高斯噪声的产生
由于函数randn(1,N)产生N个互不相关的、均值为零、方差为1的高斯随机数,所以可用它来产生白高斯噪声。设仿真系统的取样点数是N,系统带宽为 ,矢量x=n0*Bs*randn(1,N)的总功率为n0*Bs,最高频率分量为Bs,并且各样点的值互不相关,故它代表双边功率谱密度为 的白噪声。 4.随机码序列的产生
语句round(rand(1,M))产生M个取值1、0等概的随机码。函数round表示四舍五入。函数rand产生均匀分布于区间 的随机数。
语句sign(randn(1,M))产生M个取值?1等概的随机码。函数sign(x)对矢量x的元素取正负号,而高斯数randn取正负值的概率是相等的. 5.数字基带传输系统
6.产生随机码序列矢量a。
为了方便起见,我们规定a的长度M是2的整幂。 1) 产生冲击序列信号 。
设矢量imp代表信号 。imp可如下产生:
imp=zeros(1,N); imp(1:L:N)=a/dt;
其中N是imp的矢量长度,M是码元矢量a中的码元数,L是每码元内的样点数。我们
规定M、N都是2的整幂,于是L自然也是2的整幂。 3) 产生数字信号
设矢量s代表数字信号 ,矢量g代表脉冲波形 ,矢量G代表其频谱 。那么s的产生方法
是:
s=conv(imp,g);
其中,函数conv表示卷击。卷击后s的长度是length(imp)+length(g)-1。扣除延迟
时间及拖尾时间收,数字信号为:
ii=find(g==max(g)); s=s([1:N]+ii(1));
也可用频域的方法产生数字信号 :
s=f2t(t2f(imp).*G);
注意此时,imp的点数应与g或G相同。若g的宽度小于imp,则应用零补齐。
7.NRZ及RZ信号的产生
对于采用归零(RZ)及不归零(NRZ)矩形脉冲波形的数字信号,可以用简单的方法信号矢量s。设a是码元矢量,N是总取样点数,M是总码元数,L是每个码元内的点数,那么NRZ信号可这样获得:
s=zeros(1,N);
for ii=1:L, s(ii+[0:M-1]*L)=a;,end
对于,若Rt是要求的占空比,dt是仿真系统的时域采样间隔,则RZ信号的产生方法是
s=zeros(1,N);
for ii=1:Rt/dt, s(ii+[0:M-1]*L)=a;,end
8.眼图
眼图是数字信号在示波器上重复扫描得到的显示图形。若示波器的扫描范围是Na个码元,那么画眼图的方法是:
tt=[0:dt:Na*L*dt]; hold on
for ii=1:Na*L:N-N*L plot(tt,s(ii+[1:Na*L])); end
9.误码率 取样判决
设矢量a表示发送的码序列,矢量y表示在判决点观测到的叠加有噪声的接收信号,假设信道无时延。接收机在每隔一个码元间隔 取一个点作为判决量。所有取样结果构成一个矢量
b:若取样时刻无偏差则b=y(1:L:N),若取样时刻有 的恒定偏差,则b=y(1+k:L:N)。 若判决门限为Vth,则判决结果是c=sign(b-Vth)(双极性结果?1)或c=(sign(b-Vth)+1)/2(单极性结果0、1)。 10.误码率测量
若在一次试观察中发送的码元是长度为M的矢量a,对应的判决结果是矢量c。误码数是a与c中不相同的符号数,即n_err=length(find(a~=c)),于是误码率为Pe=n_err/M。为了提高测量精度,可加大M或者重复多次观察。多次观察时,误码率为总误码数除以总码元数。
【实验结果及分析】
实验一 绘出正弦信号波形及频谱 源程序
global dt df t f N close all
k=input('取样点数=2^k, k=[10]'); if isempty(k), k=10; end N=2^k
dt=0.02; %ms df=1/(N*dt); %KHz
T=N*dt; %截短时间 Bs=N*df/2; %系统带宽 figure(1)
set(1,'Position',[30,100,450,300])
%设定图1的窗口位置及大小 figure(2)
set(2,'Position',[530,100,450,300])
%设定图2的窗口位置及大小
t=linspace(-T/2,T/2,N); %时域横坐标 f=linspace(-Bs,Bs,N); %频域横坐标
f0=1; e=1KHz
s=sin(2*pi*f0*t);
S=t2f(s); %S是s的傅氏变换 a=f2t(S);
P=S.*conj(S)/T; %功率谱
figure(1)
plot(t,a,'b') grid
axis([-2,+2,-1.5,1.5']) xlabel('t (ms)') ylabel('s(t) (V)') title('正弦信号波形')
figure(2) as=abs(S);
plot(f,as,'r'); grid
axis([-2*f0,+2*f0,min(as),max(as)]) xlabel('f (KHz)')
ylabel('S(f) (V/KHz)') title('正弦信号频谱') 仿真图
正弦信号时域波形
正弦信号频谱
实验二 单极性归零(RZ)波形及其功率谱,占空比为50% 源程序
global dt t df N
close all
k=input('取样点数=2^k, k=[10]'); if isempty(k), k=10; end N=2^k; L=64;
%采样点数
%每码元的采样点数 %码元数 %码速率是2Mb/s
M=N/L; Rb=2;
Ts=1/Rb; %码元间隔 dt=Ts/L; Rt=0.5;
%时域采样间隔
%占空比
%频域采样间隔
df=1/(N*dt); T=N*dt;
%截短时间
%系统带宽
Bs=N*df/2;
t=linspace(-T/2,T/2,N); %时域横坐标 f=linspace(-Bs,Bs,N);
EP=zeros(1,N); for j=1:100
a=round(rand(1,M)); %产生M个取值0,1等概的随机码 s=zeros(1,N); %产生一个N个元素的零序列 for i=1:Rt*L
s(i+[0:M-1]*L)=a;%产生单极性归零码 end Q=T2F(s);
%付氏变换
%频域横坐标
P=Q.*conj(Q)/T; %P为单极性归零码的功率 EP=(EP*(i-1)+P)/i; %累计平均 end
aa=30+10*log10(EP+eps);%加eps以避免除以零
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