选题（部分相应系统、模拟调制、数字频带传输）。

【实验原理】

从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者其各个环节不外乎是一些码或信号的变换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调制等则是信号层次上的。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解决信号与信号系统在软件中表示的问题。

时域取样及频域取样

一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间???,???上的连续函数，但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理???,???这样一个时间段。即计算机处理信号是离散运行，有限域的。

对s(t)的解决方法：我们把s(t)按区间????t均匀取样得到

?T2, T?截短为sT(t)，再对sT(t)按时间间隔?2?T?t个样值。仿真时我们用这个样值集合来表示信号s(t)。这样，将会出

现一系列新的问题，现在从频域分析其频谱的变化。显然?t反映了仿真系统对信号波形的分辨率，?t越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后的频谱是频率的周期函数，其重将（-inf, inf）截短为[-T/2，T/2]，再将[-T/2，T/2]的信号均匀采样，采样点数为N=T/dt

1.采样信号xs(i)及其频谱Xs(ω)

若连续时间信号x(t)被数采卡DAQ中的采样器以等时间间隔T采样，则采样时刻0、T、2T?所

取得信号x(t)的瞬时值，就构成了连续信号x(t)的离散时间序列xs(i)，i=0、1、2?如下图所示。图一：连续信号与离散信号

当x(t)的频谱为X(ω)时，则xs(i)的频谱Xs(ω)，如下图所示。

为保证不出现频率混叠失真，要求：取Bs?12?1?t2??t?2?H 即

1?t?2fH，

?fH Bs定义为仿真系统的带宽。

从以上的推导可以看出：信号的时间采样间隔一定，则仿真信号的带宽也就相应定了，反之仿真信号的带宽一定，则信号的时间采样间隔也就相应定了。

2对频谱S(f)的处理

将频域为无限域的频域信号S(f)截短为[-Bs，Bs]域的信号SB(f)，再将带宽为[-Bs，

sBs]的信号SB(f)均匀采样，采样点数为Nf=2Bs/df。

s为保证不出现时域波形重叠失真，要求

1?f?T， 取

1?t?T， 即T?1?f

从以上的推导可以看出：信号的频率采样间隔一定，则仿真信号的周期也就相应定了，反之仿真信号的周期一定，则信号的频率采样间隔也就相应定了。

下面我们看看时域取样点数和频域取样点数的关系： 时域取样点数：

将T?1?f12?t带入Nt?T?t,得Nt?1?t?f1

频域取样点数： 将Bs?

带入Nf?2Bs?f,得Nf??t?f

所以，时域取样点数与频域取样点数取值相同，这样就可以保证连续时间信号及连续频率信号均不出现重叠失真。

以上是防止重叠失真。

另外，为了提高仿真精度，要求提高取样点数N，其取值为2的冪次，

N?2,kk?0,1,2,?

为了处理上的方便，我们今后规定采样点数N为2的整幂。举例来说，假如设计要求的系统带宽为1MHz，频域最小分辨率为10KHz。那么据此可求得 ，取 。对应的其它参数为 ， ， ， 。 频域分析

限于篇幅，我们将不向大家介绍MATLAB中关于傅里叶变换的有关函数。为了方便仿真，我们利用MATLAB的提供的函数编写了两个函数t2f及f2t。t2f的功能是作傅氏变换，f2t的功能是作傅氏反变换，它们的引用格式分别为X=t2f(x)及x=f2t(X)，其中x是时域信号 截短并采样所得的取样值矢量，X是对 的傅氏变换 截短并采样所得的取样值矢量。这两个函数存放在\\...\\matlab\\work\\目录中。

我们关心的另一个指标是信号的功率谱密度，任意信号 的功率谱的定义是 ，其中 是 截短后的傅氏变换， 是 的能量谱， 是 在截短时间内的功率谱。对于仿真系统，若x是时域取样值矢量，X是对应的傅氏变换，那么x的功率谱便为矢量P=(X.*conj(X))/T。 3.随机信号的产生

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库通原实验软件报告在线全文阅读。