通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)三四

1、.通信原理實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期 ：2014 年 12 月 18 日學(xué)院：信息工程學(xué)院專業(yè) .專注.班級：12 級電子信息工程二班學(xué)號：2012600119姓名：張正潔指導(dǎo)老師 ：彭思齊實(shí)驗(yàn)三二進(jìn)制數(shù)字信號調(diào)制仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深對數(shù)字調(diào)制的原理與實(shí)現(xiàn)方法；2. 掌握 OOK 、2FSK、 2PSK 功率譜密度函數(shù)的求法 ；3.掌握 OOK 、2FSK、 2PSK 功率譜密度函數(shù)的特點(diǎn)及其比較；4.進(jìn)一步掌握 MATLAB 中 M 文件的調(diào)試 、子函數(shù)的定義和調(diào)用方法 。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 復(fù)習(xí)二進(jìn)制數(shù)字信號幅度調(diào)制的原理2. 編寫 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn) OOK 調(diào)制 ；3. 編寫 M

2、ATLAB 程序?qū)崿F(xiàn) 2FSK 調(diào)制 ；4. 編寫 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn) 2PSK 調(diào)制；5. 編寫 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)字調(diào)制信號功率譜函數(shù)的求解 。三、實(shí)驗(yàn)原理在數(shù)字通信系統(tǒng)中 ，需要將輸入的數(shù)字序列映射為信號波形在信道中傳輸，此時(shí)信源輸出數(shù)字序列 ，經(jīng)過信號映射后成為適于信道傳輸?shù)臄?shù)字調(diào)制信號。數(shù)字序列中每個(gè)數(shù)字產(chǎn)生的時(shí)間間隔稱為碼元間隔，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的符號數(shù)稱為符號速率，它反映了數(shù)字符號產(chǎn)生的快慢程度 。 由于數(shù)字符號是按碼元間隔不斷產(chǎn)生的，經(jīng)過將數(shù)字符號一一映射為響應(yīng)的信專業(yè) .專注. .號波形后 ，就形成了數(shù)字調(diào)制信號。根據(jù)映射后信號的頻譜特性，可以分為基帶信號和頻帶信號

3、。通常基帶信號指信號的頻譜為低通型，而頻帶信號的頻譜為帶通型。調(diào)制信號為二進(jìn)制數(shù)字基帶信號時(shí)，對應(yīng)的調(diào)制稱為二進(jìn)制調(diào)制。在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，載波的幅度 、頻率和相位只有兩種變化狀態(tài)。相應(yīng)的調(diào)制方式有二進(jìn)制振幅鍵控(OOK/2ASK) 、二進(jìn)制頻移鍵控 (2FSK)和二進(jìn)制相移鍵控 (2PSK)。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（ 1）按照如上介紹的方法 ，分別產(chǎn)生一組長度為500 的二進(jìn)制單極性不歸零信號和歸零信號 ，存檔名為Q3_1 。并求分別求出它們的功率譜密度。請寫出相應(yīng)的MATLAB程序，將不歸零信號波形及功率譜和歸零信號波形及功率譜分別畫在同一圖形的四個(gè)子圖中，將結(jié)果圖保存 ，貼在下面的空白處 。編寫的

4、 MATLAB程序?yàn)?：clear all;close all;A=1fc=2;%2Hz;N_sample=8;N=500;% 碼元數(shù)Ts=1;%1 Baud/sdt=Ts/fc/N_sample;% 波形采樣間隔t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);%產(chǎn)生二進(jìn)制信源專業(yè) .專注.d=sign(randn(1,N);%dd=sigexpand(d+1)/2,fc*N_sample);N1=length(d+1)/2);dd=zeros(fc*N_sample,N1);dd(1,:)=(d+1)/2;dd=reshape(dd,1,fc*N_sample*N1);gt=ones

5、(1,fc*N_sample);%NRZ波形gt2=ones(1,fc*N_sample/2)%RZboxing/figure(1)subplot(221);%輸入NRZ 信號波形 （單極性 ）d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(t);axis(0 10 0 1.2); ylabel ('輸入信號 ');subplot(222);%輸入 NRZ 頻譜dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(d_NRZ(1:length(t);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;d_NRZf=fft(d_NR

6、Z(1:length(t);d_NRZf=T/N*fftshift(d_NRZf);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).2/T);axis(-2 2 -50 10);ylabel('輸入信號功率譜密度（ dB/Hz)');專業(yè) .專注.%/subplot(223);%輸入NRZ 信號波形 （單極性 ）d_RZ=conv(dd,gt2);plot(t,d_RZ(1:length(t);axis(0 10 0 1.2); ylabel ('輸入信號 ');subplot(224);%輸入 NRZ 頻譜dt=t(2)-t(1);T=t(end);d

7、f=1/T;N=length(d_RZ(1:length(t);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;d_RZf=fft(d_RZ(1:length(t);d_RZf=T/N*fftshift(d_RZf);plot(f,10*log10(abs(d_RZf).2/T);axis(-2 2 -50 10);ylabel('輸入信號功率譜密度（ dB/Hz)');結(jié)果圖為 ：專業(yè) .專注. .)zH10/B1d0（號 0.8度 -10信 0.6密譜 -20入率 -30輸 0.4功0.2號 -400信-50510入-10120-2輸)zH10/B1d0（號 0.8度 -10

8、信 0.6密-20譜入率 -30輸 0.4功0.2號 -400信-50510入-10120-2輸（ 2）對剛才產(chǎn)生的長度為500的不歸零波形對載波頻率為2Hz ，幅度為1 的余弦信號進(jìn)行OOK調(diào)制 ，并求出調(diào)制信號的功率譜密度。編寫程序?qū)崿F(xiàn)之，存檔名為Q3_2 。 要求將不歸零信號波形及功率譜和OOK 調(diào)制信號波形及功率譜分別畫在同一圖形的四個(gè)子圖中，圖形名為圖2，將結(jié)果圖保存 ，貼在下面的空白處。編寫的程序?yàn)?：clear all;close all;A=1fc=2;%2Hz;N_sample=8;N=500;% 碼元數(shù)Ts=1;%1 Baud/sdt=Ts/fc/N_sample;% 波形

9、采樣間隔t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);專業(yè) .專注.%產(chǎn)生二進(jìn)制信源d=sign(randn(1,N);%dd=sigexpand(d+1)/2,fc*N_sample);N1=length(d+1)/2);dd=zeros(fc*N_sample,N1);dd(1,:)=(d+1)/2;dd=reshape(dd,1,fc*N_sample*N1);gt=ones(1,fc*N_sample);%NRZ波形figure(1)subplot(221);%輸入NRZ 信號波形 （單極性 ）d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(t

10、);axis(0 10 0 1.2); ylabel ('輸入信號 ');subplot(222);%輸入 NRZ 頻譜dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(d_NRZ(1:length(t);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;d_NRZf=fft(d_NRZ(1:length(t);d_NRZf=T/N*fftshift(d_NRZf);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).2/T);axis(-2 2 -50 10);ylabel('輸入信號功率譜密度（ dB/Hz)');專業(yè) .專注.ht

11、=A*cos(2*pi*fc*t);s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht;subplot(223)plot(t,s_2ask);axis(0 10 -1.2 1.2);ylabel('OOK');dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(s_2ask);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;s_2askf=fft(s_2ask);s_2askf=T/N*fftshift(s_2askf);subplot(224)plot(f,10*log10(abs(s_2askf).2/T);axis(-fc-4 fc+4 -50 10);y

12、label('OOK功率譜密度 （ dB/Hz ） ');專業(yè) .專注. .)zH10/B1d0（號 0.8度 -10信 0.6密-20譜入率 -30輸 0.4功0.2號 -400信-50510 入-10120-2輸）101zH/0B0.5d（ -10K度O0-20O密-0.5譜 -30率-1功 -40K-5005O-50510 O結(jié)果圖為 ：（ 3）按照3.3 所提供的2FSK 調(diào)制的思路和范例程序，運(yùn)用 （ 1）產(chǎn)生的不歸零碼組對載波頻率為2Hz ，幅度為 1 的余弦信號進(jìn)行2FSK 調(diào)制 ，存檔為Q3_3 ，并將所得的結(jié)果存盤，貼在下面空格處。編寫的程序?yàn)?：clear

13、all;close all;A=1fc=2;%2Hz;N_sample=8;N=500;% 碼元數(shù)Ts=1;%1 Baud/sdt=Ts/fc/N_sample;% 波形采樣間隔t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);%產(chǎn)生二進(jìn)制信源專業(yè) .專注.d=sign(randn(1,N);%dd=sigexpand(d+1)/2,fc*N_sample);N1=length(d+1)/2);dd=zeros(fc*N_sample,N1);dd(1,:)=(d+1)/2;dd=reshape(dd,1,fc*N_sample*N1);gt=ones(1,fc*N_sample);%N

14、RZ波形figure(1)subplot(221);%輸入NRZ 信號波形 （單極性 ）d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(t);axis(0 10 0 1.2); ylabel ('輸入信號 ');subplot(222);%輸入 NRZ 頻譜dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(d_NRZ(1:length(t);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;d_NRZf=fft(d_NRZ(1:length(t);d_NRZf=T/N*fftshift(d_NRZf);plot(f,10*l

15、og10(abs(d_NRZf).2/T);axis(-2 2 -50 10);ylabel('輸入信號功率譜密度（ dB/Hz)');專業(yè) .專注.%2FSK%s_2fsk=A*cos(2*pi*fc*t+int(2*d_NRZ-1);sd_2fsk=2*d_NRZ-1;s_2fsk=A*cos(2*pi*fc*t+2*pi*sd_2fsk(1:length(t).*t);subplot(223)plot(t,s_2fsk);axis(0 10 -1.2 1.2 );xlabel('t');ylabel('2FSK')subplot(224)%

16、f,s_2fsk=T2F(t,s_2fsk);dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(s_2fsk);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;s_2fsk=fft(s_2fsk);s_2fsk=T/N*fftshift(s_2fsk);plot(f,10*log10(abs(s_2fsk).2/T);axis(-fc-4 fc+4 -50 10);xlabel('f');ylabel('2FSK功率譜密度 (dB/Hz)');結(jié)果為 ：專業(yè) .專注. .)zH10/B1d0（號 0.8度 -10信 0.6密譜 -20入率

17、輸 0.4-30功0.2號 -400信-50510入-10120-2輸)101zH/0Bd0.5(度 -10K密 -20S0F譜2-0.5率 -30功-40-1KSF-5005102-505tf（ 4）按照3.4 所提供的2PSK 調(diào)制的思路和范例程序，運(yùn)用 （ 1）產(chǎn)生的不歸零碼組對載波頻率為2Hz ，幅度為 1 的余弦信號進(jìn)行2PSK 調(diào)制 ，存檔為Q3_4 ，并將所得的結(jié)果存盤，貼在下面空格處。編寫的程序?yàn)?：clear all;close all;A=1fc=2;%2Hz;N_sample=8;N=500;% 碼元數(shù)Ts=1;%1 Baud/sdt=Ts/fc/N_sample;% 波

18、形采樣間隔t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);專業(yè) .專注.%產(chǎn)生二進(jìn)制信源d=sign(randn(1,N);%dd=sigexpand(d+1)/2,fc*N_sample);N1=length(d+1)/2);dd=zeros(fc*N_sample,N1);dd(1,:)=(d+1)/2;dd=reshape(dd,1,fc*N_sample*N1);gt=ones(1,fc*N_sample);%NRZ波形figure(1)subplot(221);%輸入NRZ 信號波形 （單極性 ）d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(

19、t);axis(0 10 0 1.2); ylabel ('輸入信號 ');subplot(222);%輸入 NRZ 頻譜dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(d_NRZ(1:length(t);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;d_NRZf=fft(d_NRZ(1:length(t);d_NRZf=T/N*fftshift(d_NRZf);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).2/T);axis(-2 2 -50 10);ylabel('輸入信號功率譜密度（ dB/Hz)');專業(yè) .專注.h

20、t=A*cos(2*pi*fc*t);%2PSK 信號d_2psk=2*d_NRZ-1;s_2psk=d_2psk(1:Lt).*ht;subplot(223)plot(t,s_2psk);axis(0 10 -1.2 1.2);ylabel('2PSK');subplot(224)%f,s_2pskf=T2F(t,s_2psk);dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(s_2psk);f=-N/2*df:df:N/2*df-df;s_2pskf=fft(s_2psk);s_2pskf=T/N*fftshift(s_2pskf);plot(f

21、,10*log10(abs(s_2pskf).2/T);axis(-fc-4 fc+4 -50 10);ylabel('PSK功率譜密度 （ dB/Hz ）');結(jié)果為 ：專業(yè) .專注. .)zH10/B1d0（號0.8度 -10密信 0.6譜 -20入率 -30輸 0.4功0.2號 -400信-50510 入-10120-2輸）101zH/0B0.5dK（ -10度S0-20P密2-0.5譜 -30率-1功 -40K-5005S-50510 P（ 5）按照 3.4 所提供用兩路不同頻率的 2ASK 信號合成一路 2FSK 信號的思想 ，設(shè)計(jì)相關(guān)程序?qū)崿F(xiàn)之 ，存檔為 Q3_5

22、，并將所得的結(jié)果存盤 ，貼在下面空格處 。程序?yàn)?：clear all;close all;clc;%隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)包含十個(gè)元素的數(shù)組，該數(shù)組中的元素非0 即 1，用作 FSK 信號的輸入數(shù)據(jù)。x=1 0 1 1 0 0 0 1 0 1; %產(chǎn)生 10 個(gè)非零數(shù)N=length(x);%碼元個(gè)數(shù)fl=100;% 載頻低頻fh=500;%載頻高頻fs=10000;% 采樣頻率ts=1/100;% 碼元速率100 波特，即每秒傳遞100 個(gè)碼元 ， ts 為傳遞一個(gè)碼元的時(shí)間N1=ts*fs/fh;%傳遞一個(gè)碼元的時(shí)間間隔含有的采樣波形數(shù)為5 個(gè)，高頻的N2=ts*fs/fl;%傳遞一個(gè)碼元的時(shí)間間

23、隔含有的采樣波形數(shù)為1 個(gè)，低頻的專業(yè) .專注.tt=(0:1/fs:ts-1/fs);% 傳遞一個(gè)碼元的時(shí)間間隔內(nèi)，以每一個(gè)采樣波形的周期為間隔劃分時(shí)間,采樣N_tt=length(tt);% 一個(gè)碼元時(shí)間間隔內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù),100t=0:1/fs:N*ts-1/fs;%時(shí)間間隔串 ，以一個(gè)碼元傳遞時(shí)間為時(shí)間間隔%對該輸入信號FSK 調(diào)制%循環(huán)語句實(shí)現(xiàn)調(diào)制for i=1:1:Nfor j=1:1:N_tty(i,j)=x(i)*cos(2*pi*fh*tt(j)+x(i)*cos(2*pi*fl*tt(j);endend%改變矩陣大小y=reshape(y',1,)'%繪制圖形

24、%調(diào)制前的二進(jìn)制隨機(jī)序列圖subplot(311)stem(0:N-1,x(1:N),'bx');title(' 調(diào)制前的二進(jìn)制隨機(jī)序列')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');hold onsubplot(312)plot(t,y);專業(yè) .專注.title('FSK 信號的時(shí)域圖形');N_y=length(y);% 時(shí)域調(diào)制信號長度1000y_fft=fft(y)/N_y;%傅里葉變換y_fft=fftshift(y_fft);f=linspace(-fs/2,fs/2,N_y

25、);%頻域向量 （ -5000Hz-5000Hz）hold onsubplot(313)plot(f,abs(y_fft);% 繪圖title('FSK 信號的頻域圖形');set(gca,'XTick',-fs/2:5000:fs/2);實(shí)驗(yàn)結(jié)果為 ：調(diào)制前的二進(jìn)制隨機(jī)序列e1dutil0.5pmA01234567890Time1FSK信號的時(shí)域圖形0-10.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100.4FSK信號的頻域圖形0.2005000-5000（ 6 ）根據(jù)上面的介紹，我們可以獲得基帶信號、 2ASK 調(diào)制信號 、2

26、FSK 調(diào)制信號和 2PSK 調(diào)制信號的功率譜，請分析并比較這四個(gè)信號功率譜曲線的異同。專業(yè) .專注.通信原理實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)日期 ：2014 年 12 月 18 日學(xué)院：信息工程學(xué)院專業(yè) .專注.班級：12 級電子信息工程二班學(xué)號：2012600119姓名：張正潔指導(dǎo)老師 ：彭思齊實(shí)驗(yàn)四模擬信號數(shù)字傳輸仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.進(jìn)一步理解抽樣定理的原理和實(shí)現(xiàn)方法；2.掌握非均勻量化的原理和實(shí)現(xiàn)方法；3.掌握編碼的原理和實(shí)現(xiàn)方法；4.掌握MATLAB 中 M 文件的調(diào)試方法及子函數(shù)的定義與調(diào)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 編寫 MATLAB 程序?qū)崿F(xiàn)對模擬信號的抽樣2 編寫MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)用A 律

27、 13 折線法對抽樣后的信號進(jìn)行量化3 編寫MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)用u 律對抽樣后的信號進(jìn)行量化4 編寫MATLAB程序?qū)崿F(xiàn)PCM 編碼三、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)中的信源通常都是模擬的，如電視信號 、麥克風(fēng)拾取的語音信號等。為了能夠利用數(shù)字通信的方式，需要將模擬信號進(jìn)行數(shù)字化。數(shù)字化的過程一般由抽樣、量化和編碼組成。其中 ，抽樣要保證不丟失原始數(shù)據(jù)，量化要滿足一定的質(zhì)量，編碼解決信號的表示。四、實(shí)驗(yàn)步驟（ 1）按照3.1 介紹的抽樣原理，運(yùn)行提供的范例程序，將得到的結(jié)果圖貼在如下的空專業(yè) .專注.白處 。實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖為 ：（ ）420-2-4012345678910t（ ）420-2-4012345678

28、910t1（ ）420-2-4012345678910（ 2）修改3.1 中的范例 ，將其抽樣速率降低到4Hz 以下 ，在同一圖形的三個(gè)子圖中分別畫出原低通信號波形、抽樣序列和從抽樣序列中恢復(fù)出的信號。修改后的程序?yàn)椋篶lear all;close all;dt=0.01;t=0:dt:10;xt=0.1*cos(0.15*pi*t)+1.5*sin(2.5*pi*t)+0.5*cos(4*pi*t);f,xf=T2F(t,xt);%抽樣信號 ，抽樣速率為4Hzfs=2;專業(yè) .專注.sdt=1/fs;t1=0:sdt:10;st=0.1*cos(0.15*pi*t1)+1.5*sin(2.5

29、*pi*t1)+0.5*cos(4*pi*t1);f1,sf=T2F(t1,st);t2=-50:dt:50;gt=sinc(fs*t2);stt=sigexpand(st,sdt/dt);xt_t=conv(stt,gt);figure(1)subplot(311);plot(t,xt);axis(0 10 -4 4);title(' 原始信號 ');xlabel('t');hold on;plot(t1,st,'go');axis(0 10 -4 4);subplot(312);plot(t1,st,'ro');axis(0 10 -4 4);title(' 抽樣信號 ');專業(yè) .專注.xlabel('t1');subplot(313);t3=-50:dt:60+sdt-dt;plot(t3,xt_t);title(' 抽樣恢復(fù)信號');hold on;plot(t,xt,'r-');axis(0 10 -4 4);實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖為 ：原始信號420-2-4012345678910t抽樣信號420-2-4012345678910t1抽樣恢復(fù)信號420-2-4012345678910請問 ，此時(shí)