北邮通信原理软件实验报告XXXXbexz.docx
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1、通信原理理软件实实验报告告学院:信信息与通通信工程程学院班级:一、 通信原理理Mattlabb仿真实实验实验八一、实验验内容假设基带带信号为为m(tt)=ssin(20000*ppi*tt)+22coss(10000*pi*t),载波频频率为220kHHz,请请仿真出出AM、DSBB-SCC、SSBB信号,观观察已调调信号的的波形和和频谱。二、 实验原理理1、具有有离散大大载波的的双边带带幅度调调制信号号AM该幅度调调制是由由DSBB-SCC AMM信号加加上离散散的大载载波分量量得到,其其表达式式及时间间波形图图为:应当注意意的是,m(t)的绝对值必须小于等于1,否则会出现下图的过调制:AM
2、信号号的频谱谱特性如如下图所所示:由图可以以发现,AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。2、双边边带抑制制载波调调幅(DDSBSC AM)信信号的产产生双边带抑抑制载波波调幅信信号s(t)是是利用均均值为00的模拟拟基带信信号m(t)和和正弦载载波 cc(t)相乘得得到,如如图所示示: m(tt)和正正弦载波波s(tt)的信信号波形形如图所所示:若调制信信号m(t)是是确定的的,其相相应的傅傅立叶频频谱为MM(f),载波波信号cc(t)的傅立立叶频谱谱是C(f),调制信信号s(t)的的傅立叶叶频谱SS(f)由M(ff)和C(ff)相卷卷积得到到,因此此经过调调制之后
3、后,基带带信号的的频谱被被搬移到到了载频频fc处,若若模拟基基带信号号带宽为为W,则调调制信号号带宽为为2W,并并且频谱谱中不含有离离散的载载频分量量,只是是由于模模拟基带带信号的的频谱成成分中不不含离散散的直流流分量。3、 单边带条条幅SSSB信号号双边带抑抑制载波波调幅信信号要求求信道带带宽B=2W,其中W是模拟拟基带信信号带宽宽。从信信息论关关点开看看,此双双边带是是有剩余余度的,因因而只要要利用双双边带中中的任一一边带来来传输,仍仍能在接接收机解解调出原原基带信信号,这这样可减减少传送送已调信信号的信信道带宽宽。单边带条条幅SSSB AAM信号号的其表表达式:或其频谱图图为:三、 仿真
4、设计计1、流程程图:作图傅立叶变换AM信号SSB信号加上已调DSB-SC信号与载频的希尔伯特变换相乘DSB-SC信号加上载波信号希尔伯特变换与载波的余弦信号相乘与载波的余弦信号相乘基带信号m(t)2、实验验结果&分析讨讨论实验仿真真结果从上至下下依次是是AM信号号、DSSB信号号、SSSB信号号。从仿真结结果看,AM调制信号包络清晰,可利用包络检波恢复原信号,接收设备较为简单。其频谱含有离散大载波,从理论分析可知,此载波占用了较多发送功率,使得发送设备功耗较大。DSB-SC信号波形和频谱,其时域波形有相位翻转,频谱不含离散大载波。SSB信号比DSB信号节省一半带宽,适合于语声信号的调制,因为其
5、没有直流分量,也没有很低频的成分。3、结果果分析:根据通原原理论课课的知识识可知,信信号的AAM调制制比较容容易实现现,但其其功率谱谱中有相相当大一一部分是是载频信信号,效效率非常常低;DDSB-SC调调制解决决了AMM信号效效率低下下的问题题,但仍仍然存在在的问题题是调制制信号的的带宽为为基带信信号的两两倍,频频谱利用用率较低低;SSSB调制制方式在在频谱利利用上又又做出了了改进,为为原先的的一半,但但其可靠靠性降低低了,总总之,可可靠性与与有效性性是难以以两全其其美的,为为一对矛矛盾体。四、 程序代码码fs = 8000;%kHzzT = 2000;N = T*ffs;t = linnsp
6、aace(-T/2,TT/2,N);f = linnspaace(-fs/22,fss/2,N);fm1 = 11;%kHHzfm2 = 00.5;%kHHzfc = 200;%kkHzmt = siin(22*pii*fmm1*tt)+22*coos(22*pii*fmm2*tt);%AM调调制信号号波形和和频谱A = 2;a = 0.33;AM = (11 + a*mmt).*coos(2*ppi*ffc*tt);figuure(1);subpplott(2,1,11);plott(t,AM);xlabbel(时间间t(mms);ylabbel(AMM);axiss(-3,33,-33,3
7、);titlle(AM波波形);gridd onn;FAM = tt2f(AM,fs);subpplott(2,1,22);plott(f,abss(FAAM);xlabbel(频率率f(kkHz);ylabbel(FAAM);axiss(-25,25,0,1150);titlle(AM幅幅频特性性);gridd onn;%DSBB-SCC信号波波形和频频谱DSB = mmt.*coss(2*ppi*ffc*tt);figuure(2);subpplott(2,1,11);plott(t,DSBB);xlabbel(时间间t(mms);ylabbel(DSSB);axiss(-3,33,-33
8、,3);titlle(DSBB波形);gridd onn;FDSBB = t2ff(DSSB,ffs);subpplott(2,1,22);plott(f,abss(FDDSB);xlabbel(频率率f(kkHz);ylabbel(FDDSB);axiss(-25,25,0,1150);titlle(DSBB幅频特特性);gridd onn;%SSBB信号波波形和频频谱M = t2ff(mtt,fss);MH = -jj*siign(f).*M;mh = reeal(f2tt(MHH,fss);SSB = mmt.*coss(2*ppi*ffc*tt)- mh.*sinn(2*pi*fc*t
9、t);FSSBB = t2ff(SSSB,ffs);figuure(3);subpplott(2,1,11);plott(t,SSBB);xlabbel(时间间t(mms);ylabbel(SSSB);axiss(-3,33,-55,5);titlle(SSBB波形);gridd onn;subpplott(2,1,22);plott(f,abss(FSSSB);xlabbel(频率率f(kkHz);ylabbel(FSSSB);axiss(-25,25,0,1150);titlle(SSBB幅频特特性);gridd onn;实验九一、 实验内容容假设基带带信号为为m(tt)=ssin(200
10、00t)+2coos(110000t)+4siin(5500t+/3),载波波频率为为40kkHz,仿仿真产生生FM信号号,观察察波形与与频谱。FM的频偏常数为5kHz/V。二、 实验原理理1、调频频信号表表达式为为:2、 调频信号号的频谱谱特征:单频调制制信号包包括无穷穷多频率率分量,在在实际应应用中,我我们运用用等效带带宽这个个概念。等等效带宽宽的定义义为:包包含988%或者者99%的已调调信号总总功率的的带宽,根根据卡松松公式有有:三、 仿真设计计1、流程程图作图(时域图&频域图)傅立叶变换将累计求和的结果作为瞬时相位偏移,得到已调信号s(t)的表达式,即FM信号利用scilab中的cu
11、msum函数对基带信号m(t)进行求累积和,相当于对其进行积分基带信号m(t)2、实验验结果&分析讨讨论3、结果果分析由于maax(mm(t)=66.48833,信信号带宽宽fm=1KHHz,Kf=55KHzz/V,由由卡松公公式 ,计算得得带宽为为66.83220KHHz,与与频域仿仿真结果果基本相相符。(事事实上,由由于调制制信号不不是单频频信号,卡卡松公式式不满足足)四、 程序代码码fs = 8000;%kHzzT = 2000;N = T*ffs;dt = 1/fs;t = linnspaace(-T/2,TT/2,N);f = linnspaace(-fs/22,fss/2,N);f
12、m1 = 11;%kHHzfm2 = 00.5;%kHHzfm3 = 00.255;%kHHzfc = 400;%kkHzk = 5;%kHzzmt = siin(22*pii*fmm1*tt)+22*coos(22*pii*fmm2*tt)+44*siin(22*pii*fmm3*tt+pii/3);phi = 22*pii*k*cummsumm(mt)*dt;FM = coos(2*ppi*ffc*t+pphi);subpplott(2,1,11);plott(t,FM);xlabbel(时间间t(mms);ylabbel(FMM);axiss(-2,22,-33,3);titlle(FM
13、波波形);gridd onn;FFM = tt2f(FM,fs);subpplott(2,1,22);plott(f,abss(FFFM);xlabbel(频率率f(kkHz);ylabbel(FFFM);axiss(-80,80,0,220);titlle(FM幅幅频特性性);gridd onn;实验十一一一、 实验内容容通过仿真真测量占占空比为为50%、75%以及1000%的的单、双双极性归归零码波波形以及及其功率率谱,分分析不同同占空比比对仿真真结果的的影响。二、 实验原理理1、时域域特性1.1二二进制单单极性归归零码:1.2二二进制双双极性归归零码:2、频域域特性(功功率谱):数字基带
14、带信号ss(t)的功率率谱密度度为:数字基带带信号ss(t)的功率率谱密度度与随机机序列的的功率谱谱特性以以及发送送滤波器器的频率率特性有有关。在实随机机序列的的各符号号互不相相关时,s(t)的功率谱为2.1单单极性归归零码:2.4双双极性归归零码:三、 仿真设计计1、流程程图:作图(波形&功率谱)利用公式P=abs(S1).2/T,求样本信号的功率谱密度,然后对各个样本的功率谱密度求数学期望,得到功率谱密度设置占空比(分别为25%、50%、75%、100%)利用randn(1,M)以及逻辑判断,产生单(双)极性数据2、实验验结果&分析讨讨论2.1单单极性从上至下下依次是是占空比比为500%、
15、75%、1000%。从从仿真结结果可以以看出,单单极性归归零码的的频谱主主瓣宽度度随占空空比增加加而减小小,且含含有冲激激2.2双双极性从上至下下依次是是占空比比50%、75%、1000%。从从仿真结结果可以以看出,随随占空比比增加,频频谱主瓣瓣宽度减减小,且且不含冲冲激。3、结果果分析:3.1单单极性由于单极极性码含含有直流流分量,所所以表现现在频域域内为在在直流处处奇级次次谐波处处有一个个冲激,而而其功率率谱主瓣瓣宽度随随着占空空比的不不同而不不同,对对于500%、75%、1000%的占占空比的的带宽分分别对应应为码元元速率BB的4倍、2倍、1.33倍倍和1倍。3.2双双极性由于双极极性码
16、不不含直流流分量,所所以没有有单极性性码所具具有的直直流处和和奇次谐谐波处的的冲激,但但在带宽宽上与单单极性码码表现一一致。3.3对对比因为很多多传输线线路不能能传送直直流分量量,而且且在误码码特性上上双极性性马要比比单极性性码好很很多,故故此,一一般都优优先选用用双极性性码。四、 程序代码码%通过仿仿真测量量占空比比为500%、75%以及1000%的的单双极极性归零零码波形形及其功功率谱,分析析不同占占空比对对仿真结结果的影影响cleaar aall;xdell(winnsidd(); /关闭闭所有图图形窗口口execc t22f.ssci; execc f22t.ssci;L=322; /
17、每个个码元间间隔内的的采样点点数N=213; /总采采样点数数M=N/L; /总码码元数Rb=22; /码元元速率Ts=11/Rbb; /比特特间隔fs=LL/Tss; /采样样速率T=N/fs; /截短短时间Bs=ffs/22; /系统统带宽t=-TT/2+0:N-11/ffs; /时域采采样点f=-BBs+0:NN-1/T; /频域域采样点点L0=iinpuut(请输入入占空比比(01):)EP=zzeroos(11,N);ch=iinpuut(请选择择要观察察的码型型:1-单极性性;其他他-双极性性)for looop=11:10000/10000次次样本函函数取平平均ifchh=11
18、a=(raand(1,MM)00.5)+0; /生成单单极性序序列elsee a=siggn(rannd(11,M)0.5)-0.55); /生成成双极性性序列endtmp=zerros(L,MM);/一个个码元的的归零部部分取零零 L1=L*LL0;/占空空比,求求出一个个码元不不归零部部分的取取样点数数tmp(1:L1,:)=onnes(L1,1)*a;/将一一个码元元不归零部部分的取取样点值值置为11 s=ttmp(:); S=tt2f(s,ffs); /傅里叶叶变化 P=aabs(S).2/T; /样本本的功率率谱密度度 EP=EP*(1-1/lloopp)+PP/looop; /随机
19、过过程的功功率谱是是各个样样本的功功率谱的的数学期期望endxsett(wiindoow,1)plott(t,s)set(gcaa(),grrid,11,1) titlle(时域图图)xlabbel(t)ylabbel(S(t)mtlbb_axxis(-33,3,-1.5,11.5);xsett(wiindoow,2)plott(f,abss(EPP+%eeps)set(gcaa(),grrid,11,1) titlle(功率谱谱图形)xlabbel(f)ylabbel(功率率) mtlbb_axxis(-335,335,-5,mmax(EP+%epps); xsett(wiindoow,3)
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