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<t 0/3m(t) = -2, t 0/3≤t<2t 0/30, 其余t用常规AM 方法调制载波c(t)=cos(2πf c t)。

假设f c =250Hz ，t 0=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T 0=t 0，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2)(max =t m ，因此有 [])2cos()(85.02)(t f t m t u c π+= )500cos(05.0075.07.105.0025.085.02t t t π⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=∏∏ （2）本题求已调信号功率时不能用下面关系[]n m c u P a A P 2212+= 因为本题中m(t)不是零均值的信号。

程序如下：% Matlab demonstration script for DSB modulation.% The message signal is +1 for 0<t<t0/3,-1 for t0/3<t<2t0/3,and zero % otherwise.Clear 清除内容echo offt0=0.15;ts=0.001; 时间间隔fc=250; 载波频率snr=20; 信噪比为20DBfs=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% message signalm=[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% To specify the power of X to be 0 dBW and add noise to produce % an SNR of 10dB, 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('The message signal') 标题为'The message signal''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('The carrier') 标题为' The carrier '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('The modulated signal')标题为'The modulated signal''显示基带信号和调制信号的频谱图'pausefigure(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('spectrum of the message signal')标题为'spectrum of the message signal' subplot(2,1,2)plot(f,abs(fftshift(U)))title('spectrum of the modulated signal')xlabel('frequency')'显示噪声和已调信号加噪声的波形'pausefigure(4)subplot(2,1,1)plot(t,n(1:length(t)))xlabel('Time')title('The noise signal')subplot(2,1,2)plot(t,a(1:length(t)))xlabel('Time')title('The modulated noise signal')'显示噪声和已调信号加噪声的频谱' pausefigure(5)subplot(2,1,1)plot(f,abs(fftshift(N)))xlabel('frequency')title('spectrum of the message signal') subplot(2,1,2)plot(f,abs(fftshift(A)))title('spectrum of the modulated signal') xlabel('frequency')结果如下：signal_power =2.0484noise_power =0.20482、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clcclfb=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'); hold on;clearclcclfn1=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');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T fu T f u bb t t t t t t ≤≤=≤≤=0),2cos()(0),2cos()(2211ππ ，这里Tfb10001=和Tffb112+=。

信道给予每个传输信号的相移为450=φ，这样在无噪声下接收信号是2,1),42cos()(=+=i t t r fiππ，T b t ≤≤0。

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)(u 1t 表示二进制符号“0”，)(u 2t 表示二进制符号“1”）。

2图1：相关形式的最佳接收机程序如下;clear all ; clf; Tb=1; f1=1000/Tb; f2=f1+1/Tb; p=pi/4;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)];% assume the transmit signal is "10", ie.u2 u1 and u2a=[cos(2*pi*f2*t+p) cos(2*pi*f2*t+p)]; % a is the received signalb=a.*s1;c=a.*s2;for j=1:2for i=1:n;d((j-1)*n+i)=sum(b((j-1)*n+1:(j-1)*n+i));end;end;%求积分for j=1:2for i=1:n;e((j-1)*n+i)=sum(c((j-1)*n+1:(j-1)*n+i));end;end;for j=1:2;if d(j*n)>e(j*n);f((j-1)*n+1:j*n)=zeros(1,n);%输出0 elsef((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('figure a');hold onpausefigure(2)subplot(2,1,1);plot(T,b);ylabel('幅度');title('figure b');subplot(2,1,2) plot(T,c); ylabel('幅度'); xlabel('时间'); ylabel('幅度'); title('figure c'); hold on pausefigure(3) subplot(3,1,1); plot(T,d); ylabel('幅度'); title('figure d'); subplot(3,1,2); plot(T,e); ylabel('幅度'); title('figure e'); hold on pausefigure(4) subplot(4,1,1); plot(T,f);xlabel('时间'); ylabel('幅度'); title('figure f');。