通信原理課程設(shè)計--2ask信號的仿真設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程設(shè)計名稱： 通信原理課程設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 班 級 ： </p><p>　　學 生 姓 名 ： </p><p>　　學 號 ： </p><p>　　指 導 教 師

2、： </p><p>　　課程設(shè)計時間： </p><p>　　通信原理 專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　1 需求分析</b></p><p>　　生成一系列信號是s（t），通過自己設(shè)定的某一載頻，將其變換成調(diào)制信號signal，將信號圖像顯示。以

3、調(diào)制信號為分析對象，對信號進行頻譜分析，結(jié)果輸出信號的功率譜密度圖。</p><p><b>　　2 概要設(shè)計</b></p><p>　?。?）學會MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序設(shè)計方法。</p><p>　?。?）掌握數(shù)字信號處理的基本概念、基本理論和基本方法。</p><p>　?。?）掌握功率譜的計算

4、；</p><p>　　（4）學會用MATLAB對信號進行分析和處理。</p><p><b>　　3 運行環(huán)境</b></p><p>　　軟：Matlab 7.1 </p><p><b>　　硬：計算機</b></p><p>　　4 開發(fā)工具和編程語言</p&g

5、t;<p>　　Matlab 7.1</p><p><b>　　5 詳細設(shè)計</b></p><p>　　詳細設(shè)計里面只介紹各個變量的意思，和自己不太熟悉的函數(shù)及公式，沒有將所有的源代碼寫出。</p><p><b>　　主要調(diào)用的公式：</b></p><p>　　function

6、 [f,sf]=Fun1(t,st) </p><p>　　dt=t(2)-t(1); % 時間距</p><p>　　T=t(end); % 時間總長</p><p>　　df=1/T; % 頻率間隔</p><p>　　N=length(t); % 間隔個數(shù)</p><p>　　

7、f=[-N/2:N/2-1]*df; % 求出 f頻率的向量形式</p><p>　　sf=fft(st); % 快速傅里葉變換</p><p>　　sf=T/N*fftshift(sf); % 線性搬移</p><p>　　信號功率譜密度的線性搬移，和快速傅里葉變換。</p><p>　　function [out

8、]=Fun2(d,M)</p><p>　　N=length(d); </p><p>　　out=zeros(1,M*N);</p><p>　　For i=0:N-1;</p><p>　　out(i*M+1)=d(i+1); </p><p><b>　　End</b></p>

9、<p>　　生成不歸零碼的預處理，先生成一個dd向量其中很多的0，是為了卷積的時候產(chǎn)生很多連起來的幅值一樣的不歸零碼。</p><p>　　f %載波頻率2Hz</p><p>　　N %碼元數(shù)</p><p>　　Ts 設(shè)置波特率

10、 %1Band/s</p><p>　　Dt %波形采樣間隔</p><p>　　d=sign(randn(1,N)); %隨機產(chǎn)生d其中的的元素是-1 和 1</p><p>　　gt %單極性NRZ波形 </p>

11、<p>　　signal=conv(dd,gt); %卷積生成NRZ碼，如果在這里直接隨機生成則使出現(xiàn)過多的0、1交替，圖形看著不好看</p><p>　　[f,signalf]=Fun1(t,signal(1:length(t)));</p><p>　　signalf(signalf==0)=10^(-8); %避免log(0) 的情況，令log(0

12、)=10^(-8)將0設(shè)置成一個很小的正數(shù)</p><p>　　plot(f,10*log10(abs(signalf).^2/T)); %根據(jù)功率譜密度函數(shù)的公式，畫出不歸零碼功率譜密度圖像。</p><p>　　ht=cos(2*pi*f*t); %載波信號</p><p>　　Dask=signal(1:Lt).*ht;

13、 %2ask信號</p><p>　　[f,Daskf]=Fun1(t,Dask); </p><p>　　plot(f,10*log10(abs(Daskf).^2/T)); %根據(jù)功率譜密度函數(shù)的公式，畫出2ask的功率譜密度圖像。</p><p><b>　　6 調(diào)試分析</b></p><p>　　1.設(shè)計

14、時首先遇到很多函數(shù)和細節(jié)性的規(guī)則不會使用，在老師的幫助下，以及參考網(wǎng)上的代碼，搞懂了不少以前學過的matlab的知識。</p><p>　　2.除去知識性問題外，首先遇到原始信號的生成問題。一開始想自己設(shè)定一個向量 如g[1 0 1 1 1 1...] ,直接自己寫出，但是這樣的寫法不具有一般性，遂參考網(wǎng)上的隨機生成法，通過卷積和Fun2函數(shù)生成signal即不歸零碼。</p><p>　

15、　3.一開始沒有考慮到log（0）的情況，一直提示錯誤，結(jié)果通過help 產(chǎn)找到需將0 設(shè)置為小的正數(shù)。</p><p>　　4.隨后的問題是函數(shù)的公式，轉(zhuǎn)換基本上照應(yīng)著書上的例子：如.*和.^都是很基本的運算，以及生成全1向量的ones和全零的zeros。</p><p>　　5.圖像的繪制，出現(xiàn)了信號的頂層頂著圖像的最高處，這樣觀察的時候不夠清晰明了，遂查找資料，自己沒有使用axis函

16、數(shù)，之后定義完以后就可以清晰的看到圖像了，另外還需注意繪制多個圖像時figure（n）必不可少，但是figure（1）不能寫！</p><p>　　6.其余的調(diào)試都是細節(jié)錯誤，都在仔細的檢查后消除了。</p><p><b>　　7 測試結(jié)果</b></p><p>　　本圖是信號的時域波形</p><p>　　第一幅圖

17、是輸入信號，第二幅是2ask信號2ASK信號可表示為 ，式中為載波角頻率，h(t)=cos(t)為載波信號，二進制基帶信號s(t)為隨機的單極性NRZ矩形脈沖序列 </p><p>　　這兩幅圖分別是其概率密度譜。</p><p><b>　　為第一個圖的公式</b></p><p><b>　　為第二個圖的公式</b>&

18、lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 宋祖順．現(xiàn)代通信原理．北京：電子工業(yè)出版社，2001 [2] 樊昌信. 通信原理（第五版）.北京：國防工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[3] 張志涌.精通MATLAB R2011a.北京航空航天大學出版社,2011</p><p>

19、;　　[4] 吳大正.信號與線性系統(tǒng)分析（第4版）.高等教育出版社，2005。</p><p>　　[5] 李建新，《現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真－MATLAB通信工具箱》西安電子科技大學出版社。</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　沒想到一開學就有課程設(shè)計，做的比較慌張，可能是由于準備考研的緣吧，此次課程設(shè)計，感觸頗深

20、，因為讓我再一次的認識到了MATLA的強功能,同時時也對通信方面的信號處理等知識有了進一步的加深。</p><p>　　選擇2ask的設(shè)計，這個題目比較簡單，說實話自己對其他的題目實在沒有把握，其實2ask、2psk、2fsk 有著極其相似之處，它們是將幅值、相位、頻率作為區(qū)分不歸零碼中的0、1，調(diào)制時，如果用離散傅里葉變換先對調(diào)制信號進行分析，然后再判斷不同頻率對應(yīng)的幅值是否滿足一定條件，進而判斷出該位的數(shù)字邏

21、輯，就可以很輕松的實現(xiàn)對信號的解調(diào)。此次的實踐，還鞏固了傅里葉變換把信號從時域轉(zhuǎn)換到頻域，這樣既能在時域上分析也能在頻域上分析。對于時間離散的信號，信號是用序列表示的，相應(yīng)的有離散的傅里葉變換算法，經(jīng)過變換后的結(jié)果也是一個序列。</p><p>　　此次的實踐得到不少的教訓，許多的函數(shù)都不會，連程序都是從網(wǎng)上的例子參考而來，自己的實踐還是太少。獲得的東西也不少，比如隨機的序列和頻譜的繪制，以及簡單的matlab的

22、運算符號。 </p><p>　　MATLAB的功能還需進一步學習，同時也要加強通信方面相關(guān)知識的學習。感謝老師在實踐中的指導，多次幫我解決問題，以后還需要注重實踐！</p><p><b>　　程序代碼：</b></p><p>　　f=2; %載波頻率2Hz&l

23、t;/p><p>　　N_sample=10;</p><p>　　N=200; %碼元數(shù)</p><p>　　Ts=1; %1Band/s</p><p>　　dt=Ts/f/N_sample;

24、 %波形采樣間隔</p><p>　　t=0:dt:N*Ts-dt;</p><p>　　Lt=length(t);</p><p><b>　　T=t(end);</b></p><p><b>　　%產(chǎn)生二進制信源</b></p><p>　　d=sign(randn(

25、1,N));</p><p>　　[dd]=Fun2((d+1)/2,f*N_sample); </p><p>　　gt=ones(1,f*N_sample); %單極性NRZ波形</p><p>　　%輸入單極性NRZ信號波形</p><p>　　subplot(2,2,1);</p><p&

26、gt;　　signal=conv(dd,gt);</p><p>　　plot(t,signal(1:length(t)));</p><p>　　axis([0 10 -0.2 1.2]);</p><p>　　xlabel('t');</p><p>　　ylabel('輸入信號');</p>

27、<p>　　%輸入信號功率譜密度波形</p><p>　　subplot(2,2,2); </p><p>　　[f,signalf]=Fun1(t,signal(1:length(t)));</p><p>　　signalf(signalf==0)=10^(-8); %避免log(0) 的情況，令log(0)=10^(-8)&

28、lt;/p><p>　　plot(f,10*log10(abs(signalf).^2/T));</p><p>　　axis([-2 2 -50 10]);</p><p>　　xlabel('f'); </p><p>　　ylabel('輸入信號功率譜密度（dB/Hz）');</p><p

29、><b>　　%2ASK信號</b></p><p>　　ht=cos(2*pi*f*t); %載波信號</p><p>　　Dask=signal(1:Lt).*ht; %2ask信號</p><p>　　subplot(2,2,3);

30、</p><p>　　plot(t,Dask);</p><p>　　axis([0 10 -1.2 1.2]);</p><p>　　xlabel('t');</p><p>　　ylabel('2ask波形');</p><p>　　%2ask信號功率譜密度波形</p>

31、<p>　　[f,Daskf]=Fun1(t,Dask); </p><p>　　subplot(2,2,4);</p><p>　　plot(f,10*log10(abs(Daskf).^2/T));</p><p>　　xlabel('f');</p><p>　　ylabel('2

32、ask功率譜密度 ');</p><p>　　axis([-10 10 -100 20]);</p><p><b>　　兩個函數(shù)：</b></p><p>　　function [f,sf]=Fun1(t,st) </p><p>　　dt=t(2)-t(1); </p><p><

33、;b>　　T=t(end);</b></p><p><b>　　df=1/T;</b></p><p>　　N=length(t);</p><p>　　f=[-N/2:N/2-1]*df; </p><p>　　sf=fft(st);</p><p>　　sf=T/N*fft

34、shift(sf);</p><p>　　function [out]=Fun2(d,M)</p><p>　　N=length(d); </p><p>　　out=zeros(1,M*N);</p><p>　　for i=0:N-1;</p><p>　　out(i*M+1)=d(i+1); </p>