噪声产生器MATLAB实现及性能分析——噪声带宽为1.7MHz.doc

课程设计任务书 通信工程 专业 课程名称 通信原理课程设计 时间 20～20学年第一学期1～周 学生姓名 指导老师 题 目 噪声产生器的MATLAB实现及性能分析——噪声带宽为1MHz 主要内容： 本课程设计的目的主要是仿真器。m序列送入一，，与同组同学比较的。 要求： （1）本设计开发平台为MATLAB中的Simulink。 （2）模型设计应该符合工程实际，模块参数设置必须与原理相符合。 （3）处理结果和分析结论应该一致，而且应符合理论。 （4）独立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。 应当提交的文件： （1）课程设计学年论文。 （2）课程设计附件（主要是模型文件和源程序）。  噪声产生器的MATLAB实现及性能分析 ——噪声带宽为1.7MHz 学生姓名：袁清欣 指导老师：曹敦 摘 要 本课程设计的目的主要是仿真器。MATLAB中的Simulink产生m序列送入一，关键词；高斯白噪；MATLAB/Simulink对于一个n级反馈移位寄来说，最多可以有个状态，对于一个线性反馈移位寄存器来说，全“0”状态不会转入其他状态，所以线性移位寄存器的序列的最长周期为 。当n级线性移位寄存器产生的序列{ai}的周期为时，称{ai}为n级m序列。 图 2-1 线性反馈移位寄存器 由于带有反馈，因此在移位脉冲作用下，移位寄存器各级的状态将不断变化，通常移位寄存器的最后一级做输出，输出序列为。当移位寄存器的级数及时钟一定时，输出序列就由移位寄存器的初始状态及反馈逻辑完全确定。[1] 线性反馈移位寄存器的特征多项式是用多项式来描述线性反馈移位寄存器的反馈连接状态：。 若一个n次多项式满足下列条件 (1)为既约多项式(即不能分解因式的多项式)； (2) 可整除, ; (3)除不尽（）, 。 则称为本原多项式。 2.3 m序列模拟产生高斯白噪声. 如果我们对一个正态分布白噪声取样，若取样值为正记为+1，取样值为负记为-1，将每次取样所得极性排成序列，可以写成…+1,-1,+1,+1,+1,-1,-1,+1,-1,…这是一个随机序列，它具有如下基本性质：[2] (1) 序列中+1 和-1 出现的概率相等； (2) 序列中长度为 1 的游程约占 1/2， 长度为 2 的游程约占 1/4，长度为 3 的游程约占 1/8, … 一般地， 长度为k的游程约占，而且+1, -1 游程的数目各占一半； (3) 由于白噪声的功率谱为常数，因此其自相关函数为一冲激函数δ(τ)。 而m序列的均衡性、游程分布和自相关特性与上述随机序列的基本性质极相似，具有伪噪声特性，因此可以用来模拟高斯白噪声。 3 系统设计 3.1模型建立及主要模块参数 设m序列的码元宽度为T，则大约在0至Hz的频率范围内，可以认为它具有均匀的功率谱密度。所以，可以用m序列的这一部分频谱作为噪声产生器的噪声输出。虽然这种输出是伪噪声，但是对于多次进行某一测量，都有较好的可重复性。此系统可划分为三个模块：4级m序列发生器模块、2ASK调制模块、功率谱密度分析模块。整个系统模型及连线如下图3-1所示。[3] 图3-1 系统模型文件图 由于当初始状态为全0时，移位寄存器输出全 0 序列。为了避免这种情况，不能设置全 0 的初始状态。本课程设计中取反馈移位寄存器级数n=4，将初始值设为1111，则其周期为=15，其特征多项式是 4 次本原多项式，能整除。先将分解因式，使各因式为既约多项式，再寻找f(x)。由 可知抽头应在i=0,1,4处或i=0,3,4处，本设计中采用前者。m序列产生器及其m序列如图3-2所示。则此m序列产生器产生的m序列为：111101011001000。 图3-2 m序列产生器 单位延迟器（Unit Delay）的取样时间T应满足：Mhz，计算得T=2.6470588e-7s，其参数设置如下图3-3所示。 图3-3单位延迟器的参数设置 本课程设计使用2ASK调制方法将m序列搬移到17Mhz频率上。具体方法是用一个频率为17Mhz的高频正弦信号与该m序列相乘，再通过一个带宽为1.7Mhz的带通滤波器。本设置中频率以（rad/sec）为单位，乘以2pi。该正弦信号发生器（Sine Wave）的参数设置如图3-4所示。 图3-4 正弦信号发生器的参数设置 乘法器(Product)的采样时间为-1，即与前面保持一致。输出的数据类型要改为double型，如图3-5所示。 图3-5 乘法器参数设置 带通滤波器(Analog Filter Design)的频率应