【精品】通原报告1(杜)

湘準大学通信原理 卖验掖告书 课程名称通信原理 题 数字基带传输系统的MATLAB仿真. 模拟信号幅度调制仿真实验 学生姓名杜康华 学 号 2009550619 班 级_2009级通信工程一班 指导教师田淑娟 2011年 11月 实验一数字基带传输系统的MATLAB仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义， 掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验 证卷积的常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利 用MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来 看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过 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处理。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。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说，任意信号St是定义在时间区间-8, 8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-8, 8这样一个时间 段。为此将把St按区间,22卅1」ILI截短为Srt,再对sTt按时间间隔At均匀取 样，得到取样点数为 TNtt 3-1 仿真时用这个样值集合来表示信号st。撚At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，对应的频谱时频 率的周期函数，其重复周期是1。如果信号的最高频率为f”，那么必须有 才能保证不发生频域混叠失真。 3.1.2频域分析 为了方便仿真，我们 利用MATLAB提供的函数编写了两个函数t2f和f2t。t2f的功能是做傅立叶 变换，f2t的功能是做傅立叶反变换，它们的引用格式分别为Xt2fx及 xf2t X,其中x是时域信号xtj截短并采样所得的取样值矢量，X是对 x t的傅立叶变换X f截短并采样所得的取样值矢量。 任意信号st的功率谱的定义是 3.2与随机信号产生相关的指令 3.2.1高斯噪声的产生 由于函数randnl,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 它来产生高斯白噪声。 3.2.2随机码序列的产生 语句roundrandl,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［0, 1］的随机数。 语句signrandl,M产生M个取值1等概的随机码。函数signx对矢量x的元素取正 负号，而高斯数randn取正负数的概率是相等的。 3.2.3产生数字随机信号的一般方法 impfr 一 7； 3.3信号的仿真 3.3.1连续时间信号的仿真 在通信原理课程中，单位阶跃信号ut和单位冲激信号8 t是二个非常有用的信号。 它们的定义如下 50 0. 心0 ⑴■ 1. ro 0. t0 这里分别给出相应的简单的产生单位冲激信号和单位阶跃信号的扩展函数。 dt0.01时的信号波形 dt0.2时的信号波形 四、实验步骤 1分析程序programl_l每条指令的作用，运行该程序，将结果保存，贴在下面 的空白处。然后修改程序，将 看看所得图形的效果怎样。 程序如下 clear, close all; dt改为0.2,并执行修改后的程序，保存图形， 〃清除，关闭所有窗口 dtO.Ol; t-2dt2; x sin2*pi*t; 〃取点间隔为0.01 〃取点范围为-22 plott,x titleSinusoidal signal xt xlabelTime tsec 〃画出X的波形图 请问上述的两幅图形有什么区别，哪一副图形看起来更接近于实际信号波形 为什么会有这种区别 答. 2修改programl」,，存盘程序名为Ql_2,生成实指数信号xte_2t o要求在图 形中加上网格线，并使用函数axis控制图形的时间范围在02秒之间。然后执 行该程序，保存所的图形。 图形结果如下 修改Programl_l后得到的程序Ql_2如下 clear, close all, dt 0.01; t 0dt2; x exp-2*t; plott,x grid on, axis[0,2,-0.5,1.5] titleCOriginal signal xt xlabelTime t sec 〃改动X的表达式 〃调用MATLAB里面的作图函数 〃加上网格线OFF关闭网格 3将前文中所给的单位冲激信号和单位阶跃信号的函数文件在MATLAB文件 编辑器中编写好，并分别以文件名delta和u存入work文件夹中以便于使用。 抄写函数文件delta如下抄写函数文件u如下 delta function Unit step function function y deltatfunction y ut dt 0.01;y t0; y 1 for t 0, else y 0 y ut-ut-dt/dt; 〃控制图形的时间范围在02秒之间，纵坐标在 -0.5 1.5 之间 ⑷修改程序Programi_4,并以QI一4为文件名存盘，利用axis函数，将图形 窗口的横 坐标范围改为-2WnW5,纵坐标范围改为-1.5W x W1.5。 修改Programi_4后得到的程序Ql_4如下 clear, close all, 〃定义离散信号X的各点的值的 大小 〃调用绘制离散信号的波形图函数 n -55; x [zerosl,4, 0.1, 1.1,・ 1.2, 0, 1.3, zerosl,2]; stemn,x,,filledVr, grid on, axis[-2,5,-1.5,1.5] 信号波形图如下 5根据示例程序的编写方法，编写一个MATLAB程序，以Ql_5文件名存盘，