武汉理工大学
数字通信实验报告
班级：信息154 姓名：冯超
学号： 1049731503280 教师：吕锋
日期： 2016.03.26
实验二
一、实验项目
1、设定符号错误概率为10的负5次方，基于MATLAB仿真分析无记忆调制的最佳接收机性能。
二、实验目的
1、通过实验，进一步巩固在课堂上面学到的理论知识, 学习并理解加性高斯白噪声信道的最佳接收机
2、在实验过程中，对理论知识和公式进行理解，转化为相应的matlab程序语言，增强matlab编程的能力；
三、实验内容与理论依据
（1）最佳接收机
评估各种无记忆调制方法的错误概率
①二进制调制的错误概率设两个信号波形是)
(
)
(1t
g
t
s=和)
(
-
)
(2t
g
t
s=
(称为双极性信号）。在给定发送的情况下，s1(t)的错误概率是r<0的概率，则
22
00
11
/2/2
(|)(|)exp[
x x
p e s p r s dr dr
dx dx
Q
-∞-∞
∞
--
-∞
==
==
=
??
可以倒推出，平均错误概率是：
12
11
(|)(|)
22
b
P P e s P e s Q
=+=
设两个信号波形是正交信号，则对应的平均错误概率是
b
P Q Q
==
②M元正交信号的错误概率
1
2
,1
212
k
M
b M
k
P
P P k
-
=≈>>
-
对于等能量的正交信号，最佳检测器选择能在接收信号向量r与M个可能发{}
m
s
送信号向量之间产生最大相关值的发送信号，即
如果假定发送信号为
，则接收信号向量为：
式中,
是零均值等方差的相互统计独立的高斯随机变量。则可推出平均错误概率是：
当M 趋向于
时,为到达任意小的错误概率，所要求的最小多少呢?这个最小SNR
这个最小比特SNR 就称作加性高斯白噪声信道的香农极限。
③ M 元双正交信号的错误概率
2
2
/2
/21/2
(]v x
M v
c v P e dx e dv
∞
----=
④ 单纯信号的错误概率：单纯信号时M 个等相关的且互相关系数为
1/(1)mn M ρ=--的信号的集合。在M 维空间中，这些信号作为正交信号，其相邻的信号之间具有同样的最小间隔，它们达到相互间隔所要求的发送能量为
M M s /1）（-?，该能量比正交信号所要求的能量小，为其M M /1）（-倍。
⑤ M 元二进制编码信号的错误概率，如果)
(m in d e 是M 个信号波形的最小欧
式距离，则符号错误概率的上边界时
()2
min 0
()(1)(1)2exp[]4e k
m b
d P M P M Q N <-=-<-
M 元PAM 的错误概率：
2(1)M M P Q M -=
式中， 是平均比特能量， 是平均比特SNR
1s i n 201()2
n N σ=12,1212
k M
b M k P P P k -=≈>>-∞0ln 20.693( 1.6)
b dB N ζ>=-av av b P T ζ=0
/bav
N
ζ123]M r n n n n =+???
四、实验过程
①几种调制方法的比较
根据课本上提供的多种调制方法错误概率与比特之间的关系，并且计算出相关的带宽效率，可绘制出如图的，当符号错误概率为5-
10时几种调制方法之间的关系图。
%正交信号相干检测部分分析
x1=[6 6.5 7 8.2];
y1=[3/16 5/16 0.5 3/4];
figure;
subplot(1,2,1);
plot(x1,y1,'-*','LineWidth',1.5);
axis([5 9 0.1 1]);
title('正交信号相干检测');
xlabel('比特SNR');
ylabel('R/W(b/sHz)');
%QAM信号分析
x2=[ 9 9.5 14 18.5];
y2=[ 1 2 4 6];
subplot(1,2,2);
plot(x2,y2,'-+');
title('QAM,PSK,PAM信号相干检测');
xlabel('比特SNR');
ylabel('R/W(b/sHz)');
hold on;
%PSK信号分析
x3=[9 9.5 12.6 17 ];
y3=[1 2 3 4 ];
plot(x3,y3,'-^');
x4=[10 12 16.5];
y4=[1 2 3];
plot(x4,y4,'-*');%AWGN信号分析
x5=[1.6 2.2 5 9 15 20];
y5=[0.1 1 3.5 5.6 9.1 10];
plot(x5,y5);
56
789
正交信号相干检测
比特SNR
R /W (b /s H z )
比特SNR
R /W (b /s H z )
2
4
68
101214161820
01234567
8910QAM,PSK,PAM 信号相干检测
比特SNR
R /W (b /s H z )
1、 实验结果及分析
等效低通信号脉冲g(t)的带宽效率，假定脉冲g(t)的持续时间是T ，带宽近似等于T 的倒数。 1)PSK:带宽效率为 ：
2)PAM:因为传输它的带宽效率高的方法是单边带,则带宽效率为 ：
3)QAM:它有两个正交载波，每一个载波具有一个PAM信号，但QAM信号必须经由双边带传输，所以当以带通信号带宽为基准时，带宽效率与PAM相同。2、实验结论
对无记忆调制方法的紧凑且有意义的比较是根据在要求达到给定的错误概率的情况下，归一化数据速率R/W（单位为（b/s）/Hz）与比特SNR的关系曲线。如果将二进制双极性信号与二进制正交信号的错误概率进行比较，要达到同样的错误概率，正交信号的能量需增加一倍。
在上面关于接收机的仿真中，可以看到，在PAM，QAM和PSK情况下，增加M导致较高的比特率-带宽比值。然而，达到了较高数据速率的代价是增加比特SNR。因此，这些调制方法适合于带宽受限的通信信道，这时希望R/W>1且要求有足够的SNR支持M的增加。
相反地，M元正交信号的R/W<=1。当M增加时，由于所需信道带宽增加，故R/W减少。然而，当M增加时，要达到给定错误概率（5
P），所需的比特
10-
=
M
SNR减少。因此，M元正交信号适合于功率受限的信道，该信道具有充分大的带宽容纳大量信号。在这种情况下，倘若SNR>0.693(-1.6dB),当∞
M时，可以
→
得到尽可能小的错误概率。该信噪比条件是在如下极限情况下可靠传输所需要的最小SNR：信道带宽∞
R。
W
W且相应的0
→
/→
通信原理实验报告
作者: 日期:
通信原理实验报告 实验名称：实验一—数字基带传输系统的—MATLAB方真 实验二模拟信号幅度调制仿真实验班级：10通信工程三班_________ 学号：2010550920 ________________ 姓名：彭龙龙______________
指导老师：王仕果______________
实验一数字基带传输系统的MATLA仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MATLA实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层坎上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间(-R, +R)上的连续函数，但所有计算机的CPU都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理( -R, + R)这样一个时间段。 为此将把s(t)按区间T, T截短为 2 2 S T(t)，再对S T(t)按时间间隔△ t均匀取样，得到取样 点数为: 仿真时用这个样值集合来表示信号 T Nt t s(t)。显然△ t反映了仿真系统对信号波形的分辨 率， (3-1) △ t越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后，对应的频谱时频率的周期函数，其重复周期是—。如果信号的最高频率为f H，那么必须有f H W 丄才能保证不发 t 2 t 生频域混叠失真。设 1 B s 2 t 则称B s为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是△ (3-2) t,那么不能用
数字通信技术 实验指导书 电子与信息工程学院 2015年6月
实验一分组交织编码的MATLAB实现 1 实验目的 1、掌握分组交织编码的原理； 2、进一步学习Matlab软件的使用和编程； 3、提高独立设计实验的能力。 2 实验要求 1、课前预习实验，实验原理必须论述清楚； 2、实验报告中列出所有的Matlab源程序并解释代码； 3、实验结果（波形图）必须粘贴在实验报告中； 4、实验报告上写上自己的学号和姓名。 3 实验代码与结果 1、长度≤N的长突发错误通过解交织被离散为随机错误，错误码元之间的最小间隔为M。 s1=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24] x1=reshape(s1,4,6) %交织器的输入按列写入 x1(2,4)=0;x1(2,5)=0; x1(2,6)=0;x1(3,1)=0;x1(3,2)=0 %产生长度为5的长突发错误 s2=reshape(x1',1,24) %交织器的输出按行读出 x2=reshape(s2,6,4)' %解交织器的输入按行写入 s3=reshape(x2,1,24) %解交织器的输出按列读出 s3(1,3)=3;s3(1,7)=7; s3(1,14)=14;s3(1,18)=18;s3(1,22)=22 %通过分组码纠正随机错误 a=[s1,s2,s3] %对比三个输出 plot(s1,s2)
2、对于周期性的单个错误（间隔为N），通过解交织后会转化为长度为M的单个长突发错误。 s1=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24] x1=reshape(s1,4,6) x1(1,3)=0;x1(2,3)=0; x1(3,3)=0;x1(4,3)=0 s2=reshape(x1',1,24) x2=reshape(s2,6,4)' s3=reshape(x2,1,24) a=[s1,s2,s3] plot(s1,s2)
中南大学 数字通信原理 实验报告 课程名称：数字通信原理实验 班级： 学号： 姓名： 指导教师：
实验一数字基带信号 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。 3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ）、传号交替反转码（AMI）、三阶高密度双极性码（HDB3）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。 2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。 三、实验步骤 本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。 1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。 2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。 用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察： （1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）； （2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ 码特点。 3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。 仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。 （1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码（开关K4置于左方AMI 端）波形和HDB3码（开关K4置于右方HDB3端）波形。再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。
实验1:用 Verilog HDL 程序实现乘法器 1实验要求: (1) 编写乘法器的 Veirlog HDL 程序. (2) 编写配套的测试基准. (3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证 (4) 注意乘法逻辑电路的设计. 2 试验程序： Module multiplier(input rst,input clk,input [3:0]multiplicand, input [3:0]multiplier,input start_sig,output done_sig,output [7:0]result); reg [3:0]i; reg [7:0]r_result; reg r_done_sig; reg [7:0]intermediate; always @ ( posedge clk or negedge rst ) if( !rst ) begin i<=4'b0; r_result<=8'b0; end else if(start_sig) begin case(i) 0: begin intermediate<={4'b0,multiplicand}; r_result<=8'b0; i<=i+1; end 1,2,3,4: begin if(multiplier[i-1]) begin r_result<=r_result+intermediate; end intermediate<={intermediate[6:0],1'b0}; i<=i+1; end 5: begin r_done_sig<=1'b1;
i<=i+1; end 6: begin r_done_sig<=1'b0; i<=1'b0; end endcase end assign result=r_done_sig?r_result:8'bz; assign done_sig=r_done_sig; endmodule3 测试基准： `timescale 1 ps/ 1 ps module multiplier_simulation(); reg clk; reg rst; reg [3:0]multiplicand; reg [3:0]multiplier; reg start_sig; wire done_sig; wire [7:0]result; /***********************************/ initial begin rst = 0; #10; rst = 1; clk = 1; forever #10 clk = ~clk; end /***********************************/ multiplier U1 ( .clk(clk), .rst(rst), .multiplicand(multiplicand), .multiplier(multiplier), .result(result), .done_sig(done_sig), .start_sig(start_sig) ); reg [3:0]i; always @ ( posedge clk or negedge rst ) if( !rst )
通信原理 实验一 实 验 报 告 实验日期： 学院： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
实验一数字基带传输系统的MA TLAB仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握 卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的 常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用 MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MA TLAB实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB 程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB 程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB 程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看， 信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如 信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层次上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 四、实验步骤 （1）分析程序program1_1 每条指令的作用，运行该程序，将结果保存，贴在下面的空白 处。然后修改程序，将dt 改为0.2，并执行修改后的程序，保存图形，看看所得图形的效果 怎样。 dt=0.01 时的信号波形 Sinusoidal signal x(t) -2-1.5-1-0.500.51 1.52 Time t (sec) dt=0.2 时的信号波形
基带传输系统实验报告 一、 实验目的 1、 提高独立学习的能力； 2、 培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、 学习matlab 的使用； 4、 掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、 熟悉基带传输系统的基本结构； 6、 掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、 通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、 实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 基带传输系统方框图如下： 基带脉冲输入 噪声 基带传输系统模型如下： 信道信号 形成器 信道 接收 滤波器 抽样 判决器 同步 提取 基带脉冲
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率错误!未找到引用源。o为4 /Ts，滚降系数分别取为0.1、0.5、1， （1）如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。 （2）如果采用匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。 （1）非匹配滤波器 窗函数法： 子函数程序： function[Hf,hn,Hw,w]=umfw(N,Ts,a)
实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 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 -1.5 1.5]);
图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用
南昌工程学院 《通信技术》实训报告 系院信息工程学院 专业通信工程 班级 学生姓名 学号 实习地点 指导教师 实习起止时间：2014 年 6 月9 日至2014 年6 月20 日
目录 一、实训时间 (3) 二、实训地点 (3) 三、实训目的 (3) 四、实训情况简介 (3) 五、实训内容 (4) 六、实训小结或体会 (10)
一、实训时间：从2014 年6 月9 日至2014年6 月20 日 二、实训地点： 三、实训目的 通过本实训了解2M业务在点对点组网方式时候的配置。通过本实训了解2M业务在链型组网方式时候的配置。通过本实训了解2M业务在环形组网方式时候的配置。通过本次实训了解MGW及MSCS数据配置。 SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像SDH技术和视频等。加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，陆续出现了T1(DS1)/E1载波系统(1.544/2.048Mbps)、X.25帧中继、ISDN(综合业务数字网) 和FDDI(光纤分布式数据接口)等多种网络技术。随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。SDH就是在这种背景下发展起来的。在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，且价格越来越低，在接入网中应用可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH 同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。我们了解SDH的光传输及MGW及MSCS数据配置对我们加深理论知识理解有帮助。 四、实训情况简介 经学校安排, 于2014年6月9号至2014年6月20号期间在电子信息楼B404进行了实训，实训工作内容为SDH点对点组网配置实验，SDH链型组网配置实验，SDH环形组网配置实验以及MGW和MSCS数据配置实验。现总结如下： 实验进行了两周，第一周是移动数据配置，第二周是光传输实验，每次老师先给我们讲解原理，还有注意事项等，我了解了原理之后按照指导书在配置环境下按指导书配置。配置
《数字通信原理与技术》实验报告 学院：江苏城市职业学院 专业：计算机科学与技术 班级： 姓名：___________ 学号： ________
实验一熟悉MATLAB环境 一、实验目的 （1）熟悉MATLAB的主要操作命令。 （2）掌握简单的绘图命令。 （3）用MATLAB编程并学会创建函数。 （4）观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=【1 2 3 4】，B=【3 4 5 6】，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 (2)用MATLAB实现下列序列： a）x（n）=0.8n 0≦n≦15 b）x（n）=e(0.2+0.3j) 0≦n≦15 c）x（n）=3cos(0.125πn+0.2π)+0.2sin(0.25πn+0.1π) 0≦n≦15 d) 将c）中的x（n）扩展成以16为周期的函数x16（n）=x（n+16），绘出四个周期。 e) 将c）中的x（n）扩展成以10为周期的函数x10（n）=x（n+10），绘出四个周期。 (3) 绘出下列时间函数图形，对x轴、y轴以及图形上方均须加上适当的标注： a）x (t )=sin(2πt) 0≦n≦10s b) x (t)=cos(100πt)sin(πt) 0≦n≦14s 三、程序和实验结果 (1)实验结果： 1、A=[1,2,3,4] B=[3,4,5,6] C=A+B D=A-B E=A.*B F=A./B G=A.^B A =1 2 3 4 B =3 4 5 6 C =4 6 8 10 D =-2 -2 -2 -2 E =3 8 15 24 F =0.3333 0.5000 0.6000 0.6667 G =1 16 243 4096 >> stem(A) >> stem(B) >> stem(C) >> stem(D) >> stem(E) >> stem(F)
实验一信号源实验 一、实验目的 1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。 2、掌握信号源模块的使用方法。 二、实验内容 1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。 2、观测各路数字信源输出。 3、观测正弦点频信源输出。 4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。 三、实验仪器 1、信号源模块一块 2、20M双踪示波器一台 四、实验原理 信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 1、DDS信源 DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。 正弦波输出频率范围为1Hz～200KHz，幅度范围为200mV～4V。 三角波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 锯齿波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 方波A输出频率范围为1Hz～50KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比50％不变。 方波B输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比以5％步进可调。 输出波形如下图1-1所示。
正弦波：1Hz-200KHz 三角波：1Hz－20KHz 锯齿波：1Hz－20KHz 方波A：1Hz－50KHz(占空比50％) 方波B：1Hz－20KHz（占空比0％－100％可调） 图1-1 DDS信源信号波形 2、数字信源 （1）数字时钟信号 24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。 2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。64K：方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。 32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。 8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。 输出时钟如下图1-2所示。
Digital Communication Project 姓名：王志卓 学号：514104001502
在PSK调制时，载波的相位随调制信号状态不同而改变。如果两个频率相同的载波同时开始振荡，这两个频率同时达到正最大值，同时达到零值，同时达到负最大值，此时它们就处于―同相‖状态；如果一个达到正最大值时，另一个达到负最大值，则称为―反相‖。把信号振荡一次（一周）作为360度。如果一个波比另一个波相差半个周期，两个波的相位差180度，也就是反相。当传输数字信号时，―1‖码控制发0度相位，―0‖码控制发180度相位。 PSK相移键控调制技术在数据传输中，尤其是在中速和中高速的数传机（2400bit/s～4800bit/s）中得到了广泛的应用。相移键控有很好的抗干扰性,? 在有衰落的信道中也能获得很好的效果。主要讨论二相和四相调相，在实际应用中还有八相及十六相调相。 PSK也可分为二进制PSK（2PSK或BIT/SK）和多进制PSK（MPSK）。在这种调制技术中，载波相位只有0和π两种取值，分别对应于调制信号的―0‖和―1‖。传―1―信号时，发起始相位为π的载波；当传―0‖信号时，发起始相位为0的载波。由―0‖和―1‖表示的二进制调制信号通过电平转换后，变成由―–1‖和―1‖表示的双极性NRZ（不归零）信号，然后与载波相乘，即可形成2PSK信号，在MPSK中，最常用的是四相相移键控，即QPSK （QuadraturePhaseShiftKeying），在卫星信道中传送数字电视信号时采用的就是QPSK调制方式。可以看成是由两个2PSK调制器构成的。输入的串行二进制信息序列经串—并变换后分成两路速率减半的序列，由电平转换器分别产生双极性二电平信号I（t）和Q（t），然后对载波Acos2πfct和Asin2πfct进行调制，相加后即可得到QPSK信号。 PSK信号也可以用矢量图表示，矢量图中通常以零度载波相位作为参考相位。四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。QPSK是在M=4时的调相技术，它规定了四种载波相位，分别为45°，135°，225°，315°。调制器输入的数据是二进制数字序列，为了能和四进制的载波相位配合起来，则需要把二进制数据变换为四进制数据，这就是说需要把二进制数字序列中每两比特分成一组，共有四种组合，即00，01，10，11，其中每一组称为双比特码元。每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成的，它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。QPSK中每次调制可传输2
数字信号光纤通信技术实验的报告 预习要求 通过预习应理解以下几个问题： 1．数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程； 2．衡量数字通信系统有那两个指标？； 3．数字通信系统中误码是怎样产生的？； 4．为什么高速传输系统总是与宽带信道对应？； 5．引起光纤中码元加宽有那些因素？； 6．本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理； 7．为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码？； 8．时钟提取电路的工作原理。 目的要求 1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理 2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术 实验原理 一、数字信号光纤通信的基本原理 数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示（图中仅画出一个方向的信道）。工作的基本过程如下：语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路，加上起始位（低电平）和终止位（高电平）后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。此时输出的数码称为数据码，其码元结构是随机的。为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难，在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码，使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。由编码电路输出的信号称为线路码信号。线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个：1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号；2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。接收端收到的最终数字信号，经过数/模转换恢复成原来的语音信号。 图8-2-1 数字信号光纤通信系统的结构框图 在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元，低电平表示0码元。码元持续时间（亦称码元宽度）与发时钟TxC的周期相同。为了增大通信系统的传输容量，就要求提高收、发时钟的频率。发时钟频率愈高码元宽度愈窄。 由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后，其码元宽度要加宽。加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。单模光纤频带宽，多模光纤频带窄。因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导，光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波，每个这样的电磁波称为一个模式。光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。纤芯半径和数字孔径愈大，光纤中参与光信号传输的模式也愈多，这种光纤称为多模光纤（芯径50或62.5μm）。多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。因此，在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时，每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样，从而引起了数字信号码元的加宽。码元加
电子科技大学 实验报告 实验一 NS2的基础使用 NS2是一种提供虚拟环境进行网络模拟仿真，能验证网络性能的正确性和进行相关性能测试的软件。 一、实验环境： Ubuntu 12.04/kernel 3.5 GCC 4.6.3 NS-2.33 二、网络拓扑： 实验共有6个节点，每个节点的连接情况如图所示。其中节点N0、N2和节点N1、N2连接，N3、N4和N4、N5连接，N2和N3连接。从0号节点到2号节点，带宽为2Mb,延时为10ms。 三、实践步骤： 切换到用户根目录下cd ~ 建立自己的文件夹mkdir your_document_name 进入刚刚新建的文件夹cd your_document_name 新建一个TCL 脚本文件gedit your_TCL_file_name.tcl #Here is the beginning of this code file set val(stop) 5.0 ;# 模拟器结束时间 #新建一个NS 模拟对象 set ns [new Simulator] #打开NS 追踪文件 set tracefile [open out.tr w] $ns trace-all $tracefile
#打开NAM 追踪文件 set namfile [open out.nam w] $ns namtrace-all $namfile #新建6 个节点 set n0 [$ns node] set n1 [$ns node] set n2 [$ns node] set n3 [$ns node] set n4 [$ns node] set n5 [$ns node] #建立节点之间的链路，格式解释如下 #duplex-link 双向链路可选选项(duplex-link,simple-link 单向链路) #$n0 $n2 表明从0 号节点到2 号节点 #2.0Mb 申明链路传输速率，可使用Mb,Kb,b #10ms 申明链路传输延迟 #DropTail 队列类型 $ns duplex-link $n0 $n2 2.0Mb 10ms DropTail #申明链路队列长度 $ns queue-limit $n0 $n2 10 $ns duplex-link $n1 $n2 2.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n1 $n2 10 $ns duplex-link $n4 $n3 2.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n4 $n3 10 $ns duplex-link $n3 $n2 1.0Mb 20ms DropTail $ns queue-limit $n3 $n2 10 $ns duplex-link $n3 $n5 2.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n3 $n5 10 #为NAM 创建节点位置描述，以第一个为例，2 号节点在0 号节点的右下方 $ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down $ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up $ns duplex-link-op $n4 $n3 orient left-down $ns duplex-link-op $n3 $n2 orient left $ns duplex-link-op $n3 $n5 orient right-down #新建一个UDP 连接 set udp0 [new Agent/UDP] #将0 号节点Agent/UDP 绑定，以下类似 $ns attach-agent $n0 $udp0 set null2 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n4 $null2 #将Agent/UDP 及Agent/Null 节点进行连接 $ns connect $udp0 $null2 #设置Agent/UDP 包大小
通信原理 实 验 报 告
实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3码信号中提取位同步信号的方法 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点 5、了解HDB 3（AMI ）编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ ）、传号交替反转码（AMI ）、三阶高密度 双极性码（HDB 3）、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块（EL-TS-M6）、AMI/HDB 3编译码模块（EL-TS-M6）。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察： （1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；
数字通信 综合实验 学院计算机与电子信息学院 专业电子信息工程班级电信XX-X 姓名 XXX 学号 1103403XXXX 指导教师陈信 实验报告评分：_______
目录 一、目的和要求 (3) 二、实验原理 (3) 三、实验内容 (4) 四、模块设计 (4) 五、实验结果与分析 (10) 六、心得体会 (10) 七、参考文献 (11)
一、目的和要求 目的： 此次课程设计主要运用MATLAB 集成环境下的Simulink 仿真平台对2ASK 频带传输系统仿真，并把运行仿真结果输入到显示器，根据显示器结果分析设计的系统性能。在设计中，目的主要是仿真通信系统中频带传输技术中的ASK 调制。产生一段随机的二进制非归零码的频带信号，对其进行ASK 调制后再加入加性高斯白噪声传输，在接收端对其进行ASK 解调以恢复原信号，观察还原是否成功。通过Simulink 的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK 调制与解调情况。数字频带传输系统的仿真（用Simulink 实现） 要求： 含纠错编译码、2ASK/2FSK/2PSK/2DPSK 调制与解调4种方式中的一种和高斯白噪声的信道。 1.画出系统结构图。 2.绘制出基带信号、已调信号、解调信号波形和它们频谱图，列出各simulink 模块参数设计界面和眼图。 二、 实验原理 二进制振幅键控原理（2ASK ） 数字幅度调制又称幅度键控（ASK ），二进制幅度键控记作2ASK 。2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。2ASK 信号可表示为 t w t s t e c cos )()(0= （2-1） 式中，c w 为载波角频率，s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列 )()(b n n nT t g a t s -=∑ （2-2） 其中，g(t)是持续时间b T 、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；n a 为二进制数字 ???-=P P a n 101，出现概率为，出现概率为 （2-3） 2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种：模拟调制（相乘器法）和键控法。本课程设计运用模拟幅度调制的方法，用乘法器实现。相应的调制如下图：
现代通信技术实验报告 班级： 2012211110 学号： 2012210299 姓名：未可知
在学习现代通信技术实验课上，老师提到的一个词“通信人”警醒了我，尽管当初填报志愿时选择了通信工程最终也如愿以偿，进入大三，身边的同学忙着保研、考研、出国、找工作，似乎大家都为了分数在不懈奋斗。作为一个北邮通信工程的大三学生，我也不断地问自己想要学习的是什么，找寻真正感兴趣的是什么，通信这个行业如此之大，我到底适合什么。本学期，现代通信技术这本书让我了解到各种通信技术的发展和规划，也让我对“通信人”的工作有了更深刻的认识。 一、通信知识的储备 《现代通信技术》第一页指出，人与人之间通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等感官，感知现实世界而获取信息，并通过通信来传递信息。所谓信息，是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，客观世界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各种各样的信息。信息的目的是用来“消除不可靠的因素”，它是物质运动规律总和。因此，我们通信人的任务就是利用有线、无线等形式来将信息从信源传递到信宿，在传输过程中保证通信的有效性和可靠性。 而具体来讲，要实现信息传递，通信网是必需的通信体系，其中通信网分层的结构形式需要不同的支撑技术，包括业务网技术，向用户提供电话、电报、数据、图像等各种电信业务的网络；介入与传送网技术，实现信息由一个点传递到另一个点或一些点的功能。对此，我们通信工程专业学习课程的安排让我们一步步打下基础，建立起知识储备。 知识树如下： 如知识树所述，通信工程课程体系可以大致分为一下6类基础：
数学基础：工科数学分析，线性代数，复变函数，概率论基础，随机过程； 电路基础：电路分析，模拟电子技术，数字逻辑电路，通信电子电路； 场与波基础：电磁场与电磁波，微波技术，射频与天线； 计算机应用能力：C 语言程序设计，微机原理与接口技术，计算机网络，数据结构，面向对象程序设计，实时嵌入式系统 信号处理类课程：信号与系统，信号处理，图像处理，DSP 原理及应用； 通信类课程：通信原理，现代通信技术，信息论基础，移动通信，光纤通信等。 从大一开始学习的工科数学分析，大学物理，大学计算机基础等课程为基础类课程，旨在培养我们的语言能力，数学基础，物理基础，计算机能力，然后逐步加大难度，细化课程，方向逐渐明朗详细。同时，课程中加入了各种实验，锻炼了我们的动手能力。 二、通信知识的小小应用 实验课上老师说过，以我们所学的知识已经可以制作简单通信的手机的草图了，我对此跃跃欲试。经过思考和调研，以下是我对于简单手机设计的原理框图和思考结果。 一部手机的结构包括接收机、发射机、中央控制模块、电源和人机界面部分，如下图 手机结构设计图 电路部分包括射频和逻辑音频电路部分，射频电路包括从天线到接收机的解调输出，与发射的I/O 调制到功率放大器输出的电路。其中，射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能；射频发射电路完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能。要用到的超外差接收机、混频器、鉴相器等在《通信电子电路》书本中的知识。逻辑音频包括从接收解调到接收音频输出、送话器电路到发射I/O 调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路。由核心控制模块CPU 、EEPROM 、 FLASH 、SRAM 等部分组成，一个基本 天线 接收机 发射机 频率合成 电源 逻 辑 音 频 人 机 交 互
基带传输系统实验报告 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习matlab的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 基带传输系统方框图如下： 基带传输系统模型如下：
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率Fo为 4 /Ts，滚降系数分别取为、、1，
通信原理软件实验报告 学院：信息与通信工程学院 班级： 一、通信原理Matlab仿真实验 实验八 一、实验内容 假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。 二、实验原理 1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM 该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为： 应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制： AM信号的频谱特性如下图所示： 由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。 2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生 双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波 c(t)相乘得到，如图所示： m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：
若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。 3、单边带条幅SSB信号 双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。 单边带条幅SSB AM信号的其表达式： 或 其频谱图为： 三、仿真设计 1、流程图：