通信原理實驗報告

1、通信原理實驗報告實驗一常用信號的表示【實驗?zāi)康摹空莆帐褂?MATLAB 的信號工具箱來表示常用信號的方法。【實驗環(huán)境】裝有 MATLAB6.5 或以上版本的 PC 機?！緦嶒瀮?nèi)容】1. 周期性方波信號 square調(diào)用格式： x=square(t,duty)功能：產(chǎn)生一個周期為2、幅度為1的周期性方波信號。其中duty 表示占空比，即在信號的一個周期中正值所占的百分比。例 1：產(chǎn)生頻率為 40Hz，占空比分別為 25%、50%、75%的周期性方波。如圖1-1 所示。clear;% 清空工作空間內(nèi)的變量td=1/100000;t=0:td:1;x1=square(2*pi*40*t,25); x

2、2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75);% 信號函數(shù)的調(diào)用subplot(311);% 設(shè)置 3 行 1 列的作圖區(qū)，并在第 1 區(qū)作圖plot(t,x1);title(' 占空比 25%'); axis(0 0.2 -1.5 1.5);% 限定坐標(biāo)軸的范圍subplot(312); plot(t,x2);title(' 占空比 50%'); axis(0 0.2 -1.5 1.5);subplot(313); plot(t,x3);title(' 占空比 75%'); axis(0 0.2

3、 -1.5 1.5);- 1 -通信原理實驗報告圖 1-1 周期性方波2. 非周期性矩形脈沖信號 rectpuls調(diào)用格式： x=rectpuls(t,width)功能：產(chǎn)生一個幅度為 1、寬度為 width 、以 t=0 為中心左右對稱的矩形波信號。該函數(shù)橫坐標(biāo)范圍同向量 t 決定，其矩形波形是以 t=0 為中心向左右各展開 width/2 的范圍。 Width 的默認(rèn)值為 1。例 2：生成幅度為 2，寬度 T=4、中心在 t=0 的矩形波 x(t) 以及 x(t-T/2) 。如圖 1-2 所示。t=-4:0.0001:4;T=4;% 設(shè)置信號寬度x1=2*rectpuls(t,T);% 信

4、號函數(shù)調(diào)用subplot(121); plot(t,x1);title('x(t)'); axis(-4 6 0 2.2);x2=2*rectpuls(t-T/2,T);% 信號函數(shù)調(diào)用- 2 -通信原理實驗報告subplot(122); plot(t,x2);title('x(t-T/2)'); axis(-4 6 0 2.2);3. 抽樣信號 sinc調(diào)用格式： x=sinc(x)功能：產(chǎn)生一個抽樣函數(shù)，其值為x/sinx。例 3：生成抽樣信號 Sa at (a2 ) ，如圖 1-3 所示。clear;% 清理變量t=-1:0.001:1;y=sinc(2*

5、pi*t);% 信號函數(shù)調(diào)用plot(t,y);xlabel('時間 t'); ylabel(' 幅值 (y)');title(' 抽樣信號 ');- 3 -通信原理實驗報告圖 1-2非周期性方波圖 1-3抽樣信號【練一練】用 MATLAB 信號工具箱中的pulstran 函數(shù)產(chǎn)生沖激串的信號。T = 0:1/50E3:10E-3;D = 0:1/1E3:10E-3;0.8.(0:10)'Y = pulstran(T,D,'gauspuls',10E4,0.8);plot(T,Y)- 4 -通信原理實驗報告【實驗心得】通過

6、此次試驗，首先，讓我對MATLAB 強大的功能有了進(jìn)一步的了解。其次，也學(xué)會了一些常用信號的表示方法。通過自己動手操作，我知道了pulstran 函數(shù)的調(diào)用方法，可以自行畫出沖擊串函數(shù)。- 5 -通信原理實驗報告實驗二信號的 Fourier 分析【實驗?zāi)康摹?) 通過計算周期方波信號的 Fourier 級數(shù)，進(jìn)一步掌握周期信號 Fourier 級數(shù)的計算方法。2) 通過求解非周期方波信號的 Fourier 變換，進(jìn)一步掌握非周期信號 Fourier 變換的求解方法?！緦嶒灜h(huán)境】裝有 MATLAB6.5 或以上版本的 PC 機?！緦嶒瀮?nèi)容】1. 連續(xù)時間周期方波信號及其傅里葉級數(shù)計算的程序代碼，

7、其結(jié)果如圖2-1 所示。dt = 0.001;% 時間變量變化步長T =2;% 定義信號的周期t =-4:dt:4;% 定義信號的時間變化范圍w0 = 2*pi/T;% 定義信號的頻率x1=rectpuls( t-0.5-dt,1);% 產(chǎn)生 1 個周期的方波信號x=0;for m = -1:1% 擴展 1 個周期的方波信號x = x+rectpuls(t-0.5-m*T-dt),1);% 產(chǎn)生周期方波信號endsubplot(221);plot(t,x);axis(-4 4 0 1.1);% 設(shè)定坐標(biāo)變化范圍title(' 周期方波信號 ')N=10;% 定義需要計算的諧波次

8、數(shù)為10for k=-N : Nak(N+1+k) = x1*exp(-j*k*w0*t') *dt/T;% 求得 Fourier 系數(shù) akendk=-N:N;subplot(212);stem(k,abs(ak),'k.');% 繪制幅度譜title(' 傅里葉級數(shù) ');- 6 -通信原理實驗報告圖 2-1 連續(xù)時間周期方波信號及其 Fourier 級數(shù)2. 非周期連續(xù)時間信號及其 Fourier 變換的程序代碼，其結(jié)果如圖 2-2 所示。width=1;t=-5:0.01:5;y=rectpuls(t,width);% 矩形脈沖信號subplot

9、(221);plot(t,y);ylim(-1 2);% 限定 y 坐標(biāo)的范圍title(' 矩形脈沖信號 ');Y=fft(y,1024);% 快速 Fourier 變換Y1=fftshift(Y);% 將頻譜分量集中subplot(212);plot(abs(Y1);title(' 傅里葉變換 ');- 7 -通信原理實驗報告圖 2-2非周期連續(xù)時間信號及其Fourier 變換【實驗心得】這次實驗是信號的Fourier 分析。通過此次實驗，我進(jìn)一步掌握周期信號Fourier 級數(shù)的計算方法和非周期信號Fourier 變換的求解方法?？梢酝ㄟ^ MATLAB 來

10、自己畫出要求的圖形，對老師的代碼也掌握了。- 8 -通信原理實驗報告實驗三調(diào)幅信號及其功率譜計算【實驗?zāi)康摹?) 通過計算 AM 調(diào)制信號，進(jìn)一步熟悉并掌握 AM 的調(diào)制過程。2) 通過對 AM 調(diào)制信號的功率譜計算， 進(jìn)一步熟悉并掌握 AM 調(diào)制信號的功率譜計算方法?！緦嶒灜h(huán)境】裝有 MATLAB6.5 或以上版本的 PC 機。【實驗內(nèi)容】1. AM 調(diào)制信號及其功率譜計算的程序代碼及注釋說明% AM 基帶信號dt=0.001;% 采樣時間間隔fs=1;% 基帶信號頻率fc=10;% 載波頻率T=5;% 調(diào)制信號的時間長度N=T/dt;% 采樣點總數(shù)t=0:N-1*dt;% 采樣時間變量mt

11、=sqrt(2)*cos(2*pi*fs*t);% 基帶信號時域表達(dá)式% AM 調(diào)制信號A0=2;% 直流偏移量s_AM=(A0+mt).*cos(2*pi*fc*t);% AM 調(diào)制信號% PSD 計算X=fft(s_AM);% 對 AM 調(diào)制信號進(jìn)行快速Fourier 變換Y=fft(mt);% 對基帶信號進(jìn)行快速Fourier 變換PSD_X=(abs(X).2)/T;% 根據(jù)功率譜密度公式計算AM 調(diào)制信號的 PSDPSD=(abs(Y).2)/T;% 根據(jù)功率譜密度公式計算基帶信號的PSDPSD_Y=fftshift(PSD);% 將零頻分量移到頻譜的中心位置PSD_X_dB = 1

12、0*log10(PSD_X);% 將功率化為以 dB 為單位PSD_Y_dB = 10*log10(PSD_Y);% 將功率化為以 dB 為單位f=-N/2:N/2-1*2*fc/N;% 設(shè)置頻率變量- 9 -通信原理實驗報告% 繪圖輸出subplot(311);plot(t,s_AM); hold on;plot(t,A0+mt,'r-');% 繪制包括線title('AM 調(diào)制信號及其包絡(luò) ');subplot(312);plot(f,PSD_Y_dB); hold on;axis(-2*fc 2*fc 0 max(PSD_Y_dB);title('

13、 基帶信號的 PSD(dB)');subplot(313);plot(f,PSD_X_dB); hold on;axis(-2*fc 2*fc 0 max(PSD_X_dB);title('AM 調(diào)制信號的 PSD(dB)');2. AM 調(diào)制信號及其功率譜的計算結(jié)果-10-通信原理實驗報告圖 3-1AM 調(diào)制信號及其功率譜【練一練】試用 MATLAB 編程計算抑制載波雙邊帶 (DSB-SC)調(diào)制信號及其功率譜密度，所用基帶模擬信號和載波表達(dá)式同上。%基帶信號dt=0.001;% 采樣時間間隔fs=1;% 基帶信號頻率fc=10;% 載波頻率T=5;% 調(diào)制信號的時間長

14、度N=T/dt;% 采樣點總數(shù)t=0:N-1*dt;% 采樣時間變量mt=sqrt(2)*cos(2*pi*fs*t);% 基帶信號時域表達(dá)式%抑制載波雙邊帶 (DSB-SC)調(diào)制信號-11-通信原理實驗報告A0=0;% 直流偏移量s_AM=(A0+mt).*cos(2*pi*fc*t);% AM 調(diào)制信號% PSD 計算X=fft(s_AM);% 對 AM 調(diào)制信號進(jìn)行快速Fourier 變換Y=fft(mt);% 對基帶信號進(jìn)行快速Fourier 變換PSD_X=(abs(X).2)/T;% 根據(jù)功率譜密度公式計算AM 調(diào)制信號的 PSDPSD=(abs(Y).2)/T;% 根據(jù)功率譜密度

15、公式計算基帶信號的PSDPSD_Y=fftshift(PSD);% 將零頻分量移到頻譜的中心位置PSD_X_dB = 10*log10(PSD_X);% 將功率化為以 dB 為單位PSD_Y_dB = 10*log10(PSD_Y);% 將功率化為以 dB 為單位f=-N/2:N/2-1*2*fc/N;% 設(shè)置頻率變量% 繪圖輸出subplot(311);plot(t,s_抑制載波雙邊帶 (DSB-SC); hold on;plot(t,A0+mt,'r-');% 繪制包括線title(' 抑制載波雙邊帶 (DSB-SC)調(diào)制信號及其包絡(luò) ');subplot(

16、312);plot(f,PSD_Y_dB); hold on;axis(-2*fc 2*fc 0 max(PSD_Y_dB);title(' 基帶信號的 PSD(dB)');subplot(313);plot(f,PSD_X_dB); hold on;axis(-2*fc 2*fc 0 max(PSD_X_dB);title(' 抑制載波雙邊帶 (DSB-SC)調(diào)制信號的 PSD(dB)');【實驗心得】此次實驗是調(diào)幅信號及其功率譜計算，通過計算AM 調(diào)制信號，我熟悉并掌握了AM 的調(diào)制過程。通過對 AM 調(diào)制信號的功率譜計算，我熟悉并掌握了 AM 調(diào)制信號的功率譜計算方法。在 AM 實驗的基礎(chǔ)之上，我能夠使用 MATLAB 編程計算抑制載波雙邊帶 (DSB-SC)調(diào)制信號及其功率譜密度。-12-通信原理實驗報告-13-通信原理實驗報告實驗四Simulink 在數(shù)字調(diào)制中的應(yīng)用【實驗?zāi)康摹?) 通過 Simulink 仿真，進(jìn)一步熟悉并掌握 2ASK 的調(diào)制及其非相干解調(diào)的過程。2) 通過對 2ASK 的調(diào)制及非