通信系统仿真上机实验指导书

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if abs(x)>=2048

out(2:8)=[1 1 1 1 1 1 1]; else

tmp=floor((abs(x)-st)/step);

t=dec2bin(tmp,4)-48; %函数dec2bin输出的是ASICC字符串,48对应0 out(5:8)=t(1:4); end

out=reshape(out,1,8) 程序运行结果为 out =

1 1 1 1 0 0 1 1

三、设计内容

1.原始信号为m(t)?sin200?t?2cos100?t,现分别用3种频率对其进行抽样,

fs1=100Hz,fs2=200Hz,fs3=300Hz,绘出原始信号和抽样后信号的波形及其频谱。

2.利用MATLAB中的Simulink模块进行抽样与恢复过程的仿真,当输入信号为一频率为10Hz的正弦波时,观察对于同一输入信号有不同输入频率时,已抽样信号及恢复信号的不同形态。

提示:仿真中用到的主要模块有“Sine Wave”模块、“Pulse Generator”模块、“Analog Filter Design”模块和“Gain”模块。

3.对一个正弦信号m(t)?sint进行均匀量化,在图上同时显示出原始信号和量化后信号,当增大量化级时,观察量化级与量化误差之间的关系。

4.量化间隔端点的向量partition取值为0、1、3,每个区间的取值为-1、0.5、2、3,输入量化的离散信号为[-2.5,-1,-0.4,0,0.3,1,1.3,1.9,2,2.6,3,3.5,4.5],先按照规则进行计算,再用MATLAB中的quantiz函数进行验证,最后再用“Scalar Quantizer”模块构造一个量化模型,观察量化前后取值变化。

5.输入向量in为1~10,输入信号的峰值为10,进行?=255的?律压缩与扩张,输出压缩后的向量和扩张后的向量。

6.画出A律13折线近似的压缩特性曲线和A=87.6时的压缩特性曲线,并将二者进行比较。

7.设输入信号抽样值为-350个量化单位,按照A律13折线特性编成8位码。

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设计三 数字基带传输系统

一、设计目的

1.利用MATLAB画出数字基带信号的波形图。 2.利用MATLAB画眼图。

3.利用MATLAB分析无码间干扰基带系统的抗噪性能。 4.掌握无码间干扰系统的频谱特性。

二、设计原理

1.数字基带信号

数字基带信号就是消息代码的电波形,它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。数字基带信号的波形和码型很多,最常用的由矩形脉冲组成的基带信号有:单极性归零及不归零波形,双极性归零及不归零波形,差分波形和多电平波形等。

【例3-1】用单极性归零码来表示信息序列100110000101,画出波形示意图。 解 MATLAB源程序如下: t=[1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1]; srz(t);

%--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- function y=srz(x)

% 本函数实现将输入的一段二进制代码变为相应的单极性归零码输出 % 输入x为二进制码,输出y为编好的码 grid=300;

t=0:1/grid:length(x); % 定义对应的时间序列 for i=1:length(x) % 进行码型变换 if(x(i)==1) % 如果输入信息为1 for j=1:grid/2

y(grid/2*(2*i-2)+j)=1; % 定义前半时间值为1 y(grid/2*(2*i-1)+j)=0; % 定义后半时间值为0 end else

for j=1:grid/2 % 反之,输入信息为0 y((i-1)*grid+j)=0; % 定义所有时间值为0 end

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end end

y=[y,x(i)]; % 给序列y加上最后一位 M=max(y); m=min(y); plot(t,y);

axis([0,i,m-0.1,M+0.1]); 程序运行结果如图3.1所示。

10.80.60.40.20024681012

图3.1 单极性归零信号波形

2.无码间干扰系统

满足无码间干扰时、频域条件的基带系统有3类,分别是理想LPF系统、滚降系统和部分响应系统。前两个系统的理论基础是奈奎斯特第一准则,第三个系统的理论基础是奈奎斯特第二准则。理想LPF系统可达到理论最大频带利用率,但是难以实现,且对位定时精度要求高。滚降系统可实现,且对位定时精度要求降低,但频带利用率降低。部分响应系统兼具了前两个系统的优点,即频带利用率高和低位定时精度,但其可靠性降低。

3.基带信号的眼图

眼图是指利用实验的方法估计和改善基带系统性能时,在示波器上所观察到的像人的眼睛一样的图形。

① MATLAB函数

在MATLAB中,eyediagram函数用来绘制眼图,其调用格式如下: eyediagram(x,n,period,offset,plotstring)

其中x是信号;n是每个轨迹包括的采样点数;period是指水平轴的坐标范围,即[-period/2,period/2];offset是偏置因子,信号的第(offset+1)个采样点之后每n个值为一周期,且该周期为period的整数倍,offset必须是非负整数,其范围是[0,n-1];plotstring是绘制眼图时采用的符号、线形和颜色,其格式与plot函数相同,如不设置,采用系统缺省值。

【例3-2】产生一个二进制随机方波信号,绘出通过升余弦滤波器后,方波的高频分量被滤掉后的眼图。

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解 源程序如下:

x=randint(3000,1,2); % 产生长度为3000的二进制随机序列 y=[0;rcosflt(x,1,10)]; % x通过一个升余弦滤波器得到y t=1:length(y); % 定义时间序列 figure(1)

plot(t,y); % 绘出y的时域波形 axis([1,300,-0.5,1.5]) grid on

eyediagram(y,20,4); % 绘出y的眼图 程序运行结果如图3.2所示。

Eye Diagram 1.5

1.511Amplitude501001502002503000.50.5

00-0.5-0.5

-2-1.5-1-0.50Time0.511.52(a) 时域波形图 (b) 眼图

图3.2 通过升余弦滤波后的二进制数据流图形

② Simulink模块

在Simulink模块库中,显示眼图的模块为“Discrete-Time Eye Diagram Scope”,图形及参数设置界面如图3.3所示。

图3.3 眼图模块及其参数设置

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