通信原理實驗內(nèi)容

1、通信原理MATLAB仿真實驗實驗一 模擬調(diào)制的仿真實驗 一、 實驗目的熟悉MATLAB軟件的使用，并學會用MATLAB來產(chǎn)生信號并實現(xiàn)信號模擬調(diào)制的可視化。 二、 實驗原理1、 理論原理AM調(diào)制就是由調(diào)制信號去控制高頻載波的幅度，使之隨調(diào)制信號作線性變化的過程。在波形上，幅度已調(diào)信號的幅度隨基帶信號的規(guī)律而呈正比地變化；在頻譜結構上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜在頻域內(nèi)的簡單搬移（精確到常數(shù)因子）。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制。 解調(diào)方法利用相干解調(diào)。解調(diào)就是實現(xiàn)頻譜搬移，通過相乘器與載波相乘來實現(xiàn)。相干解調(diào)時，接收端必須提供一個與接受的已調(diào)載波嚴格同步的本地載波，它與

2、接受的已調(diào)信號相乘后，經(jīng)低通濾波器取出低頻分量，得到原始的基帶調(diào)制信號。 通過信號的功率譜密度的公式，得到功率譜密度。即：在AM信號中，載波分量并不攜帶信息，信息完全由邊帶傳送。如果將載波抑制，只需在將直流去掉，即可輸出抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊帶信號（DSB）。 DSB調(diào)制器模型如圖1所示。圖1 DSB調(diào)制器模型 其中，設正弦載波為式中，為載波幅度；為載波角頻率；為初始相位（假定為0）。調(diào)制過程是一個頻譜搬移的過程，它是將低頻信號的頻譜搬移到載頻位置。而解調(diào)是將位于載頻的信號頻譜再搬回來，并且不失真地恢復出原始基帶信號。雙邊帶解調(diào)通常采用相干解調(diào)的方式，它使用一個同步解調(diào)器，即由

3、相乘器和低通濾波器組成。在解調(diào)過程中，輸入信號和噪聲可以分別單獨解調(diào)。相干解調(diào)的原理框圖如圖2所示：圖2 相干解調(diào)器的數(shù)學模型信號傳輸信道為高斯白噪聲信道，其功率為。即 三、 實驗內(nèi)容 1、 用Matlab產(chǎn)生一個頻率為2Hz、功率為10的余弦信源，設載波頻率為10Hz，試畫出（1）DSB調(diào)制信號；（2）該調(diào)制信號的功率譜密度；（3）相干解調(diào)后的信號波形。圖形顯示。2、 用Matlab產(chǎn)生一個頻率為2Hz、功率為10的余弦信源，設載波頻率為10Hz，A=5，試畫出（1）AM調(diào)制信號；（2）該調(diào)制信號的功率譜密度；（3）相干解調(diào)后的信號波形。圖形顯示。四、 實驗結果AM調(diào)制：DSB調(diào)制：五、實驗

4、總結 通過本次實驗，我理解了AM和DSB調(diào)制的原理，及用MATLAB仿真的方法。實驗二 基帶信號眼圖的仿真實驗 一、 實驗目的熟悉MATLAB軟件的使用，并學會用MATLAB來產(chǎn)生信號并實現(xiàn)基帶信號眼圖的可視化。 二、 實驗原理1、 理論原理2、 重要函數(shù)說明三、 實驗內(nèi)容（第2、3題選一題）1、 畫出單極性碼型或雙極性碼的眼圖。2、 設基帶傳輸系統(tǒng)響應是a=0.5的升余弦滾降系統(tǒng)，畫出在接收端的基帶數(shù)字信號波形及其眼圖。3、 設二進制數(shù)字基帶信號，設加性高斯白噪聲的雙邊功率譜密度為，畫出眼圖。（1） 經(jīng)過理想低通后的眼圖（2） 經(jīng)過理想低通后的眼圖四、 實驗結果實驗三 數(shù)字頻帶信號調(diào)制的仿真

5、實驗 一 實驗目的熟悉MATLAB軟件的使用，并學會用MATLAB來產(chǎn)生信號并實現(xiàn)二進制數(shù)字調(diào)制的可視化。 二 實驗原理1、二進制振幅鍵控（1）2ASK調(diào)制原理二進制振幅鍵控記作2ASK，2ASK是利用代表數(shù)字信息（“0”或“1”）的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續(xù)的正弦型載波的振幅，使載波時斷時續(xù)地輸出。有載波輸出時表示發(fā)送“1”，無載波輸出時表示發(fā)送“0”。 數(shù)字基帶信號式中g(t)是寬度為Ts、高度為A的矩形脈沖，an為數(shù)字序列an的第n個碼元的電平值。載波 c(t)=COS(ct+ j0 )， 初始相位j0 0則2ASK 信號的表達式為：（2）2ASK信號波形如下：（3）2ASK功率譜密度如

6、下：2、二進制數(shù)字頻移鍵控（1）2FSK調(diào)制二進制頻移鍵控記作2FSK，2FSK系統(tǒng)是利用二進制數(shù)字基帶信號控制載波頻率進行頻譜變換的過程。二進制基帶信號只有兩種代碼，所以調(diào)頻時，載波頻率只能被置于兩種頻率，即： 即用頻率為f1的載波代表“1”碼，用頻率為f2的載波代表“0”碼，或相反。（2）2FSK調(diào)制框圖以及波形（3）2FSK功率譜3、二進制數(shù)字相移鍵控（1）2PSK調(diào)制原理二進制相移鍵控記作2PSK，用載波的兩種相位（0和）去對應基帶信號的“0” 與 “1”兩種碼元。因此二元數(shù)字調(diào)相就是讓載波在兩種相位間切換，故稱相移鍵控。2PSK還可以看作雙極性不歸零碼基帶信號的數(shù)字調(diào)幅，即基帶信號與

7、載波 cosc t 的乘積。（2）2PSK信號頻譜三實驗內(nèi)容1、 用Matlab產(chǎn)生獨立等概率的二進制信源。（1） 畫出OOK信號波形及其功率譜（2） 畫出2PSK信號波形及其功率譜（3） 畫出2FSK信號波形及其功率譜（）四實驗源代碼、仿真結果及分析1、產(chǎn)生單極性不歸零的二進制基帶信號，最大幅度歸一化為。畫出基帶信號信號波形及其功率譜圖形；（1）源代碼k=10 %k表示產(chǎn)生的隨機數(shù)的個數(shù) m=rand(1,k); %產(chǎn)生k個在（0,1）之間的均勻分布的隨機數(shù)for i=1:k if (m(i)>0) && (m(i)< 0.5) s(i)=0; else s(i)

8、=1; end end %根據(jù)產(chǎn)生的均勻隨機數(shù)產(chǎn)生二進制單極性不歸零信號subplot(2,1,1); stairs(s) %畫出二進制單極性歸零信號title('二進制單極性信號');grid on axis(1,k+1,0,2);subplot(2,1,2);Y = fft(s,1024);Z=fftshift(Y);Pyy = Z.* conj(Z) /(1024);f = 1000*(0:1000)/(1024);plot(f,Pyy(1:1001);axis(0 1000,0 0.05);title('二進制單極性信號的頻譜');xlabel('

9、;頻率f (Hz)');grid on（2）基帶信號信號波形及其功率譜圖形2、對產(chǎn)生的基帶信號進行2ASK調(diào)制，畫出2ASK信號波形及其功率譜圖形；fb =1 %輸入的二進制基帶信號的頻率fc = 3 %載波頻率A=1 %載波幅度 M=25; %每比特符號用M個點來表示tb=1/fb %輸入的二進制基帶信號的碼元周期tc=1/fc %載波周期Nc=floor(M*tc/tb) %每個載波周期內(nèi)的采樣點的個數(shù) step=tb/M %采樣間隔%fstart = start frequency for spectrum plot.%fend = end frequency for spect

10、rum plot.for i = 1:k if s(i) = 1 for j = 1:M Ask(i-1)*M+j)=A*cos(2*pi*(j-1)/Nc); end else for j = 1:M Ask(i-1)*M+j)=0; end end endAskfor i=1:M*kt(i)=i*step;endsubplot(2,2,3); plot(t,Ask)title('2ASK信號波形');grid onsubplot(2,2,4);Y1 = fft(Ask,1024);Z1=fftshift(Y1);Pyy1 = Z1.* conj(Z1) /(1024);f

11、= 1000*(0:1000)/(1024);plot(f,Pyy1(1:1001);axis(0 1000,0 1);title('2Ask信號的頻譜');xlabel('頻率f (Hz)');grid on（2）2ASK信號波形及其功率譜圖形3、對產(chǎn)生的基帶信號進行2FSK調(diào)制，畫出2FSK信號波形及其功率譜圖形；（1）源代碼fb =1 %輸入的二進制基帶信號的頻率fc0 = 3,fc1=5 %兩個載波頻率，實驗中基帶信號的0對應于載波頻率fc0，基帶信號的1對應于載波頻率fc1A=1 %載波幅度 M=25; %每比特符號用M個點來表示tb=1/fb %輸入

12、的二進制基帶信號的碼元周期tc0=1/fc0, tc1=1/fc1, %兩個載波周期Nc0=floor(M*tc0/tb),Nc1=floor(M*tc1/tb), %每個載波周期內(nèi)的采樣點的個數(shù) step=tb/M %采樣間隔%fstart = start frequency for spectrum plot.%fend = end frequency for spectrum plot.for i = 1:k if s(i) = 1 for j = 1:M Fsk(i-1)*M+j)=A*cos(2*pi*(j-1)/Nc0); end else for j = 1:M Fsk(i-1)

13、*M+j)=A*cos(2*pi*(j-1)/Nc1); end end end % 2FSK調(diào)制for i=1:M*kt(i)=i*step;endsubplot(2,2,3); plot(t,Fsk)title('2FSK信號波形'); %畫出2FSK的波形grid onsubplot(2,2,4);Y1 = fft(Fsk,1024);Z1=fftshift(Y1);Pyy1 = Z1.* conj(Z1) /(1024);f = 1000*(0:1000)/(1024);plot(f,Pyy1(1:1001);axis(0 1000,0 5);title('2F

14、sk信號的頻譜');xlabel('頻率f (Hz)'); %畫出2Fsk信號的頻譜grid on（2）仿真結果4、對產(chǎn)生的基帶信號進行2PSK調(diào)制，畫出2PSK信號波形及其功率譜圖形。（1）源代碼fb =1 %輸入的二進制基帶信號的頻率fc =1 %載波頻率A=1 %載波幅度 M=25; %每比特符號用M個點來表示tb=1/fb %輸入的二進制基帶信號的碼元周期tc=1/fc %載波周期Nc=floor(M*tc/tb) %每個載波周期內(nèi)的采樣點的個數(shù) step=tb/M %采樣間隔for i = 1:k if s(i) = 1 for j = 1:M Psk(i-1

15、)*M+j)=A*cos(2*pi*(j-1)/Nc); end else for j = 1:M Psk(i-1)*M+j)=-A*cos(2*pi*(j-1)/Nc); end end endPskfor i=1:M*kt(i)=i*step;endsubplot(2,2,3); plot(t,Psk)title('2PSK信號波形');grid onsubplot(2,2,4);Y1 = fft(Psk,1024);Z1=fftshift(Y1);Pyy1 = Z1.* conj(Z1) /(1024);f = 1000*(0:1000)/(1024);plot(f,Pyy1(1:1001);axis(0 1000,0 5);title('2Psk信號的頻譜');xlabel('頻率f (Hz)');grid on（2）仿真結果五實驗心得：1、通過這次實驗，對matlab的使用有了一個更加熟練的掌握和了解，熟練掌握了畫頻譜的的方法，以及怎么用matlab來進行數(shù)字調(diào)制信號的仿真，我覺得，2ASK、2PSK，2FSK在matlab上實現(xiàn)仿真的方法是相近的，只