通信原理实验报告.doc

南京信息工程大学通信原理实验报告 学院：电子与信息工程学院专业： 通信工程 班级： 2009级1班 学号： 20091334049 姓名： 彭磊 二零一一年十二月实验一MATLAB简单仿真实验一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行简单的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。二、实验内容：（1）绘制函数在0x1时的曲线。（2）将输入的一段二进制代码编成单极性不归零码。（3）学习使用simulink进行仿真建模三、仿真和实验结果：（1）x=0:0.1:1 %定义自变量的采样点取值数组y=x.*exp(-x) %利用数组运算计算各自变量采样点上的函数值plot(x,y),xlabel(x),ylabel(y),title(y=x*exp(-x) %绘图曲线如下图：（2）function y=snrz(x) t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x) if(x(i)=1) %如果信息位为1 for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=1;%该码元对应的点值取1 end else for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=0; %否则，取0 end endendy=y,x(i);%为了画图，要将y序列加上最后一位M=max(y);m=min(y);subplot(2,1,1)plot(t,y);grid on;axis(0,i,m-0.1,M+0.1);title(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1);输入命令：snrz(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1);结果如图：（3）a) 在MATLAB的命令窗运行指令simulink，或点击命令窗中的图标，便打开如图所示的SIMULINK模型库浏览器（simulink Library Browser）。b) 在库浏览器中直接点击左侧分类目录中的Source子库，便可以看到各种信源模块，如图所示。c) 点击工具条上的图标，打开一个名为untitled的空白模型窗口。d) 将鼠标点中所需的模块（如正弦波信源模块Sine Wave）后，直接将它拖拉到untitled窗。e) 类似地，将信宿Sinks中的示波器Scope拖拉到上述模型窗。f) 用鼠标指向信源右侧的输出端，当鼠标变成十字符时，按住鼠标任一键，移向示波器的输入端，松开鼠标按键，就完成了两个模块间的信号线连接。一个简单的模型就建成了。g) 为进行仿真，双击示波器模块，打开示波器显示屏，调整显示屏窗口，使之与模型窗互不交叠，以便观察。h) 点击模型窗中“仿真启动”图标，或选择菜单simulinkstart，仿真开始。在示波器显示屏上，可以看到正弦波形。再点击显示屏上的“自动刻度”按钮，使得波形充满整个坐标框。4、 实验结果分析：本次试验我学会了MATlAB基本数学运算和绘图操作，以及SIMULINK系统仿真，对MATLAB有了较为深入地了解。实验二AM/DSB实验一、实验目的：学会利用MATLAB两种仿真方法对AM/DSB仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。二、实验内容：（1）设调制信号m(t)=cos(2*fh*t),fh=0.2Hz，直流分量A=1，载波c(t)=cos(2*fc*t)，fc=2Hz，编程画出调制信号、载波及AM的图形。（2）采用Simulink对AM及DSB调制解调过程进行仿真。三、程序和实验结果：（1）程序t=0:0.0001:20;fh=0.2;fc=2;A=1;mt=cos(2*pi*fh*t);ct=cos(2*pi*fc*t);am=(A+mt).*ct;subplot(311);plot(t,mt);subplot(312);plot(t,ct);subplot(313);plot(t,am);（2） AM仿真模型参数设定：sine Wave中frequency设为5rad/sec，sine Wave1及sine Wave2中frequency设为40rad/sec，Analog Filter Design中的Design method设为Butterworth，Filter type设为Lowpass，Passband edge frequency设为6,点击scope中的图标，设置number of axes为3。四、实验结果分析：AM调制信号，载波，图形：AM仿真图：此次实验我学会利用MATLAB进行AM信号编程以及使用simulink仿真工具对AM调制解调过程进行仿真。实验三AMI/HDB3编译码实验一、实验目的：学会利用MATLAB软件对AMI/HDB3的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。二、实验内容：根据二进制消息代码，利用MATLAB软件编写其AMI/HDB3程序，进一步加强对AMI/HDB3编译码原理的理解。（1）设二进制数字序列为1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0，编程产生其AMI码，并进行译码。（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1，编程产生其AMI码，并进行译码。三、程序和实验结果：（1）编码clcclearxn=1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0yn=xn; num=0; for k=1:length(xn) if xn(k)=1 num=num+1; if num/2=fix(num/2) yn(k)=-1; end endendyn 译码：clcclearyn=1 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 -1 0xn=yn; num=0; for k=1:length(yn) if yn(k)=0 num=num+1; if num/2=fix(num/2) xn(k)=1; end endendxn （2）编码：clcclearxn=1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1yn=xn; num=0; for k=1:length(xn) if xn(k)=1 num=num+1; if num/2=fix(num/2) yn(k)=-1; end endendyn 译码：clcclearyn=1 -1 0 0 1 -1 0 0 0 0 0 0 0 1 -1 1xn=yn; num=0; for k=1:length(yn) if yn(k)=0 num=num+1; if num/2=fix(num/2) xn(k)=1; end endendxn四、实验结果及分析：AMI码xn = Columns 1 through 7 1 0 1 1 0 0 0 Columns 8 through 14 0 0 0 0 1 1 0 Columns 15 through 21 0 0 0 0 0 1 0yn = Columns 1 through 7 1 0 -1 1 0 0 0 Columns 8 through 14 0 0 0 0 -1 1 0 Columns 15 through 21 0 0 0 0 0 -1 0译码结果：yn = Columns 1 through 10 1 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 Columns 11 through 20 0 -1 1 0 0 0 0 0 0 -1 Column 21 0xn = Columns 1 through 10 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 Columns 11 through 20 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 Column 21 0编码结果：xn = Columns 1 through 10 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 Columns 11 through 16 0 0 0 1 1 1yn = Columns 1 through 10 1 -1 0 0 1 -1 0 0 0 0 Columns 11 through 16 0 0 0 1 -1 1译码结果：yn = Columns 1 through 10 1 -1 0 0 1 -1 0 0 0 0 Columns 11 through 16 0 0 0 1 -1 1xn = Columns 1 through 10 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 Columns 11 through 16 0 0 0 1 1 14、 实验结果分析通过本次实验我学会利用MATLAB软件对AMI/HDB3的仿真以及利用MATLAB软件编写其AMI/HDB3程序，进一步加强对AMI/HDB3编译码原理的理解。实验四4PSK和4ASK的MATLAB仿真一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行4PSK和4ASK调制的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。二、实验内容：利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。（1）设二进制数字序列为0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0，编程产生4PSK调制信号波形。（2）设二进制数字序列为1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1，编程产生4ASK调制信号波形。三、程序和实验结果：（1）4PSK程序clcclear%清除内存T=1;%载波M=4;%进制fc=1/T;N=500;%数目变化看图delta_T=T/(N-1);%度长input=0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0input1=reshape(input,2,7)%整形为2行7列t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold on % 保留图形if input1(1 2,i)=0;0 % I 列的12行检查是不是0，0u=cos(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1(1 2,i)=1;0u=cos(2*pi*fc*t+2*pi/M);plot(t,u)elseif input1(1 2,i)=1;1u=cos(2*pi*fc*t+4*pi/M);plot(t,u)elseif input1(1 2,i)=0;1u=cos(2*pi*fc*t+6*pi/M);plot(t,u)endt=t+Tendhold off % 关闭（2）4ASK程序clfclcclearT=1;M=4;fc=1/T;N=500;delta_T=T/(N-1);input=1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1input1=reshape(input,2,7)t=0:delta_T:Tfor i=1:7hold onif input1(1 2,i)=0;0u=sin(2*pi*fc*t);plot(t,u,r*)elseif input1(1 2,i)=1;0u=3*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u,r-)elseif input1(1 2,i)=1;1u=4*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)elseif input1(1 2,i)=0;1u=2*sin(2*pi*fc*t);plot(t,u)endt=t+Tendhold off四、实验结果及分析：4PSK4ASK利用MATLAB软件编写程序，画出4PSK和4ASK图形，进一步了解4PSK和4ASK调制的原理。4PSK利用相位传递信息，而4ASK利用幅度的不同来区分不同信号，已达到传输的目的。实验五数字基带信号实验一、实验目的：学会利用MATLAB软件进行简单的仿真。通过实验提高学生实际动手能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。二、实验内容：(1) 将输入的一段二进制代码编成单极性不归零码。（2）将输入的一段二进制代码编成双极性不归零码。三、仿真和实验结果：（1）单极性不归零码 点击File-New-M-file建立一个新的m文件，在m文件的命令输入窗口输入以下命令：function y=snrz(x) t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x) if(x(i)=1) %如果信息位为1 for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=1;%该码元对应的点值取1 end else for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=0; %否则，取0 end endendy=y,x(i);%为了画图，要将y序列加上最后一位M=max(y);m=min(y);subplot(2,1,1)plot(t,y);grid on;axis(0,i,m-0.1,M+0.1);title(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1);保存上面所输入的m文件，命名为snrz.m在Matlab主命令窗口中输入以下命令调用刚才建立的函数snrz：snrz(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1);（2）双极性不归零码点击File-New-M-file建立一个新的m文件，在m文件的命令输入窗口输入以下命令：function y=snrz(x) t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x) if(x(i)=1) %如果信息位为1 for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=1;%该码元对应的点值取1 end else for j=1:t0 y(i-1)*t0+j)=-1; %否则，取-1 end endendy=y,x(i);%为了画图，要将y序列加上最后一位M=max(y);m=min(y);subplot(2,1,1)plot(t,y);grid on;axis(0,i,m-0.1,M+0.1);title(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1);保存上面所输入的m文件，命名为snrz.m。在Matlab主命令窗口中输入以下命令调用刚才建立的函数snrz：snrz(1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1);四、实验结果分析：通过修改单极性不归零码、双极性不归零码的程序，相应的可以得到差分波形和多电平波形的程序，画出对应的图象，将单极性不归零中的低电平零改成-1即可。实验六各种模拟信号源实验实验内容1测试各种模拟信号的波形。 2测量信号音信号的波形。一实验目的：1 熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途2 观察分析各种模拟信号波形的特点。二、电路工作原理 模拟信号源电路用来产生实验所需的各种音频信号：同步正弦波信号、非同步正弦波信号、话音信号、音乐信号等。 （一）同步信号源（同步正弦波发生器） 1功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz或1KHz正弦波信号，作为增量调制编码、PCM编码实验的输入音频信号。在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。2 电路原理图1-1为同步正弦信号发生器的电路图。它由2KHz（或1KHz）方波信号产生器（图中省略了）、高通滤波器、低通滤波器和输出电路四部分组成。P2图1-1W104用来改变高通滤波器反馈量的大小，使其工作在稳定的状态，W105用来改变输出正弦波的幅度。 （二）非同步信号源（非同步正弦波发生器） 1功用非同步信号源是一个简易正弦波信号发生器，它可产生频率为0.310KHz（使用范围0.33.4KHz）的正弦波信号，输出幅度为02V。可利用它定性地观察通信话路的频率特性，同时用作增量调制、脉冲编码调制实验的音频信号源。2 工作原理非同步信号源的电路图如P3图1-2所示。它由一个正弦波振荡器和一级输出电路组成。调整W103可使输出（TP108处测）在02V间变化。图1-1 同步正弦信号发生器电路图图1-2 非同步正弦波信号发生器电路图三、实验内容 1用示波器在相应测试点上测量各点波形：同步信号源、非同步信号源。 2熟悉上述各种信号的产生方法、来源及去处，了解信号流程。四、实验步骤 用示波器测量TP106、TP107、TP108等各点波形。（K101接2-3）5、 实验结果实验七实验内容1.频率键控（FSK）调制实验2.频率键控（FSK）解调实验一. 实验目的 1.理解FSK调制的工作原理及电