通信系统仿真实验

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1、实验一带通信号和低通等效信号实验目的：对带通信号及其低通等效信号进行分析和仿真。实验内容：1、参考教材P24面例子，考虑如下带通信号，编写仿真程序实现，得出仿真结果。（1）画出该信号和它的幅度谱；（2）求出该信号的解析信号，并画出它的幅度谱；（3）求出并画出该信号的包络；（4）分别假设和，求该信号的低通等效，并画出它的幅度谱。2、设带通信号为：通过Matlab编程仿真实现：（1）画出该信号和他的谱函数（包括幅度和相位）（2）确定并画出解析信号的谱函数（包括幅度和相位）（3）画出该信号的包络。（步骤一，二中，设采样间隔为ts=0.002s）。实验二滤波器的设计和仿真实现实验目的：各种滤波器的

2、设计与仿真实现。实验内容：1、试设计一个模拟低通滤波器，fp=3500Hz，fs=4500Hz，αp=3dB，αs=25dB。分别用巴特沃斯和椭圆滤波器原型，求出其3dB截止频率和滤波器阶数，传递函数，并作出幅频、相频特性曲线。2、试设计一个巴特沃斯型数字低通滤波器，设采样率为8000Hz，fp=2100Hz，fs=2500Hz，αp=3dB，αs=25dB。并作出幅频、相频特性曲线。3、试设计一个切比雪夫1型高通数字滤波器，采样率为8000Hz，fp=1000Hz，fs=700Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。4、试设计一个椭圆型带通数字滤波器。设采样率为10

3、000Hz，fp=[1000,1500]Hz，fs=[600,1900]Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。5、试设计一个椭圆型带通数字滤波器。设采样率为10000Hz，fp=[1000,1500]Hz，fs=[600,1900]Hz，αp=3dB，αs=20dB。并作出幅频、相频特性曲线。6、在采样率为8000Hz下设计一个在500Hz，1000Hz，1500Hz，2000Hz，...，n*500Hz的地方开槽陷波。陷波带宽(-3dB处)为60Hz。试设计该滤波器。7、用Matlab设计具有下列指标的线性相位FIR带通滤波器：阻带截止频率为0.45π和0.8π，

4、通带截止频率为0.55π和0.7π，最大通带衰减为0.15dB，最小阻带衰减为40dB。分别用下面的窗函数来设计滤波器：海明窗、汉宁窗、布莱克曼窗和凯泽窗。对于每种情况，显示其冲激响应系数并画出设计的滤波器增益响应。分析设计结果。实验三多抽样率系统仿真实验目的：多抽样率系统的仿真与实现。实验内容：1、对一个数字角频率为0.12π的正弦信号以I=4进行补零内插。采用一个截止频率为π/4的20阶巴特沃思低通滤波器对补零后的信号进行滤波。2、样本转换的多级实现：抽样频率为90kHz的离散时间信号，信号期望信息在0-450Hz的频带内，并且从450-500Hz的频带是过渡带，以因子90对信号进行抽

5、取，所要求的容限为通带波纹0.002，阻带波纹0.001。（1）用单级抽取实现（2）考虑用2级抽取来实现，第一级抽取因子为30，第二级抽取因子为3（3）考虑用3级抽取来实现，第一级抽取因子为9；第二级抽取因子为5；第三级抽取因子为2。3、将模拟频率为1kHz,抽样率为48kHz的正弦信号进行147/160速率转换，使抽样率变为44.1kHz。实验四随机过程的计算机仿真实验目的：仿真实现各种随机分布的随机数发生器实验内容：1、均匀分布随机数的产生用线性同余法，编写Matlab程序，产生均匀分布的随机数。初始种子x(0)自己选择。2、用反函数法，将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机

6、变量。编写Matlab程序，产生指数分布的随机数。计算并比较理论pdf和从直方图得到的pdf。指数分布随机变量pdf定义为：，为单位阶跃函数。3、用Matlab编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心χ2分布的随机数，并画出相应的pdf。4、设输入的随机变量序列X(n)为N=1000独立同分布高斯分布的离散时间序列，均值为0，方差为1，采样间隔0.01s。通过某线性时不变滤波器，输出随机变量序列Y(n)的功率谱密度为：（1）设计该滤波器（2）产生随机变量序列Y(n)。实验五蒙特卡罗仿真实验目的：研究蒙特卡罗方法在通信系统仿真中的应用。实验内容：1、用

7、蒙特卡罗仿真研究一个简单通信系统的误比特率。该通信系统满足一下条件：（1）、信源输出的数据符号相互独立，并且等概率；（2）、发射机中调制器采用BPSK；（3）、信道是加性高斯白噪声信道。编写Matlab程序，对该通信系统的误比特率（BER）的蒙特卡罗估计器和理论值进行比较。