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Matlab仿真DSBSC信号与双极性不归零码通信原理实验报告二实验

Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码通信原理实验报告二实验题目:Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码一、实验内容1、将模拟信号 m(t)=sin2πf mt 与载波 c(t)=sin2πf ct 相乘得到双边带抑制载波调幅 DSB-SC信号，设 fc=6fm,fm=1k.(1)请画出 DSB-SC 信号时域，频域波形(2)分析模拟信号如何进行离散化(3)从时域和频域分析信号波形，并观察不同的时域或频域分辨率对信号有无影响，为什么。2、写出双极性不归零码信号产生及其功率谱密度，图形表示，并结合理论进行分析二、实验目的1、DSB-SC 信号仿真(1)进一步理解双边带抑制载波调幅信号的产生过程。(2)理论联系实际通过实验仿真，获得双边带抑制载波调幅信号时域与频域的波形。(2)练习 matlab 软件的使用，掌握常用函数的用法，以及 M 文件的用法，编写程序，仿真实现 DSB-SC 信号。2、双极性不归零码仿真(1)充分理解双极性不归零码信号的产生原理，通过实验仿真实现信号。(2)进一步熟悉 MATLAB 编程语言的结构与特点，为充分掌握 MATLAB 打下基础。三、实验原理1、DSB-SC 信号仿真时域采样定理：当时间信号函数 f(t)的最高频率分量为 fM时, f(t)的值可由一系列采样间隔小于或等于1/2 fM的采样值来确定,即采样点的重复频率 f≥2 fM 频域采样定理：对于时间上受限制的连续信号 f(t)(即当│ t│> T 时, f(t)=0,这里 T =T2-T1是信号的持续时间) ，若其频谱为 F( ω ),则可在频域上用一系列离散的采样值来表示,只要这些采样点的频率间隔 。(1)调制信号产在数字信号通信快速发展以前主要是模拟通信，由于为了合理使用频带资源，提高通信质量，需要使用模拟调制技术，通常连续波的模拟调制是以正弦波为载波的调制方式，他分为线性调制和非线性调制。线性调制是指调制后的信号频谱为调制信号频谱的平移或线性变换，而非线性调制则没有这个性质。线性调制器的一般模型如下图所示。它由模拟乘法器和冲激响应为 h(t)的带通滤波器组成。 m(t)由于常规调幅调制的效率太低，耗用了大量功率，在小功率场合很不方便，而抑制载波双边带调幅就克服了效率低的缺点，它的特点是直接将未调信号与载波相乘，而不是先叠加一个× h(t)Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码直流在未调信号上然后再相乘 S(t)=m(t)*c(t)，如下图所示。(2)频谱分析当调制信号 f(t)为确定信号时，已调信号的频谱为. 双边带调幅频谱如下图所示：ccSDB=1/2F-+1/2()抑制载波的双边带调幅虽然节省了载波功率，但已调西那的频带宽度仍为调制信号的两倍，与常规双边带调幅时相同。 2、双极性不归零码仿真双极性不归零码对应的 2PAM 信号波形的幅度 ai 有两个可能的值:a 1=+A、a 2=-A,发送滤波器的冲击响应 gT(t)为矩形不归零脉冲，例如对码序列 01101001 的双极性不归零码结果如下图所示：双极性不归零码序列在二进制符号“1”和“0”等概率出现且各符号之间互不相关的条件下，其功率谱密度无离散的直流分量，仅有连续谱，功率谱主瓣带宽为 fs,双极性不归零码的单边功率谱密度如下图所示：Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码四、实验内容(程序设计流程图，关键模块语句分析说明)1、DSB-SC 信号仿真程序设计流程图:否是关键模块语句分析:此实验的关键部分我觉得是刚开始的取样点数，分辨率的初始化，时间宽度，带宽计算，时间取样点，频域取样点的产生：k=( 取样点数=2^k ); %要求输入 k,从而计算总取样点数 N=2^kif isempty(k),k=10;end;N=2^k;dt=0.01; %初始化时域分辨率 dt(单位 ms) ，df=1.0/(N*dt); %频域分辨率 df(单位 kHz) ，并满足 df*dt=1/NT=N*dt/2; %计算时间宽度 T(单位 ms)Bs=N*df/2; %计算系统带宽 Bs(单位 kHz)t=linspace(-T,T,N) ; %产生时间取样点距阵 tf=linspace(-Bs,Bs,N);% 产生频域取样点距阵输入 K 计算总取样点数 2^k是/否 默认 K=10初始化时域频域分辨率计算时间宽度与系统带宽产生时间取样点矩阵与频域取样点矩阵设置模拟信号的基频，产生模拟信号设置载波基频，产生载波信号产生 DSB-SC 信号，以及做傅立叶变换 画图Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码分析:针对一般的没有给出时间区间的信号要自己取样规定,时域分辨率设的小一点，频域分辨率与时域分辨率要满足 df*dt=1/N，时间宽度 T=N*dt/2。2、双极性不归零码仿真程序设计流程图： 产生双极性不归零码信号进行傅氏变换，得到功率谱画图关键模块语句分析：(1)设定码元抽样点数，抽样时间间隔，码元数，抽样时间N_sample=128; %每个码元的抽样点数dt=Ts/N_sample; %抽样时间间隔N=1000; %码元数t=0:dt:(N*N_sample-1)*dt;(2)双极性不归零码的产生gt=ones(1,N_sample); %不归零码d=sign(randn(1,N));data=sigexpand(d,N_sample);%对序列间隔插入 N_sample-1 个零st=conv(data,gt);%调用卷积函数 (3)将输入的序列扩展成间隔为 N-1 个 0 的序列的函数，function [out]=sigexpand(d,M)%将输入的序列扩展成间隔为 N-1 个 0 的序列N=length(d);out=zeros(M,N);out(1,:)=d;out=reshape(out,1,M*N);五、实验数据(波形)结论1、DSB-SC 信号仿真设定码元抽样点数(多取一些) ，抽样时间间隔设定码元数，抽样时间Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码时域波形振幅频谱Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码功率谱Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码结论：DSB-SC 信号的的包络就是要调制的信号，频谱实际上就是频域的搬移。2、双极性不归零码仿真Matlab 仿真 DSB-SC 信号与双极性不归零码六、实验结果分析与讨论1、DSB-SC 信号仿真模拟信号的离散化：通过对模拟信号进行采样，可以将模拟信号离散化。具体来说是通过设置一定时间间隔的时间点，对这一时间点上的信号进行采样，但采样间隔的取值必须满足奈奎斯特准则。改变时域和频域的分辨率，观察对信号的影响：改变时域的分辨率，信号的密集程度发生变化，极点的位置没有改变，但是极值的大小发生了变化。对于频域波形，明显的差别在与两极点之间的图像变得更加平坦并贴近 f 轴2、双极性不归零码仿真通过实验结果可以得出：双极性 NRZ 的功率谱只有连续谱，根据这一特性可以用窄带滤波器提取时钟。有 PAM 信号功率谱密度公式可知，双极性 NRZ