数字基带信号及其功率谱密度函数仿真实验.docx

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6.1数字基带信号及其功率谱密度函数

题目要求：

用matlab画出如下数字基带信号波形及其功率谱密度。

（1）单极性不归零（NRZ）波形，设0、1等概，gt=1,0≤t≤T0,else；

（2）单极性归零（RZ）波形，设0、1等概，gt=1,0≤t≤T0,else；

（3）若gt=sin⁡（πt/Ts）πt/Ts,输入+1/-1序列，且等概出现。

一．实验原理

数字信号可以直接采用基带传输,所谓基带就是指基本频带。

基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲。

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

我们将其划分为单极性码和双极性码，单极性码使用正的电压表示数据；而根据信号是否归零，还可以划分为归零码和非归零码，归零码码元中间的信号回归到0电平，而非归零码遇1电平翻转，零时不变。

二．单极性不归零（NRZ）波形时域及功率谱密度如图所示：

时域上看，单极性不归零码,无电压用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。

从功率谱密度函数来看，单极性不归零函数根据表达式可知，其功率谱函数值在0点含有冲击。

三．单极性归零（NZ）波形时域及功率谱密度如图所示：

时域上分析，单极性归零码，当发"1"码时，发出正电流，但持续时间短于一个码元的时间宽度，即发出一个窄脉冲；当发"0"码时，仍然不发送电流；

从功率谱密度函数来看，单极性归零函数根据表达式可知，其功率谱函数值在f=m*fs点含有冲击。

四．理想低通系统的时域图形及功率谱密度如图所示：

从时域分析，，抽样函数在抽样判决时有较大的不确定性，可以看出其不利于准确的进行抽样判决。

从功率谱密度来看，用抽样函数带宽比矩形波的带宽窄，频带利用率有所提高。

%Êý×Ö»ù´øÐźŵŦÂÊÆ×ÃܶÈ

clearall;

closeall;

Ts=1;

N_sample=15;%ÿ¸öÂëÔªµÄ³éÑùµãÊý

dt=Ts/N_sample;%³éÑùʱ¼ä¼ä¸ô

N=100;%ÂëÔªÊý

t=0:

dt:

（N*N_sample-1）*dt;

T=N*N_sample*dt;

gt1=ones（1,N_sample）;%NRZ·Ç¹éÁ㲨ÐÎ

gt2=ones（1,N_sample/2）;%RZ¹éÁ㲨ÐÎ

gt2=[gt2zeros（1,N_sample/2）];

mt3=sinc（（t-5）/Ts）;

gt3=mt3（1:

10*N_sample）;

d=（sign（randn（1,N））+1）/2;

data=sigexpand（d,N_sample）;%¶ÔÐòÁмä¸ô²åÈëN_sample-1¸ö0

st1=conv（data,gt1）;

st2=conv（data,gt2）;

d=2*d-1;%±ä³ÉË«¼«ÐÔÐòÁÐ

data=sigexpand（d,N_sample）;

st3=conv（data,gt3）;

[f,st1f]=T2F（t,[st1（1:

length（t））]）;

[f,st2f]=T2F（t,[st2（1:

length（t））]）;

[f,st3f]=T2F（t,[st3（1:

length（t））]）;

figure

（1）

subplot（321）

plot（t,[st1（1:

length（t））]）;grid

axis（[0100-1.51.5]）;

ylabel（'µ¥¼«ÐÔNRZ²¨ÐÎ'）;

subplot（322）;

plot（f,10*log10（abs（st1f）.^2/T））;grid

axis（[-1010-4010]）;

ylabel（'µ¥¼«ÐÔNRZ¹¦ÂÊÆ×ÃܶÈ（dB/Hz）'）;

subplot（323）

plot（t,[st2（1:

length（t））]）;

axis（[0100-1.51.5]）;grid

ylabel（'µ¥¼«ÐÔRZ²¨ÐÎ'）;

subplot（324）

plot（f,10*log10（abs（st2f）.^2/T））;

axis（[-1010-4010]）;grid

ylabel（'µ¥¼«ÐÔRZ¹¦ÂÊÆ×ÃܶÈ（dB/Hz）'）;

subplot（325）

plot（t-5,[st3（1:

length（t））]）;

axis（[0100-22]）;grid

ylabel（'Ë«¼«ÐÔsinc²¨ÐÎ'）;xlabel（'t/Ts'）;

subplot（326）

plot（f,10*log10（abs（st3f）.^2/T））;

axis（[-1010-4010]）;grid

ylabel（'sa²¨Ðι¦ÂÊÆ×ÃܶÈ（dB/Hz）'）;xlabel（'f*Ts'）;