恒参信道对信号传输的影响

通信原理仿真实验报告
实验名称：恒参信道对信号传输的影响姓名：
专业：
年级：
学号：
201X年X 月X日
1. 恒参信道对信号传输的影响
信道响应函数为()()|()|j f H f H f e φ-=，输入信号为()()n s n
x t a g t nT =-∑，其中
1,01,()0,s
s t T T g t else ≤<⎧==⎨
⎩
，用matlab 画出如下情况时的信道输出信号，()H f 自定义为如下
● 无失真信道，如2()j f H f e π-= ● 幅度失真信道，如sin ()j f
f H f e f
πππ-=
● 相位失真信道，如(1)
(1),2
(),2
j f j f Fs e f H f Fs e f ππ---+⎧≤⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩
一、程序代码
clear all
N=10; %码元个数 Ts=1; %持续时间
Fs=100;dt=1/Fs; %采样频率与间隔
a=randi(N,1,N*Ts/dt); %生成0到10随机均匀分布数组
x=zeros(1,N*Ts/dt); for i=1:length(x)
x(i)=a(ceil(i/Ts*dt)); %生成输入时域信号 end
ft=2048; %fft 点数 Xw=fft(x,ft); %输入信号频域 f=0:Fs/ft:Fs -Fs/ft; %频率离散 %无失真信道
Hw1=exp(-j*f*2*pi); %无失真信道频域 Yw1=Hw1.*Xw; %无失真信道输出频域信号 yt1=ifft(Yw1,ft); %无失真信道输出时域信号
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(abs(Hw1));title('无失真信道幅频特性');
axis([1 400 0 1.2]);
subplot(2,1,2);
plot(angle(Hw1));title('无失真信道相频特性');
axis([1 100 -5 5]);
figure(2);
subplot(2,1,1);plot(x);title('输入信号');
axis([1 1100 0 12]);
subplot(2,1,2);plot(abs(yt1));title('无失真信道输出信号'); axis([1 1100 0 12]);
%幅度失真信道
Hw2=(sin(f*pi)./(f*pi)).*(exp(-j*f*pi));%幅度失真信道
Yw2=Hw2.*Xw; %幅度失真信道输出频域信号
Yw2(1)=0; %零点添加定义
yt2=ifft(Yw2,ft);
figure(3);
subplot(2,1,1);
plot(abs(Hw2));title('幅度失真信道幅频特性');
axis([1 400 0 1.2]);
subplot(2,1,2);
plot(angle(Hw2));title('幅度失真信道相频特性');
axis([1 100 -5 5]);
figure(4);
subplot(2,1,1);plot(x);title('输入信号');
axis([1 1100 0 12]);
subplot(2,1,2);plot(abs(yt2));title('幅度失真信道输出信号'); axis([1 1100 0 12]);
%相位失真信道
Hw3(1:ft/2)=exp(-j*(pi*f(1:ft/2)-pi));
Hw3(ft/2+1:ft)=exp(-j*(pi*f(ft/2+1:ft)+pi));%相位失真信道Yw3=Hw3.*Xw; %相位失真信道输出信号
yt3=ifft(Yw3,ft);
figure(5);
subplot(2,1,1);
plot(abs(Hw3));title('相位失真信道幅频特性');
axis([1 400 0 1.2]);
subplot(2,1,2);
plot(angle(Hw3));title('相位失真信道相频特性');
axis([1 100 -5 5]);
figure(6);
subplot(2,1,1);plot(x);title('输入信号');
axis([1 1100 0 12]);
subplot(2,1,2);plot(abs(yt3));title('相位失真信道输出信号'); axis([1 1100 0 12]);
二、实验结果与分析
（1）无失真信道—2()j f H f
e π-=
1、无失真信道的幅频、相频响应
由图知，无失真信道2()j f
H f e
π-=是一个全通网络，增益为1，相位做周
期性变化。

由表达式知相位延时应为1s 。

2、无失真信道输入输出
分析：比较输入输出信号可知，该信道对信号的幅度没有影响，只是改变了信号的相位，根据无失真传输条件0()()o i f t Kf t t =-，此信道K=1，
01t s =,符合信道2()j f
H f e
π-=。

（2）幅度失真信道—sin ()j f
f H f e
f
πππ-=
1、幅度失真信道幅频、相频响应
由图知，幅度失真信道sin ()j f
f H f e
f
πππ-=
是一个低通网络，相位变化为0~π。

由表达式知相位延时应为0.5s 。

2、幅度失真信道输入输出
分析：比较输入输出波形，发现信号幅度失真较为严重，波形更为平滑，说明高频分量（即时域的跳变沿）被低通滤波器滤除，波形平滑也使时域相位延时不易被观察（理论延时0.5s）。

（3）相位失真信道—(1)
(1),2(),2
j f j f Fs e f H f Fs e f ππ---+⎧≤⎪⎪=⎨
⎪>⎪⎩ 1、相位失真信道的幅频、相频响应
由图知，相位失真信道是全通网络，幅度增益为1。

由表达式知其相位延时为0.5s 。

对比相位失真相频特性与幅度失真和无失真相位特性，可知相位失真相频响应有初始相位π，相位变化为~ππ-，且0~
2s F 初始相位为-π，~2
s s F
F 初始相位为π。

由表达式知，信道的有延时0.5s 。

2、相位失真信道的输入输出
对初始相位不敏感，但是存在0.5s的延时，说明信号对相位失真不敏感。