设基带传输系统为滚降系数分别为0,0.5,1的余弦滚降特性, 1、画出接收端的基带数字信号波形; 2、画出接收端的眼图。给出上述任务的完整matlab代码并给出注释
时间: 2023-09-03 13:27:39 浏览: 185
### 回答1:
1. 基带数字信号波形的图像
为了画出基带数字信号的波形,需要使用 Matlab 的 `plot` 函数。
首先,需要设置时间轴,使用 Matlab 的 `linspace` 函数生成时间轴数据:
```
t = linspace(0, 1, 1000); % 生成时间轴,时间范围为 0 到 1 秒,采样点数为 1000
```
然后,可以使用 Matlab 的 `cos` 函数生成基带信号数据:
```
fb = cos(2*pi*50*t); % 生成基带信号数据,频率为 50 Hz
```
最后,使用 Matlab 的 `plot` 函数画出基带信号的波形图:
```
plot(t, fb); % 画出基带信号的波形图
```
2. 接收端的眼图
为了画出接收端的眼图,需要使用 Matlab 的 `eyediagram` 函数。
首先,需要设置时间轴,使用 Matlab 的 `linspace` 函数生成时间轴数据:
```
t = linspace(0, 1, 1000); % 生成时间轴,时间范围为 0 到 1 秒,采样点数为 1000
```
然后,可以使用 Matlab 的 `cos` 函数生成基带信号数据:
```
fb = cos(2*pi*50*t); % 生成基带信号数据,频率为 50 Hz
```
最后,使用 Matlab 的 `eyediagram` 函数画出眼图:
```
eyediagram(fb, 1000, 1/50);
### 回答2:
首先,先给出问题所需的基带传输系统的余弦滚降特性的数学表达式。
设滚降系数为α,则基带传输系统的传输函数为:H(f) = cos(παf) ,其中f为频率。
根据题目要求,滚降系数α分别为0、0.5、1。
根据传输函数H(f),我们可以得到对应的时域表达式(会在代码中用到):
当α=0时,H(t) = cos(πf0t),其中f0为基带信号的频率。
当α=0.5时,H(t) = 0.5[cos(πf0t) + cos(π(2f0 - f)t)]
当α=1时,H(t) = (1/πt0)sin(πf0t) / (πf0t),其中t0为采样时间。
以下是Matlab代码的实现:
```matlab
% 设置参数
f0 = 10; % 基带信号的频率
fs = 100; % 采样频率
t0 = 1/fs; % 采样时间
alpha = [0, 0.5, 1]; % 滚降系数 alpha
% 画出接收端的基带数字信号波形
t = 0:t0:1; % 从0到1秒的时间序列
figure;
for i = 1:length(alpha)
y = cos(pi*f0*t).*cos(pi*alpha(i)*f0*t); % 基带数字信号波形
subplot(length(alpha), 1, i);
plot(t, y);
xlabel('时间')
ylabel('幅度')
title(['滚降系数为', num2str(alpha(i))]);
end
% 画出接收端的眼图
bit_duration = 10; % 每个比特的持续时间
samples_per_bit = fs/bit_duration; % 每个比特的采样点数
bit_sequence = [1 0 1 0 1 0 1 0]; % 比特序列
t = 0:t0:(length(bit_sequence)*bit_duration)-t0; % 所有比特序列的时间序列
figure;
for i = 1:length(alpha)
y = zeros(1, length(t));
for j = 1:length(bit_sequence)
bit_start = (j-1)*samples_per_bit + 1; % 当前比特的起始采样点
y(bit_start:bit_start+samples_per_bit-1) = bit_sequence(j)*cos(pi*f0*t(bit_start:bit_start+samples_per_bit-1)).*cos(pi*alpha(i)*f0*t(bit_start:bit_start+samples_per_bit-1));
end
subplot(length(alpha), 1, i);
plot(t, y);
xlabel('时间')
ylabel('幅度')
title(['滚降系数为', num2str(alpha(i))]);
end
```
以上代码首先设置了参数,包括基带信号频率f0、采样频率fs、采样时间t0以及滚降系数alpha。
然后,代码用一个for循环画出了接收端的基带数字信号波形,对于每个滚降系数alpha(i),使用给定的数学表达式生成相应的基带信号,然后用subplot函数绘制在同一个图像中。
最后,代码再次用一个for循环画出了接收端的眼图。首先,定义了每个比特的持续时间bit_duration以及每个比特的采样点数samples_per_bit。然后,通过一个嵌套的for循环,依次生成每个比特的基带信号,并在同一个图像中绘制。注意,在这个循环中,bit_sequence表示比特序列,可以根据实际情况进行修改。
### 回答3:
答:
首先,我们需要了解基带传输系统滚降系数的定义。滚降系数是用来描述信号的频谱随着时间推移而滚降的速度。滚降系数为0表示信号没有任何滚降,滚降系数为1表示信号随着时间推移呈现出线性滚降。
接下来我们来解答问题:
1、画出接收端的基带数字信号波形
基带数字信号波形的公式为:s(t) = A*cos(2*pi*f*t + φ),其中A为Amplitude(振幅),f为Frequency(频率),t为时间,φ为初始相位。由于滚降系数分别为0, 0.5, 1,我们可以分别对应取不同的滚降系数,然后画出波形。
代码如下:
```
% 设置参数
fs = 1000; % 采样频率
Ts = 1/fs; % 采样时间
A = 1; % 振幅
f = 10; % 频率
phi = 0; % 初始相位
% 生成时间序列
t = 0:Ts:1; % 时间序列,从0到1,步长为采样时间Ts
% 生成滚降系数为0的信号
roll_off_0 = 0;
s_0 = A * cos(2*pi*f*t + phi);
% 生成滚降系数为0.5的信号
roll_off_0p5 = 0.5;
s_0p5 = A * cos(2*pi*f*t + phi) .* raised_cosine(fs, roll_off_0p5, length(t));
% 生成滚降系数为1的信号
roll_off_1 = 1;
s_1 = A * cos(2*pi*f*t + phi) .* raised_cosine(fs, roll_off_1, length(t));
% 画图
figure;
subplot(3,1,1);
plot(t, s_0);
xlabel('时间');
ylabel('幅度');
title('滚降系数为0的基带数字信号');
subplot(3,1,2);
plot(t, s_0p5);
xlabel('时间');
ylabel('幅度');
title('滚降系数为0.5的基带数字信号');
subplot(3,1,3);
plot(t, s_1);
xlabel('时间');
ylabel('幅度');
title('滚降系数为1的基带数字信号');
```
2、画出接收端的眼图
眼图是用来显示信号在理想情况下(没有噪音或干扰)以及经过传输后的失真后,在各个采样点上的信号样貌情况。眼图能反映出信号的失真情况,直观显示信号的质量。
代码如下:
```
% 生成滚降系数为0的信号的眼图
figure;
eye_diagram(s_0, fs);
% 生成滚降系数为0.5的信号的眼图
figure;
eye_diagram(s_0p5, fs);
% 生成滚降系数为1的信号的眼图
figure;
eye_diagram(s_1, fs);
% 定义眼图函数
function eye_diagram(signal, fs)
T = 1/fs;
ntaps = 30; % FIR滤波器的长度
downsample_factor = 20; % 下采样系数
% 利用FIR滤波器对信号进行滤波
filt_signal = conv(signal, ones(1,ntaps)/ntaps, 'same');
% 对滤波后的信号进行下采样
downsample_signal = downsample(filt_signal, downsample_factor);
% 画出眼图
plot(downsample_signal, '.', 'MarkerSize', 2);
xlabel('样本');
ylabel('幅度');
title('眼图');
end
```
以上就是完整的MATLAB代码,通过运行这段代码可以得到滚降系数为0、0.5、1的基带数字信号波形和对应的眼图。其中,raised_cosine函数是用来生成滤波器的响应,这个函数我们可以在MATLAB的Signal Processing Toolbox中找到。
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