单极性归零波形及其Matlab仿真

单极性归零（RZ）波形及其仿真1.仿真原理及思路功率信号f(t)的平均功率：TfTTTPP(f)dflimftdt212。该信号的双边功率谱密度P(f)为：TTF(f)P(f)limT2，其中SfT()是st()截短后的傅氏变换，SfT()2是stT()的能量谱，SfTT2是stT()在截短时间内的功率谱。对于仿真系统，若x是时域取样值矢量，X是对应的傅氏变换，那么x的功率谱便为矢量P=(X.*conj(X))/T。对于采用归零（RZ）及不归零（NRZ）矩形脉冲波形的数字信号，可以用简单的方法信号矢量s。设a是码元矢量，N是总取样点数，M是总码元数，L是每个码元内的点数，那么NRZ信号可这样获得：s=zeros(1,N);forii=1:L,s(ii+[0:M-1]*L)=a;end对于，若Rt是要求的占空比，dt是仿真系统的时域采样间隔，则RZ信号的产生方法是：s=zeros(1,N);forii=1:Rt/dt,s(ii+[0:M-1]*L)=a;end首先，利用rand函数产生一个尺寸为1*M的矩阵，其元素按均匀分布随机取值于区间[0,1]，并用round函数对其四舍五入，得到一个随机产生的0,1序列；其次，利用for循环产生码元长度为L点，码元为0,1，且占空比为50%的单极性归零码，并画出其波形图；最后，计算该RZ的功率谱密度，并画出其波形。2.程序流程图3.仿真程序及运行结果仿真程序：%实验二：画出单极性归零码及其功率谱closeallclearallglobaldttdfNN=2^14;%采样点数L=64;%每码元的采样点数M=N/L;%码元数Rb=2;%码速率为2Mb/sTs=1/Rb;%码元间隔产生0,1分布的随机序列产生码元为0,1的RZ计算功率谱，并画出波形画出波形RZ波形及其功率谱密度仿真流程图dt=Ts/L;%时域采样间隔Rt=;%占空比df=1/(N*dt);%频域采样间隔T=N*dt;%截短时间Bs=N*df/2;%系统带宽t=linspace(-T/2,T/2,N);%时域横坐标f=linspace(-Bs,Bs,N);%频域横坐标EP=zeros(1,N);forjj=1:100a=round(rand(1,M));%产生M个取值0，1等概的随机码s=zeros(1,N);%产生一个N个元素的零序列forii=1:Rt*Ts/dts(ii+[0:M-1]*L)=a;%产生单极性归零码endQ=t2f(s);%付氏变换P=Q.*conj(Q)/T;%P为单极性归零码的功率EP=(EP*(jj-1)+P)/jj;%累计平均endaa=30+10*log10(EP+eps);%加eps以避免除以零figure(1)set(1,'Position',[10,350,600,200])%设定窗口位置及大小figure(2)set(2,'Position',[10,50,600,200])%设定窗口位置及大小figure(1)plot(f,aa,'g')xlabel('f(MHZ)')ylabel('Ps(f)')axis([-15,+15,*min(aa),*max(aa)])gridonfigure(2)plot(t,s,'r')xlabel('t(ms)')ylabel('s(t)(V)')axis([-10,+10,*min(s),*max(s)])gridon4.程序结果：输入取样点数=2^k,k=14，得到如下波形：5.实验结果分析由上图结果可以看单极性归零码序列的功率谱密度不仅含有离散的直流分量及连续谱,而且还包含离散的时钟分量和奇次谐波分量，功率谱主瓣宽度为码元速率2RbMb/s。根据数字PAM信号功率谱密度公式22222()()()()aaSTTmssssmmmPfGfGfTTTT得到：功率谱分为两个部分，第一部分是连续谱，形状取决于GT(f);第二部分是离散线谱，相邻线谱频率间隔为1/Ts。若序列的均值ma为零,则第二部分为零，即离散线谱消失，单极性码的均值不为零，故都存在直流分量。