杏林学院通信原理课程设计报告注释版.docx
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杏林学院通信原理课程设计报告注释版
课程设计报告
1、常规AM调制
基带信号
1,
0≤t m(t)=-2,t0/3≤t<2t0/3 0,其余t 用常规AM方法调制载波c(t)=cos(2fct)。 假设fc=250Hz,t0=0.15s,调制指数a=0.85。 (1)画出m(t)和u(t)的波形; (2)画出m(t)和u(t)的频谱图; (3)假定信号是周期的,周期T0=t0,求已调信号的功率; (4)若噪声加到已调信号上,信噪比SNR是20dB,求噪声功率; (5)画出噪声n(t)和已调信号加噪声(u(t)+n(t))的波形; (6)画出噪声n(t)和已调信号加噪声(u(t)+n(t))的频谱图; (7)比较示范课题中的m(t)和u(t)的波形及其频谱,写出它们的不同点。 说明: (1)注意到 ,因此有 (2)本题求已调信号功率时不能用下面关系 因为本题中m(t)不是零均值的信号。 程序如下: %MatlabdemonstrationscriptforDSBmodulation. %Themessagesignalis+1for0 %otherwise. Clear清除内容 echooff t0=0.15; ts=0.001;时间间隔 fc=250;载波频率 snr=20;信噪比为20DB fs=1/ts;抽样频率 df=0.3;采样间隔 t=(0: ts: t0);时间范围 snr_lin=10^(snr/20);信噪比单位转换 %messagesignal m=[ones(1,t0/(3*ts)),-2*ones(1,t0/(3*ts)),zeros(1,t0/(3*ts)+1)]; m的表达式;ones是全1矩阵;zeros是全0矩阵 c=cos(2*pi*fc.*t);载波表达式 u=(2+0.85*m).*c;已调信号表达式 %TospecifythepowerofXtobe0dBWandaddnoisetoproduce %anSNRof10dB,use: %X=sqrt (2)*sin(0: pi/8: 6*pi);awgn噪声函数调用 n=awgn(u,10,0)-u;噪声表达式 a=u+n;加噪声后已调信号表达式 [M,m,df1]=fftseq(m,ts,df);调用F变换求m的频谱 M=M/fs;按fs比例缩放 [U,u,df1]=fftseq(u,ts,df);调用F变换求u的频谱 U=U/fs;按fs比例缩放 [C,c,df1]=fftseq(c,ts,df);调用F变换求c的频谱 f=[0: df1: df1*(length(m)-1)]-fs/2; [N,n,df1]=fftseq(n,ts,df);调用F变换求n的频谱 N=N/fs;按fs比例缩放 [A,a,df1]=fftseq(a,ts,df);调用F变换求a的频谱 A=A/fs;按fs比例缩放 signal_power=spower(u(1: length(t)));信号功率计算 noise_power=signal_power/snr_lin;噪声功率计算 '显示信号功率和噪声功率' pause按一个键显示 signal_power信号功率 noise_power噪声功率 '显示基带信号波形图' pause按一个键看图 clf清空当前figure figure (1) plot(t,m(1: length(t)))以t为横坐标,m为纵坐标画图 xlabel('Time')横坐标为'Time' title('Themessagesignal')标题为'Themessagesignal' '显示载波信号和调制信号波形图' pause按一个键看图 figure (2) subplot(2,1,1)把多个图画到同一个平面上,位置为1行1列 plot(t,c(1: length(t)))以t为横坐标,c为纵坐标画图 xlabel('Time')横坐标为'Time' title('Thecarrier')标题为'Thecarrier' subplot(2,1,2)把多个图画到同一个平面上,位置为1行2列 plot(t,u(1: length(t)))以t为横坐标,u为纵坐标画图 xlabel('Time')横坐标为'Time' title('Themodulatedsignal')标题为'Themodulatedsignal' '显示基带信号和调制信号的频谱图' pause figure(3) subplot(2,1,1)把多个图画到同一个平面上,位置为1行1列 plot(f,abs(fftshift(M)))以f为横坐标,M为纵坐标画图 xlabel('frequency')横坐标为'frequency' title('spectrumofthemessagesignal')标题为'spectrumofthemessagesignal' subplot(2,1,2) plot(f,abs(fftshift(U))) title('spectrumofthemodulatedsignal') xlabel('frequency') '显示噪声和已调信号加噪声的波形' pause figure(4) subplot(2,1,1) plot(t,n(1: length(t))) xlabel('Time') title('Thenoisesignal') subplot(2,1,2) plot(t,a(1: length(t))) xlabel('Time') title('Themodulatednoisesignal') '显示噪声和已调信号加噪声的频谱' pause figure(5) subplot(2,1,1) plot(f,abs(fftshift(N))) xlabel('frequency') title('spectrumofthemessagesignal') subplot(2,1,2) plot(f,abs(fftshift(A))) title('spectrumofthemodulatedsignal') xlabel('frequency') 结果如下: signal_power= 2.0484 noise_power= 0.2048 2、高斯信道容量 (1)画出带宽B=3000Hz的加性高斯白噪声信道的容量作为S/n0函数的图形,其中S为信号功率,n0为噪声单边密度谱,S/n0在-20dB至30dB之间变化。 (2)画出S/n0=25dB时,加性白高斯噪声信道的容量作为带宽B函数的图形,尤其是当B无限增加时,信道容量是什么? 程序如下: Clear清除内容 clc clf b=3000;加性高斯白噪声的带宽 sn0=-20;起始信噪比 sn1=30;末端信噪比 ns=0.01; N=(sn0: ns: sn1); snr=10.^(N/10); ct=b.*log2(1+snr.*(1/b)); figure (1) plot(snr,ct); xlabel('s/n0'); title('高斯信道容量'); holdon; clear clc clf n1=2.5; sn1=10.^n1; b0=300000; bs=10; B=(3000: bs: b0); b=1./B; ct=B.*(log2(1+sn1.*b)); figure (2) plot(B,ct); xlabel('B'); title('信道容量'); holdon; 3、2FSK信号的相关形式最佳接收机 考虑一个等概二进制通信系统,它采用由下式给出的2FSK信号波形 ,这里 和 。 信道给予每个传输信号的相移为 ,这样在无噪声下接收信号是 , 。 用数值方法实现该2FSK信号的相关形式最佳接收机(接收机结构如图1所示,假设 表示二进制符号“0”, 表示二进制符号“1”)。 图1: 相关形式的最佳接收机 程序如下; clearall; clf; Tb=1; f1=1000/Tb; f2=f1+1/Tb; p=pi/4; N=12000; n=N/2; t=0: Tb/(n-1): Tb;%t=0: 1/(n-1): 1; T=0: 2*Tb/(N-1): 2*Tb;%T=0: 4*1/(N-1): 4*1; s1=[cos(2*pi*f1*t+p)cos(2*pi*f1*t+p)]; s2=[cos(2*pi*f2*t+p)cos(2*pi*f2*t+p)];%assumethetransmitsignalis"10",ie.u2u1andu2 a=[cos(2*pi*f2*t+p)cos(2*pi*f2*t+p)];%aisthereceivedsignal b=a.*s1; c=a.*s2; forj=1: 2 fori=1: n; d((j-1)*n+i)=sum(b((j-1)*n+1: (j-1)*n+i)); end; end; %求积分 forj=1: 2 fori=1: n; e((j-1)*n+i)=sum(c((j-1)*n+1: (j-1)*n+i)); end; end; %求积分 forj=1: 2; ifd(j*n)>e(j*n); f((j-1)*n+1: j*n)=zeros(1,n);%输出0 else f((j-1)*n+1: j*n)=ones(1,n);%输出1 end; end; %比较器 figure (1) plot(T,a); xlabel('时间'); ylabel('幅度'); title('figurea'); holdon pause figure (2) subplot(2,1,1); plot(T,b); ylabel('幅度'); title('figureb'); subplot(2,1,2) plot(T,c); ylabel('幅度'); xlabel('时间'); ylabel('幅度'); title('figurec'); holdon pause figure(3) subplot(3,1,1); plot(T,d); ylabel('幅度'); title('figured'); subplot(3,1,2); plot(T,e); ylabel('幅度'); title('figuree'); holdon pause figure(4) subplot(4,1,1); plot(T,f); xlabel('时间'); ylabel('幅度'); title('figuref');
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