标准实验报告

电子科技大学电子工程学院标准实验报告（实验）课程名称：信息对抗实验电子科技大学教务处制表实验报告（一）学生姓名：王超楠学号：2013020904011指导教师：廖红舒/张花国实验地点：科研二号楼B453实验时间：周二晚一、实验室名称：信息对抗系统专业实验室二、实验项目名称：典型数字通信调制信号生成实验三、实验学时：4学时四、实验原理：MATLAB软件具有编程实现简单、使用方便等优点，是目前应用广泛的计算机仿真软件，并且提供各种常用数字通信信号源生成函数的使用帮助文件。因此让学生通过实际上机实验，熟悉MATLAB计算机仿真软件，可实现各种通信信号产生及分析仿真，从而加深对常规数字、模拟通信信号的理解。五、实验目的：利用MATLAB软件编程实现各种常用数字通信信号源的产生。让学生通过实际上机实验，熟悉MATLAB计算机仿真软件，并加深对通信信号的理解。六、实验内容：（1）产生比特率为200bits/s，载频为200Hz的复BPSK信号，采样频率为2000Hz，时间长度为2s，成形滤波器用根升余弦滤波器实现，滤波器阶数为60，滚降因子为0.3。要求画出BPSK信号的时域波形与频谱图，并分别画出滤波前、滤波后、调制载频后的星座图，思考它们具有差异的原因。（2）产生符号率为100symbol/s，载频为200Hz的复QPSK信号，采样频率为2000Hz，时间长度为2s，成形滤波器用根升余弦滤波器实现，滤波器阶数为60，滚降因子为0.3。要求画出QPSK信号的时域波形与频谱图，并分别画出滤波前、滤波后、调制载频后的星座图，思考它们具有差异的原因。（3）产生比特率为200bits/s，调制指数为0.6，载频为400Hz的复2FSK信号，采样频率为1200Hz，时间长度为2s。成形滤波器用根升余弦滤波器实现，滤波器阶数为60，滚降因子为0.3。要求画出信号源的时域波形与频谱图，并分别画出滤波前、滤波后、调制载频后的星座图。改变调制指数大小，观察频谱变化情况。产生比特率为200bits/s，载频为300Hz的2ASK信号，采样频率为2000Hz，时间长度为2s，成形滤波器用根升余弦滤波器实现，滤波器阶数为60，滚降因子为0.3。要求画出2ASK信号的时域波形与频谱图，并分别画出滤波前、滤波后、调制载频后的星座图，思考它们具有差异的原因。七、实验器材（设备、元器件）：计算机、Matlab仿真软件八、实验步骤：1学习MATLAB软件的使用并学习其通信信号帮助工具箱；2利用MATLAB语言编写各种数字信号源，并画图分析各种信号的时域和频域等特性。实验Matlab程序：九、实验数据及结果分析根据上述实验程序得到的实验数据及结果如下：2．数字信号源（1）BPSK信号时域和频域图：根升余弦滤波器波形图：成型滤波前星座图：成型滤波后星座图：调制载波后的星座图：程序：clearall;closeall;fc=200;%载波频率fs=2000;%采样频率fb=200;%Tb比特周期fd=200;%符号速度T=2;%时间长2SM=2;%二元%%产生产生0，1序列或符号序列m=randi([0,1],1,fs);%%相位映射为复基带信号a=pskmod(m,M);%%基带消息t=0:length(a)-1;x=cos(2*pi*fc*t+angle(a));%生成BPSK%%根升余弦成型滤波器NT=60;r=0.3;rate=fs/fb;%过采样率=fs/码速率delay=NT/(2*rate);xBPSK=rcosflt(x,fd,fs,'sqrt',r,delay);%波形成型h=rcosfir(r,NT/20,rate,fs,'sqrt');%%画图figure(1)subplot(211)plot(xBPSK);axis([02000-11]);gridon;title('BPSK时域波形图');subplot(212)plot(fftshift(abs(fft(xBPSK.^2))));gridon;title('BPSK频域波形图');figure(2)stem(h,'fill');title('根升余弦成型滤波器时域波形');gridonfigure(3)scatterplot(x);title('成型滤波前星座图');figure(4)scatterplot(conv(h,x));title('成型滤波后星座图');figure(5)scatterplot(xBPSK);title('调制载波后星座图');（2）QPSK信号时域和频域图：成型滤波前的星座图：成型滤波后的星座图：调制载波后的星座图：程序：%%QPSK信号的产生clearall;closeall;fc=200;%载波频率fs=2000;%采样频率fb=100;%Tb比特周期fd=200;%符号速度T=2;%时间长2SM=4;%四元N=T*fs;r=fs/fd;filtorder=60;%滤波器阶数为60a=0.3;%滚降因子为0.3delay=filtorder/(r*2);%%根升余弦滤波器h=rcosfir(a,delay,r,1,'sqrt');h=sqrt(r)*h/norm(h);s=randsrc(N,1,[0:M-1]);%随机产生4000个0-3之间的随机数p=pskmod(s,M);%相位映射和为基带信号x_base=zeros(r,N);x_base(1,:)=p.';x_base=x_base(:);%基带信号生成ss=conv(h.',x_base);%滤波成型X_QPSK=x_base.*exp(j*(2*pi*fc/fs*[0:length(x_base)-1].'+rand*2*pi));%加调制载频的QPSK信号figure(1)subplot(211)plot(real(X_QPSK));axis([0500-11]);title('QPSK时域波形图');gridon;subplot(212)plot(fftshift(abs(fft(X_QPSK))));title('QPSK频域波形图');gridon;figure(2)scatterplot(x_base);title('成型滤波前的星座图');figure(3)scatterplot(ss);title('成型滤波后的星座图');figure(4)scatterplot(X_QPSK);title('调制载波后的星座图');（3）FSK信号时域和频域图：成型滤波前的星座图：成型滤波后的星座图：调制载波后的星座图：程序：clearall;closeall;%%因为调频指数为0.6中心频率为400Hz，可以计算出f1f2;fc=(f1+f2)/2h=(f2-f1)/fbfc=400;%载波频率fs=1200;%采样频率fb=200;%Tb比特周期fd=200;f2=460;f1=340;T=2;%%生成anbn随机序列a=randi([0,1],1,T*fs);%产生二进制码元N=length(a);b=zeros(1,N);fori=1:Nb(i)=1-a(i);end%%根升余弦成型滤波器NT=60;r=0.3;rate=fs/fb;%过采样率=fs/码速率delay=NT/(2*rate);t=0:1/fs:T-1/fs;c=a.*cos(2*pi*f1*t)+b.*cos(2*pi*f2*t);fsk=rcosflt(c,fd,fs,'sqrt',r,delay);%波形成型figure(1)subplot(211)plot(fsk);axis([02000-11]);gridon;title('FSK时域波形');subplot(212)plot(fftshift(abs(fft(fsk))));gridon;title('FSK的频域波形');figure(2)scatterplot(a);title('成型滤波前的星座图');figure(3)scatterplot(fsk);title('成型滤波后的星座图');figure(4)scatterplot(c);title('调制载波后的星座图');（4）ASK信号时域和频域图：成型滤波前的星座图：成型滤波后的星座图：调制载波后的星座图：程序：clearall;closeall;fc=300;%载波频率fs=2000;%采样频率fb=200;%Tb比特周期符号速度fd=1/2*fbfd=200;T=2;a=randi([0,1],1,T*fs);%产生二进制码元%%根升余弦成型滤波器NT=60;r=0.3;rate=fs/fb;%过采样率=fs/码速率delay=NT/(2*rate);t=0:1/fs:T-1/fs;x=cos(2*pi*fc*t).*a;ask=rcosflt(x,fd,fs,'sqrt',r,delay);%波形成型figure(1)subplot(211)plot(ask);axis([01000-11]);gridon;title('ASK时域波形');subplot(212)plot(fftshift(abs(fft(ask))));gridon;title('ASK的频域波形');figure(2)scatterplot(a);title('成型滤波前的星座图');figure(3)scatterplot(x);title('成型滤波后的星座图');figure(4)scatterplot(ask);title('调制载波后的星座图');十、实验结论通过对数字信号的理论推导，可以通过编程产生数字ASK、FSK、PSK等数字信号，可以更方便研究其特征。十一、总结及心得体会利用MATLAB软件编程实现各种常用数字通信信号源的产生。通过实际上机实验，熟悉MATLAB计算机仿真软件，不仅锻炼了编程能力，更加深了数字信号宏观的理解，便于知识的学习。十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：无报告评分：指导教师签字：