哈工程通信原理软件仿真实验报告

实验报告

哈尔滨工程大学教务处制

实验一基带码型仿真

（一）单、双极性归零码仿真

一、实验原理

1.1归零码

归零码，是信号电平在一个码元之内都要恢复到零的编码方式，它包括曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码两种编码方式。

1.2单、双极性归零码

对于传输数字信号来说，最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字，即数字信号由矩形脉冲组成。

A)单极性不归零码，无电压表示”0”，恒定正电压表示”1”，每个码元时间的中间点是采样时间，判决门限为半幅电平。

单极性归零码（RZ）即是以高电平和零电平分别表示二进制码1 和0，而且在发送码1 时高电平在整个码元期间T 只持续一段时间τ，其余时间返回零电平．在单极性归零码中，τ/T 称为占空比．单极性归零码的主要优点是可以直接提取同步信号，因此单极性归零码常常用作其他码型提取同步信号时的过渡码型．也就是说其他适合信道传输但不能直接提取同步信号的码型，可先变换为单极性归零码，然后再提取同步信号

B)双极性不归零码，”1”码和”0”码都有电流，”1”为正电流，”0”为负电流，正和负的幅度相等，判决门限为零电平。

双极性归零码是二进制码0 和1 分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生．这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性．双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1 比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息．可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用．因此可以经常保持正确的比特同步．即收发之间无需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式．由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛。

1.3 功率谱密度

求信号的功率谱，功率谱= 信号的频率的绝对平方/ 传输序列的持续时间，求得的

功率谱进行单位换算以dB值表示

1.4占空比(Duty Ratio)

在电信领域中有如下含义：

例如：

脉冲宽度1μs ，信号周期

4μs 的脉冲序列占空比为0.25。

在一段连续工作时间内脉冲占用的时间与总时间的比值。

二、仿真方案

2.1程序流程图

2.2参数设计

分别设置占空比为0.5、0.75、1.0 采样点数为2^k ，k 取正整数 每码元采样点数为64 码元速率为2Mb/s

3.实验程序

global dt t df N

close all

k=14;

Rt=0.5; %占空比

N=2^k; %采样点数

L=64; %每码元的采样点数

M=N/L; %码元数

Rb=2; %码速率为2Mb/s

Ts=1/Rb; %码元间隔

dt=Ts/L; %时域采样间隔

df=1/(N*dt); %频域采样间隔

T=N*dt; %截短时间

Bs=N*df/2; %系统带宽

t=linspace(-T/2,T/2,N); %时域横坐标

f=linspace(-Bs,Bs,N); %频域横坐标

EP=zeros(1,N);

for jj=1:100

a=round(rand(1,M)); %产生M个取值0，1等概的随机码s=zeros(1,N); %产生一个N个元素的零序列for ii=1:Rt*Ts/dt

s(ii+[0:M-1]*L)=a; %产生单极性归零码

end

Q=t2f(s); %傅氏变换

P=Q.*conj(Q)/T; %P为单极性归零码的功率

EP=(EP*(ii-1)+P)/ii; %累计平均

aa=30+10*log10(EP+eps); %加eps以避免除以零

end

subplot(2,2,2)

plot(f,aa,'r')

title('单极性归零码的功率谱')

xlabel('f/MHZ')

ylabel('Ps(f)/MHZ')

axis([-15,+15,-50,50])

grid

subplot(2,2,1)

plot(t,s,'g')

title('单极性归零码')

xlabel('t(ms)')

ylabel('s(t)(V)')

axis([-5,5,-0.5,1.5])

grid

for jj=1:100

a=round(rand(1,M)); %产生M个取值0，1等概的随机码

a=1-2*a;

s=zeros(1,N); %产生一个N个元素的零序列

for ii=1:Rt*Ts/dt

s(ii+[0:M-1]*L)=a; %产生双极性归零码

end

Q=t2f(s); %付氏变换

P=Q.*conj(Q)/T; %P为双极性归零码的功率

EP=(EP*(ii-1)+P)/ii; %累计平均

aa=30+10*log10(EP+eps); %加eps以避免除以零

end

subplot(2,2,4)

%set(2,'position',[10,50,750,350]) %设定窗口位置及大小plot(f,aa,'r')

title('双极性归零码的功率')

xlabel('f(MHZ)')

ylabel('Ps(f)(MHZ)')

axis([-15,+15,-50,50])

grid

subplot(2,2,3)

plot(t,s,'g')

title('双极性归零码')

xlabel('t(ms)')

ylabel('s(t)(V)')

axis([-5,5,-1.5,1.5])

grid

子程序

function X=t2f(x)

global dt df N t f T

%X=t2f(x)

%X与x长度相同,并为2的整幂。

%本函数需要一个全局变量dt(时域取样间隔)

H=fft(x);

X=[H(N/2+1:N),H(1:N/2)]*dt;

end