太原理工大学现代科技学院
现代通信原理课程实验报告
专业班级通信17-3 学号 2017101086 姓名丁一帆
指导教师李化
实验名称 2ASK 调制与解调Matlab Simulink 仿真 同组人
专业班级 通信17-3 学号 2017101086 姓名 丁一帆 成绩
一、实验目的
1．掌握 2ASK 的调制原理和 Matlab Simulink 仿真方法 2．掌握 2ASK 的解调原理和 Matlab Simulink 仿真方法 二、实验原理
2ASK 二进制振幅调制就是用二进制数字基带信号控制正弦载波的幅度，使载波振幅随着二进制数字基带信号而变化，而其频率和初始相位保持不变。信息比特是通过载波的幅度来传递的。其信号表达式为：0()()cos c e t S t t ω=?，S(t)为单极性数字基带信号。由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号S(t)通断变化。所以又被称为通断键控信号 三、实验内容、步骤
1 Simulink 模型的建立
通过Simulink 的工作模块建立2ASK 二级调制系统，用频谱分析仪观察调制前后的频谱，用示波器观察调制信号前后的波形
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
正弦波源，这里使用的是Signal Processing Blockset\DSP Sources\Sine Wave，设定其幅度为2V，频率为2Hz。
基带信号源，使用的是Communications Blockset\Comm Sources\Random Data Sources\Bernoulli Binary Generator，可以产生随机数字波形。设置其
Probability of a zero为0.5，每个方波为1秒。
乘法器，用的是Simulink\Math Operations\Product。
2ASK解调电路设计
2ASK解调电路使用相干解调法，电路的制作方法和调制电路一样，需要用到的模块有正弦波源，基带信号源，乘法器，示波器，这些和调制电路用的模块一样。
正弦波源频率为2Hz。
抽样判决器用的是Signal Processing Blockset\Quantizers\Scalar Quantizer Encoder，设置其小于0.5V的电压编码为0，大于0.5V就编码为1。其设置如图。
此外还需用到低通滤波器，使用的是Signal Processing Blockset\Filtering\Filtering\Filter Designs\Digital Filter Design，其设置如图所示：
调制电路的仿真
从上到下依次为正弦波，2ASK波形，基带波形。解调电路仿真
四．实验问题
1.本次实验遇到了哪些问题？你是怎么解决的？如何避免下次实验再遇到同样的问题？
答：本次实验中我由于matlab部分内容遗忘，所以又复习了一边关于编程这部分的东西，同时查阅许多资料，了解了实验的原理，以后编程一定可以减少这方面的失误。
2.观察2ASK调制仿真，对比调制前后信号的幅度、相位和频率发生了哪些变化？什么叫数字调制？
答：两个信号的相位相差180度，数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。数字调制具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术以及均衡等。
3.观察2ASK解调仿真，对比解调前后信号的幅度、相位和频率发生了哪些变化？什么叫数字解调?
答：2ASK信号的包络就是信源，乘以相干波以后信号频率放大，通过低通滤波器后基本恢复信源的波形，但是幅度上有毛刺是因为有噪声的存在，最后经过抽样与判决有完全恢复出除了信源的波形，数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。数字调制具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术以及均衡等。
实验名称 数字基带信号的眼图实验 同组人
专业班级 通信17-3 学号 2017101086 姓名 丁一帆 成绩
一、实验目的
1．掌握无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握基带升余弦滚降系统的实现方法；
2．通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下，不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3．熟悉MATLAB 语言编程。 二、实验原理
所谓眼图就是将接收滤波器输出的，未经再生的信号，用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形（因传输二进制信号时，类似人的眼睛）。干扰和失真所产生的畸变可以很清楚的从眼图中看出。
三、实验内容、步骤
无码间干扰时：
Ts=1e-2; %升余弦滚降滤波器的理想参考码元周期，单位s
Fs=1e3; %采样频率，单位Hz 。注意：该数值过大将 %严重增加程序运行时间
Rs=50; %输入码元速率，单位Baud M=2; %输入码元进制
Num=100; %输入码元序列长度。注意：该数值过大将 %严重增加程序运行时间
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
Eye_num=2; %在一个窗口内可观测到的眼图个数。
从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰，这是因为基带信号的码元速率Rs为50Baud，而升余弦滚降滤波器和FIR滤波器的等效带宽B=60Hz（Ts=10ms），Rs<2B，满足了奈奎斯特第一准则的条件。
有码间干扰时：
Ts=5*(1e-2); %升余弦滚降滤波器的参考码元周期，单位s
Fs=1e3; %采样频率，单位Hz。注意：该数值过大将 %严重增加程序运行时间
Rs=50; %输入码元速率，单位Baud
M=2; %输入码元进制
Num=100; %输入码元序列长度。注意：该数值过大将 %严重增加程序运行时间
Eye_num=2; %在一个窗口内可观测到的眼图个数。
眼图基本闭合，存在较为严重的码间干扰，这是因为码元速率Rs虽然仍为50Baud，但滤波器等效带宽已经变为12Hz（Ts=50ms），Rs>2B不再满足奈奎斯特第一准则。
多进制码元情况：
实验名称 数字频带传输实验 同组人
专业班级 通信17-3 学号 2017101086 姓名 丁一帆 成绩
1、实验目的
1.掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程 掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法
2.掌握二维平面图形的绘制方法，能够使用这些方法进行常用的数据可视化处理 2、实验内容
内容：对2ASK 、2FSK ，BPSK ，DPSK 信号的调制及相干解调过程进行仿真，研究各的时频特性。要求：设基带信号周期Ts=1s,幅度为1的等概二进制信源，使用fs=50Hz 的正弦载波进行二进制调制（对2FSK 的另一载波可取fs=100Hz ）。仿真并绘图展示在整个调制解调过程中信号的波形和频谱变化。（假设信道为高斯白噪声信道）（1） 绘出基带信号波形和频谱；（2） 绘出调制信号波形和频谱；（3） 经过噪声信道后信号波形和频谱；（4） 与相干载波相乘后的信号波形和频谱；（5） 低通滤波后的信号波形与频谱；（6） 抽样判决后的信号波形与频谱。（7） 绘制各调制方式误码率理论值与仿真值的比较。 3、基本原理
（1）数字频带传输系统：
也称数字带通系统，其包括调制和解调过程的数字传输系统。 （2）2ASK 信号的一般表达式：
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
（3）2FSK信号的一般表达式：
（4）2PSK信号的一般表达式：
（5）2DPSK信号：
利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。假设为当前码元与前一码元的载波相位差，定义数字信息与△ 之间的关系为：
4、实验步骤
①2FSK:
②鉴于以下程序太长，下面就将仿真图像呈现在实验报告中，仿真源程序的.m 文件附带在压缩包中：
1)输入信号及频谱：
2）2ASK信号及频谱：
3）2PSK信号及频谱：
4）2FSK信号及频谱：