北京邮电大学实验报告 题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告 班级：2013211124 专业：信息工程 姓名：曹爽 成绩：
目录 实验一：抽样定理 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验要求 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验步骤和结果 (3) 五、实验总结和讨论 (9) 实验二：验证奈奎斯特第一准则 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验要求 (10) 三、实验原理 (10) 四、实验步骤和结果 (10) 五、实验总结和讨论 (19) 实验三：16QAM的调制与解调 (20) 一、实验目的 (20) 二、实验要求 (20) 三、实验原理 (20) 四、实验步骤和结果 (21) 五、实验总结和讨论 (33) 心得体会和实验建议 (34)
实验一：抽样定理 一、 实验目的 1. 掌握抽样定理。 2. 通过时域频域波形分析系统性能。 二、 实验要求 改变抽样速率观察信号波形的变化。 三、 实验原理 一个频率限制在0f 的时间连续信号()m t ，如果以0 12S T f 的间隔进行等间隔均匀抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。 四、 实验步骤和结果 1. 按照图1.4.1所示连接电路，其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ，如图1.4.2所示。 图1.4.1 连接框图
图1.4.2 信号源设置，其余两个频率值设置分别为15和20 2.由于三个信号源最高频率为20Hz，根据奈奎斯特抽样定理，最低抽样频率应 为40Hz，才能恢复出原信号，所以设置抽样脉冲为40Hz，如图1.4.3。 图1.4.3 抽样脉冲设置 3.之后设置低通滤波器，设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器（其他类型的 低通滤波器也可以，影响不大），截止频率设置为信号源最高频率值20Hz，如图1.4.4。
第三章 1 2 3
4 5 6 6.1
6.2 7
8 9 10 第4章 （1） （2）()()()sin(2)sin(2)m c s t m t c t f t Ac f t ππ==
[cos 2()cos 2()]2c m c m Ac f f t f f t ππ= --+ (){[()][()]}4c m c m Ac S f f f f f f f δδ=+-+-- {[()][()]}4 c m c m Ac f f f f f f δδ-+++-+ （3）相干解调 相干解调：将接收信号与载波信号sin(2)fct π相乘，得到 ()sin(2)()sin(2)sin(2)c c c c r t f t A m t f t f t πππ=()[1cos(4)]2 c c A m t f t π= - 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号为0()()2 c A y t m t = 2解：(1)444)4cos()cos(2 1.210)()cos(2102 1.110t t t s t πππ++=????? 444cos(2 1.110)[10.5cos(20.110)]t t ππ=+???? 调制系数是a=0.5; 信号频率是f=1000Hz (2)44441 ()[(10)(10)]2[( 1.110)( 1.110)]2S f f f f f δδδδ=++-+++-?? 441 [( 1.210)( 1.210)]2 f f δδ+++-?? (3) 3解：(1)已调信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是()1m t ≤， 这里的max ()151A m t ==>，用包络检波将造成解调波形失真。 (2)
信源编码的基本原理及其应用 课程名称通信原理Ⅱ 专业通信工程 班级******* 学号****** 学生姓名***** 论文成绩 指导教师***** ******
信源编码的基本原理及其应用 信息论的理论定义是由当代伟大的数学家美国贝尔实验室杰出的科学家香农在他1948 年的著名论文《通信的数学理论》所定义的，它为信息论奠定了理论基础。后来其他科学家，如哈特莱、维纳、朗格等人又对信息理论作出了更加深入的探讨。使得信息论到现在形成了一套比较完整的理论体系。 信息通过信道传输到信宿的过程即为通信，通信中的基本问题是如何快速、准确地传送信息。要做到既不失真又快速地通信，需要解决两个问题：一是不失真或允许一定的失真条件下，如何提高信息传输速度（如何用尽可能少的符号来传送信源信息）；二是在信道受到干扰的情况下，如何增加信号的抗干扰能力，同时又使得信息传输率最大（如何尽可能地提高信息传输的可靠性）。这样就对信源的编码有了要求，如何通过对信源的编码来实现呢？ 通常对于一个数字通信系统而言，信源编码位于从信源到信宿的整个传输链路中的第一个环节，其基本目地就是压缩信源产生的冗余信息，降低传递这些不必要的信息的开销，从而提高整个传输链路的有效性。在这个过程中，对冗余信息的界定和处理是信源编码的核心问题，那么首先需要对这些冗余信息的来源进行分析，接下来才能够根据这些冗余信息的不同特点设计和采取相应的压缩处理技术进行高效的信源编码。简言之，信息的冗余来自两个主要的方面：首先是信源的相关性和记忆性。这类降低信源相关性和记忆性编码的典型例子有预测编码、变换编码等；其次是信宿对信源失真具有一定的容忍程度。这类编码的直接应用有很大一部分是在对模拟信源的量化上，或连续信源的限失真编码。可以把信源编码看成是在有效性和传递性的信息完整性（质量）之间的一种折中有段。 信源编码的基本原理： 信息论的创始人香农将信源输出的平均信息量定义为单消息（符号）离散信源的信息熵： 香农称信源输出的一个符号所含的平均信息量为 为信源的信息熵。 通信原理中对信源研究的内容包括3个方面： (1)信源的建模 信源输出信号的数学描述已有成熟的理论——随机过程，一般的随机过程理∑=-=L i i i x p x p x H 12) (log )()()(x H
信息与通信工程学院通信原理软件实验报告
实验二时域仿真精度分析 一、实验目的 1. 了解时域取样对仿真精度的影响 2. 学会提高仿真精度的方法 二、实验原理 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间(-无穷，+无穷)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这样一个时间段。为此将把s(t)按区间[-T/2 ,+T/2 ]截短为按时间间隔dert T均匀取样，得到的取样点数为N=T/dert T. 仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。Dert T反映了仿真系统对信号波形的分辨率，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，对应的频谱是频率的周期函数，其重复周期是1/t; 。如果信号的最高频率为 那么必须有 才能保证不发生频域混叠失真，这是奈奎斯特抽样定理。设 则称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，那么不能用 此仿真程序来研究带宽大于这的信号或系统。换句话说，就是当系统带宽一定的情况下，信号的采样频率最小不得小于2*Bs，如此便可以保证信号的不失真，在此基础上时域采样频率越高，其时域波形对原信号的还原度也越高，信号波形越平滑。也就是说，要保证信号的通信成功，必须要满足奈奎斯特抽样定理，如果需要观察时域波形的某些特性，那么采样点数越多，可得到越真实的时域信号。 三、实验步骤 1.将正弦波发生器模块、示波器模块、时钟模块按下图连接：
时钟设置0.01，得到的结果如下： 时钟设置0.3，以后得到的结果如下：
五、思考题 （1）观察分析两图的区别，解释其原因。 答：因为信号周期是1，而第一个图的采样周期是0.01，所以一个周期内能采样100个点，仿真出来的波形能较精确地显示成完整波形，而第二个图采样周期是0.3，所以一个周期内只有三个采样点，故信号失真了。 （2）将示波器的控制时钟的period的参数改为0.5，观察仿真结果，分析其原因。 结果如下：
北邮通信原理课后习题答案第三章 1 2 3
4 5
6 6.1 6.2
7 8
9 10 (1) (2) stmtctftAcft()()()sin(2)sin(2),,,,mc Ac ,,,，[cos2()cos2()],,cmcmfftfft2 Ac (){[()][()]},，,，,,,,cmcmSfffffff4 Ac ,，，，,，{[()][()]},,cmcmffffff4 (3)相干解调 输出y0(t)r(t)
理想低通滤波器 Cos(Wct) 与发端相干解调 相干解调:将接收信号与载波信号相乘，得到 sin(2),fct Ac rtftAmtftft()sin(2)()sin(2)sin(2),,,ccc,c,,()[1cos(4)],mtftc2 Ac 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号为 0()()ytmt,2 444st()cos(21021.110,，，，，，,,ttt)4cos()cos(21.210)，，,2解:(1) 44,，4cos(21.110)[10.5cos(20.110)],,，，，，tt 调制系数是a=0.5; 信号频率是f=1000Hz 14444 (2) ,，，,，，，,,,,,，，Sfffff()[(10)(10)]2[(1.110)(1.110)]2 144 ，，，,,,，，[(1.210)(1.210)]ff2 S(f) 5/2 2 3/2 1 1/2 10000120000f(Hz)-12000-10000-1100011000 (3) r(t)y(t) 包络检波器 3解:(1)已调信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是， mt()1, 这里的，用包络检波将造成解调波形失真。 Amt,,,max()151 (2)
通信原理复习资料 第一章 绪论 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类 （1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （4）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （5）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （6）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 ★★5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔）， 是“速度”问题； 模拟通信系统模型 信息源 信源编码 信道译码 信道编码信 道数字调制 加密 数字解调解密 信源译码 受信者 噪声源 数字通信系统模型
可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 （1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端解调器输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ）； 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒。 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息。 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 ★8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。 9、信息源的熵，即每个符号的平均信息量：)x (p log )x (p I i 2n 1 i i ∑=- = 结论：等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章 信道与噪声 一 确知信号与随机过程 1、确知信号：是指其取值在任何时间都是确定的和可预知的信号，通常可以用数学公式表示它在任何时间的取值。 2、确知信号的类型 （1）按照周期性区分：周期信号和非周期信号 （2）按照能量区分：能量信号和功率信号： 特点：能量信号的功率趋于0，功率信号的能量趋于￥ 3、确知信号在频域中的性质有四种，即频谱、频谱密度、能量谱密度和功率谱密度。 4、确知信号在时域中的特性主要有自相关函数和互相关函数。 ★ 5、自相关函数反映一个信号在不同时间上取值的关联程度。能量信号的自相关函数R （0）等于信号的能量；功率信号的自相关函数R （0）等于信号的平均功率。 6、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。 ★7、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 ★8、随机过程的统计特性由其分布函数或概率密度函数描述。 9、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 ★★10、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带高斯噪声的包络为莱斯分布；当大信噪比时，趋近于正态分布；小信噪比时近似为瑞利分布。 11、窄带随机过程：若随机过程x (t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围Df 内，即满足Df << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该x (t )为窄带随机过程。 ★★12、宽平稳随机过程的定义：P ？？. ★★13、各态历经性定义及应用：P ？？ 宽平稳与各态历经性的关系。 二、信道分类： （1）无线信道 － 电磁波（含光波）
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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：
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实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM ） 一、实验目的 1、了解DSB-SC AM 信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。 2、了解DSB-SC AM 信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。 3、了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。 4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。 二、实验原理 DSB 信号的时域表达式为 ()()cos DSB c s t m t t ω= 频域表达式为 1 ()[()()]2 DSB c c S M M ωωωωω=-++ 其波形和频谱如下图所示 DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示
将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。 DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。为了能在接收端获取载波，一种方法是在发送端加导频，如上图所示。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪导频信号。 在锁相环锁定时，VCO输出信号sin2πf c t+φ与输入的导频信号cos2πf c t 的频率相同，但二者的相位差为φ+90°，其中很小。锁相环中乘法器的两个 输入信号分别为发来的信号s(t)（已调信号加导频）与锁相环中VCO的输出信号，二者相乘得到 A C m t cos2πf c t+A p cos2πf c t?sin2πf c t+φ =A c 2 m t sinφ+sin4πf c t+φ+ A p 2 sinφ+sin4πf c t+φ 在锁相环中的LPF带宽窄，能通过A p 2 sinφ分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量，因为很小，所以约等于。LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。锁定后的VCO输出信号sin2πf c t+φ经90度移相后，以cos2πf c t+φ作为相干解调的恢复载波，它与输入的导频信号cos2πf c t 同频，几乎同相。 相干解调是将发来的信号s(t)与恢复载波相乘，再经过低通滤波后输出模拟基带信号 A C m t cos2πf c t+A p cos2πf c t?cos2πf c t+φ =A c 2 m t cosφ+cos4πf c t+φ+ A p 2 cosφ+cos4πf c t+φ 经过低通滤波可以滤除四倍载频分量，而A p 2 cosφ是直流分量，可以通过隔直
第七章 信源编码 7-1已知某地天气预报状态分为六种：晴天、多云、阴天、小雨、中雨、大雨。 ① 若六种状态等概出现，求每种消息的平均信息量及等长二进制编码的码长N 。 ② 若六种状态出现的概率为：晴天—；多云—；阴天—；小雨—；中雨—；大雨—。试计算消息的平均信息量，若按Huffman 码进行最佳编码，试求各状态编码及平均码长N 。 解: ①每种状态出现的概率为 6,...,1,6 1 ==i P i 因此消息的平均信息量为 ∑=- ===6 1 22 /58.26log 1 log i i i bit P P I 消息 等长二进制编码的码长N ＝[][]316log 1log 22=+=+L 。 ②各种状态出现的概率如题所给，则消息的平均信息量为 6 2 1 2222221log 0.6log 0.60.22log 0.220.1log 0.10.06log 0.060.013log 0.0130.007log 0.0071.63/i i i I P P bit - == = ------ ≈ ∑消息 Huffman 编码树如下图所示： 由此可以得到各状态编码为：晴—0，多云—10，阴天—110，小雨—1110，中雨—11110， 大雨—11111。 平均码长为： 6 1 10.620.2230.140.0650.01350.0071.68 i i i N n P == =?+?+?+?+?+? =∑— 7-2某一离散无记忆信源（DMS ）由8个字母(1,2,,8)i X i =???组成，设每个字母出现的概率分别为：，，，，，，，。试求： ① Huffman 编码时产生的8个不等长码字； ② 平均二进制编码长度N ； ③ 信源的熵，并与N 比较。 解：①采用冒泡法画出Huffman 编码树如下图所示 可以得到按概率从大到小8个不等长码字依次为： 0100,0101,1110,1111,011,100,00,1087654321========X X X X X X X X
北邮通信原理复习重点提示 说明：本文是根据我自己的考研经验，以及近两年来讲授北邮通信原理辅导班的经历所写，旨在为大家复习通信原理提供一些参考，这样在复习中更容易做到有的放矢，提高复习的效率。 无论是801还是803都有通信原理的考试大纲，但是实际上考试大纲的参考价值并不大，其主要原因在于考试大纲所给出的内容太过简单，这样使得很多内容都模糊，令考生无法把握复习的度。本文将在考试大纲的基础上进行更详细的说明。考虑到801和803中通信原理的部分基本相同，下面的介绍同时适合801和803。 以下对北邮通信原理的内容进行标记，标记中重要程度顺序为：了解，识记，理解，掌握。了解就是看看就行，能记下一些就记一些。对于识记，就是知道有这么回事，遇到填空要会，能记住结论，实在记不下也没事，没有必要详细推导其中的原理。理解就是要求能弄懂知识点的来龙去脉，能独立推导出结论。掌握其实也是理解，只是更深入的理解，不但能理解书上所提到的知识本身，还应该能将基本原理灵活运行，遇到与之类似的问题也能解决。其中标有★的内容为最重点内容，几乎是每年必考的，务必掌握。 再次说明：以下所说的不是大纲，是我根据自己的经验所写，仅供参考。 第一章绪论 介绍通信的发展历史和一些相关的技术，考纲没有要求，肯定不考。也没有什么可以考，不过可以在复习累了的时候当小说看，消遣嘛！ 第二章确定信号分析 这一章系统介绍了通信的基础知识，包括傅立叶变换，相关，卷积，希尔伯特变换，能量信号与功率信号，解析信号，频带信号，这些都是非常重要的，而且是全书中比较难的地方，花的时间可能会比较多。如果这章很熟练了，看起后面的章节来会比较容易。 2.2 确定信号的分类了解 2.3 周期信号的傅利叶级数分析识记结论 2.4 傅利叶变换理解变换的原理，并能运用 2.5 单位冲激函数的傅利叶变换识记结论，掌握变换的方法 2.6 功率信号的傅利叶变换识记结论 2.7 能量谱密度和功率谱密度理解定义，并能运用 2.8 确定信号的相关函数理解定义的含义 2.9 卷积理解定义，掌握计算方法 2.10 确定信号通过线性系统了解基本过程
实验二、16QAM调制 一、实验目的 1、学会使用SystemView观察信号的星座图与眼图，分析性能 2、学习正交幅度调制解调的基本原理。 二、实验原理 1、正交幅度调制 QAM是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式。同时利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息在一个信道中传输。 2、调制原理 3、解调原理 4、眼图 眼图的“眼睛”的大小代表码间串扰的情况。“眼睛”张开的越大，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。 5、星座图 我们通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。它对于调制方式的误码率有很直观的判断。 三、实验内容 1、在system view软件中做出仿真连线图。
2、设置参数，观察调制信号波形 3、眼图设置：在SystemView中，在分析窗口单击图标，选择style，单击slice，并且设置合适的起点和终点的时间切片，然后选择信号后，得到眼图。 4、星座图设置：在SystemView中，在分析窗口中单击图标，选择style，单击scatter plot，在右侧的窗口中选择所需要观察的信号波形，确定，得到星座图。 5、设置无噪声和有噪声情况参数，对眼图和星座图进行对比分析。 四、实验结果 1、无噪声情况下，即序列均值为0，方差为0。 原基带信号：
调制信号（同向） （正交）
无噪眼图： 无噪星座图： 2、有噪声：均值为0，方差为1 眼图（有噪）：
星座图（有噪）： 五、结果分析 从上述实验结果图中可以看出： 1、原基带信号经过调制后，同向正交都满足。 2、在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小； 星座图能量较规整，误码率相对较低。 3、在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大； 星座图能量杂乱，误码率较高。 4、可见，噪声对系统性能有一定影响。
通信原理硬件实验 实验报告 班级： 姓名： 学号： 学院： 北京邮电大学
目录 第一部分必做实验 0 实验二抑制载波双边带的产生（DSBSC GENERATION） 0 一．实验目的 0 二．实验原理 0 三．实验步骤 0 四、实验结果 (2) 五、思考题 (7) 实验三振幅调制（AMPLITUDE MODULATION） (7) 一、实验目的 (7) 二、实验原理 (7) 三、实验步骤 (8) 四、实验结果 (9) 五、思考题 (12) 实验四包络与包络再生(ENVELOPS AND ENVELOPS RECOVERY) (12) 一、实验目的 (12) 二、实验原理 (13) 三、实验步骤 (13) 四、实验结果 (13) 五、思考题 (15) 实验十八ASK调制与解调(ASK-MODULATION & DEMODULATION) 16 一、实验目的 (16) 二、实验原理 (16) 三、实验步骤 (16) 四．实验结果 (20) 第二部分选做实验 (23) 实验十一取样与重建（SAMPLING AND RECONSTRUCTION） (23) 一．实验目的 (23) 二、实验原理 (23) 三、实验步骤 (24)
四、实验结果 (25) 五、思考题 (28) 第三部分实验心得 (28)
第一部分必做实验 实验二 抑制载波双边带的产生（DSBSC GENERATION ） 一．实验目的 １．了解抑制载波双边带(SC-DSB)调制器的基本原理。 ２．测试SC-DSB 调制器的特性。 二．实验原理 双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到，如下图所示： 产生的调幅信号的数学表达式为： 在本实验中就是用这种方法产生SC-DSB ，主振荡器的输出作为载波信号c(t)，为幅度为1V ，频率为100KHZ 的正弦波，音频振荡器产生调制信号m(t)，再经缓冲放大器组成，幅度为1V ，频率为1KHZ 。 三．实验步骤 1．将TIMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按图二连接。 )(=A t c )cos()()()()(?ω+=?=t A t m t c t m t s
电子工程学院 通信原理硬件实验报告 指导教师: 实验日期：
目录 实验一双边带抑制载波条幅 (3) 实验二：具有离散大载波的双边带调幅 (8) 实验六：眼图 (13) 实验七：采样、判决 (14) 实验八：二进制通断键控 (17) 实验十二：低通信号的采样与重建 (20) 实验总结 (24)
实验一双边带抑制载波条幅（DSB-SC AM） 一、实验目的 (1)了解DSB-SC AM信号的产生以及相干解调的原理和实现方法；(2)了解DSB-SC AM信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法； (3)了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法； (4)掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。 二、实验原理 AM信号的产生及相干解调原理框图如图1.1 （ 输出 图1.1 由图知，锁相环乘法器的输出为： 经过锁相环反馈，相干解调时与恢复载波想成，则 ，经过LPF、隔直流后，输出为.
四、实验步骤 SC-DSB 信号的数学表达式为s(t)=Acm(t)cos(Wct)，这个实验产生SC-DSB 的方法很简单，就是用载波跟调制信号直接相乘，其中载波是由主振荡器产生为幅度为1V，频率为100KHZ的正弦波，而调制信号由音频振荡器产生的正弦信号再经缓冲放大器组成，幅度为1V，频率为1KHZ。 1）按照图连接，将音频振荡器输出的模拟音频信号及主振荡器输出的100KHz模拟载频信号分别用连接线连至乘法器的两个输出端； 2）用示波器观看音频输出信号的信号波形的幅度以及振荡频率，调整音频信号的输出频率为10kHz,作为均值为0的调制信号m(t)； 3）用示波器观看主振荡器输出信号的幅度以及振幅频谱； 4）用示波器观看乘法器的输出波形，并注意已调信号波形的相位翻转与已调信号波形； 5）测量已调信号的波形频谱，注意其振幅频谱的特点； 6）调整增益G=1:将加法器的B 输出端接地，A 输入端接已调信号，用示波器观看加法器的输出波形以及振幅频谱，使加法器输入与加法器输出幅度一致； 7）调整增益g；加法器A 端接已调信号，B 接导频信号。用频谱仪观看加法器输出信号的振幅频谱，调节增益g 旋钮，使导频信号振幅频谱的幅度为已调信号的边带频谱幅度的0.8倍。此导频信号功率为已调信号功率的0.32倍。
试题七 一. 回答下列问题 (1)平稳随机过程)(t X 的自相关函数为)(τR 。已知对任意t ，()t X 和()τ+t X 当∞→τ时不相关。问)(t X 的平均功率，直流功率，交流功率各为多少？ (2)什么是理想信道的幅频特性，相频特性。 (3)有一个FM 发射机，它的最大调频频偏为10kHz ，已知调频的调制信号最高频率为3kHz ，求此调频信号的带宽。 (4)已知信息代码是1100000000100000，请将它编成如下的码型。 (a)AMI 码 (b)HDB3码 (c)数字双相码 (5)在功率谱密度为0 N 2的高斯白噪声干扰下，设计了一个对下图中()s t 匹配的匹配滤波器， 问如何确定最大输出信噪比的时刻。求最大输出信噪比。 二. 已知信号)2cos()]1002cos(1[)(t f t t s c ππ×+=（V ），其中载波1kHz c f = (1)画出信号的幅度谱； )(t s (2)是何种调制方式？请画出它的解调框图。 )(t s 三. 双边功率谱密度为0 N 2的高斯白噪声输入下图所示系统
(1) 求在系统输出端的随机过程的功率谱密度； (2) 求其输出的均值和方差； (3) 写出输出信号的一维概率密度函数表达式。 四. 假定解调器输入端的信号功率比发送端的信号功率低100dB ，信道中加性高斯噪声的双 边功率谱密度为140 10W/Hz 2 N ?=，基带调制信号的最高频率分量为，输出信噪比要求30dB ，试求在下列不同情况下的发送功率应是多少？ 10kHz m f =(1)单边带调幅 (2)双边带调幅； 五. 已知某计算机终端每秒钟输出9600个“0”、“1”等概的符号，符号“1”的波形是 ()()19600g t u t u t ??=???? ??，符号“0”的波形是()g t ?，其中()u t 是单位阶跃函数。求 (1)该终端输出信号的功率谱密度； (2)如果我们需要把该终端的输出通过一个频率范围是0~2400Hz 的基带信道传输，请设计一种可实现的系统，画出系统的示意框图，并给出必要参数，算出此系统的频带利用率。 六. 一个单极性矩形2PAM 序列通过加性白高斯噪声信道传输，接收端通过一个接收滤波器 后进行采样，将采样结果和门限电压2A 比较后给出判决。已知采样点的信号成分以相 等的概率取值于A 、0两个电平，噪声成分的均值为零，方差为2 σ，另外采样点还存在 等概取值于2A 及2A ? 码间干扰。求该系统的平均误比特率。 From https://www.doczj.com/doc/726990037.html,/myhearty/home
编程题实验三： 通过仿真测量占空比为25%、50%、75%以及100%的单双极性归零码波形及其功率谱。（编程） 源程序： clear all exec t2f.sci ; exec f2t.sci ; M=1000; //观察码元个数 L=2^5; //每个码元间隔内的采样点数 N=M*L; //总采样点数 Rs=5;//采样速率 Ts=1/Rs; //码元间隔 T=M*Ts; //观察时间 fs=N/T; //频率分辨率 t=[-(T/2):1/fs:(T/2-1/fs)]; EP=zeros(1,N);//累计初值，单，为全零向量 EPs=zeros(1,N);//累计初值，双，为全零向量 for loop=1:1000 //1000个样本 a=round((rand(1,M))); as=2*round((rand(1,M)))-1; tmp=zeros(L,M); tmps=zeros(L,M); //L1=L*0.25;//占空比25% //L1=L*0.5;//占空比50% //L1=L*0.75;//占空比75% L1=L*1;//占空比100% tmp([1:L1],:)=ones(L1,1)*a; tmps([1:L1],:)=ones(L1,1)*as; s=tmp(:)'; ss=tmps(:)'; S=t2f(s,fs); Ss=t2f(ss,fs); P=abs(S).^2/T; Ps=abs(Ss).^2/T; EP=EP*(1-1/loop)+P/loop; EPs=EPs*(1-1/loop)+Ps/loop; end; xset("window",1) title("单极性不归零码信号的波形") plot(t,s,'LineWidth',2); mtlb_axis([-2,2,-1.1,1.1]);
通信原理实验 实验报告 实验二抑制载波双边带的产生（DS B SC g e n er at i on）一、实验目的：
1．了解抑制载波双边带（SC-DSB）调制器的基本原理。 2．测试S C-DSB 调制器的特性。 二、实验步骤： 1．将T IMS 系统中的音频振荡器(Audio O scillator)、主振荡器(Master S ignals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按图（1）连接。 图（1）抑制载波的双边带产生方法一 2．用频率计来调整音频振荡器，使其输出为1kHz，作为调制信号，并调整缓冲放大器的K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。 3．调整缓冲放大器的K2，使主振荡器输至乘法器的电压为1V，作为载波信号。 4．测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。 5．调整音频振荡器的输出，重复步骤4。 6．将电压控制振荡器（VCO）模快和可调低通滤波器（Tuneable LPF）模块按图（2）连接。 图（2）抑制载波的双边带产生方法二 7．VCO 得频率选择开关器至于“LO”状态下，调整VCO 的Vin（控制电压DC－3V~3V ）使VCO 的输出频率为10kHZ。 8．将可调低通滤波器的频率范围选择范围至“wide”状态，并将频率调整至最大，此时截至频率大约在12kHz 左右。 9．将可调低通滤波器的输出端连接至频率计，其读数除360 就为LPF 的3dB 截止频率。10．降低可调LPF 的截止频率，使SC-DSB 信号刚好完全通过低通滤波器，记录此频率（fh=fc+F）。
11．再降低3dB 截止频率，至刚好只有单一频率的正弦波通过低通滤波器，记录频率（fl=fc-F） 12．变化音频振荡器输出为频率为800Hz、500Hz，重复步骤10、11。 三、实验结果： 1. 音频振荡器输出1KHz 正弦信号作为调制信号。 已调信号波形图： 2. 音频振荡器输出1.5KHz 正弦信号作为调制信号。 已调信号波形图： 3.调整音频振荡器输出2KHz 正弦信号作为调制信号。 已调信号波形图：
B-Comm. Net.信息与通信工程学院 无线通信与网络研究室 1
2 NGN 下一代网（NGN ）)1. NGN 基本概念和特征 )2. NGN 与NGI 、IN 、VoIP 、IMS )3. NGN 标准及发展方向 )4. NGN 面临的挑战及机遇 )1. NGN 基本概念和特征)2. NGN 与NGI 、IN 、VoIP 、IMS )3. NGN 标准及发展方向)4. NGN 面临的挑战及机遇B-Comm. Net.
3 NGN )泛指不同于目前一代的，大量采用创新技术，支持语声、数据和多媒体业务的融合网络。——“虚词” 下一代之后永远还有下一代 )狭义的下一代网特指以软交换为核心，光联网为基础的，兼容所有三网技术的开放体系架构。 现阶段的下一代网指狭义的 )泛指不同于目前一代的，大量采用创新技术，支持语声、数据和多媒体业务的融合网络。——“虚词”下一代之后永远还有下一代)狭义的下一代网特指以软交换为核心，光联网为基础的，兼容所有三网技术的开放体系架构。现阶段的下一代网指狭义的1. NGN 的基本概念和特征：概念 B-Comm. Net.
4NGN )ITU –NGN 是基于分组技术的网络； –能够提供包括电信业务在内的多种业务； –在业务相关功能与下层传送相关功能分离的基础上，能够利用多种宽带、有QoS 支持 能力的传送技术； –能够为用户提供无限制接入到多个运营商； –能够支持普遍的移动性， –确保用户的一致的、普遍的业务提供能力 )ITU –NGN 是基于分组技术的网络；–能够提供包括电信业务在内的多种业务；–在业务相关功能与下层传送相关功能分离的基础上，能够利用多种宽带、有QoS 支持能力的传送技术；–能够为用户提供无限制接入到多个运营商；–能够支持普遍的移动性，–确保用户的一致的、普遍的业务提供能力1. NGN 的基本概念和特征：概念 B-Comm. Net.
北京邮电大学 通信原理 实验报告 学院：电子工程学院班级： 姓名： 班内学号：
实验二抑制载波双边带的产生 一、实验目的 1.了解抑制载波双边带(SC-DSB)调制器的基本原理。 2.测试SC-DSB 调制器的特性。 二、实验步骤 1.将TIMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按下图连接。 图1 实验连接图方式一 2.用频率计来调整音频振荡器，使其输出为1kHz 作为调制信号，并调整冲放大器的K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。
3.调整缓冲放大器的K2，使主振荡器输至乘法器的电压为1V 作为载波号。 4.测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。如下图2所示。 图2 乘法器输出电压波形 5.调整音频振荡器的输出，重复步骤4。如下图3所示。 图3 调整后输出波形 三、思考题 1.如何能使示波器上能清楚地观察到载波信号的变化？
答：可以通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化，另一方面，调制信号和载波信号的频 率要相差大一些，可通过调整音频震荡器来完成。 2.用频率计直接读SC—DSB 信号，将会读出什么值。 答：围绕一个中心频率来回摆动的值。 实验三振幅调制（Amplitude modulation） 一、实验目的 1.了解振幅调制器的基本工作原理。 2.了解调幅波调制系数的意义和求法。 二、实验步骤 1.将Tims 系统中的音频振荡器（Audio Oscillator）、可变直流电压（Variable DC）、主振荡器（Master Signals）、加法器（Adder）和乘法器（Multiplier）按图1连接。 图1 振幅调制方法一 2.音频振荡器输出为1kHz，主振荡器输出为100kHz，将乘法器输入耦合开关置DC 状态。 3.将可变直流器调节旋钮逆时针旋转至最小，此时输出为-2.5V，加法器输出为+2.5V。 4.分别调整加法器的增益G 和g，使加法器交流振幅输出为1V，DC 输出也为1V。 5.用示波器观察乘法器的输出(见图2)，读出振幅的最大值和最小值，算出调制系数。
北邮通信原理编程实验完整代码 告各位学弟学妹书： 此实验对于大多数人来说甚是烦人，但是我还是要劝你：尽力去学吧，学的时候觉得没什么用，那是因为不了解其博大精深，如果你一不小心顶住压力认真学了（譬如me），日后涉及相关领域时，你就能够触类旁通，瞬间迸发出灵感，撞击出智慧的火花，这种感觉就好像搂着一群漂亮的姑娘行走在春风中一样，原来那些朦胧的理论都变成了清晰的线条，串在一起：你会有一种类似于愚公般的给子子孙孙签订卖身契投身于学术的激进想法，不过这种极左的思想毕竟要不得——除非你想女朋友和你分手，于激励学习便是极好的。 实验一： //基带信号m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),fc=20khz,求AM,DSB-SC,SSB clear all exec t2f.sci; exec f2t.sci; fs=800; //采样速率 T=200; //截短时间 N=T*fs; //采样点数 dt=1/fs; //时域采样间隔 t=[-T/2:dt:T/2-dt]; //时域采样点 df=1/T; //频域采样间隔 f=[-fs/2:df:fs/2-df]; //频域采样点数 fm1=1; //待观测正弦波频率，单位KHz，下同 fm2=0.5; //待观测余弦波频率 fc=20; //载波频率 //以上为初始化参数设置 m1=sin((2*%pi)*fm1*t); //待观测正弦波部分 M1=t2f(m1,fs); //傅里叶变换 MH1=-%i*sign(f).*M1; //希尔伯特变换 mh1=real(f2t(MH1,fs)); //希尔伯特反变换 m2=2*cos((2*%pi)*fm2*t); //待观测余弦波部分 M2=t2f(m2,fs); //傅里叶变换 MH2=-%i*sign(f).*M2; //希尔伯特变换 mh2=real(f2t(MH2,fs)); //希尔伯特反变换
多进制数字调制系统 多进制数字调制具有以下两个特点： （1）在相同的码元传输速率下，多进制数字调制系统的信息传输速率比二 进制高。 R b =R B2 bit /s R b =N B R log N bit /s (2) 在相同的信息传输速率下，多进制数字调制系统的码元传输速率比二进制低， 2 B B R R N <, B N ＜B 2 可增加码元的能量,减小干扰的影响。 1. 多进制数字振幅调制(MASK ) (1)多进制数字振幅调制的原理。 ——多进制数字振幅调制又称多电平调制。 *MASK 表示式: (波形) e ASK =t nT t g b c s n n ωcos )(-∑ b n =???????----------------M P M P P 1 (102) 1 P 1+P 2+……..P M =1 (2) 系统的带宽: B ASK = s T 2 (3)单位频带内有超过2bit /s.Hz 的信息传输速率。 2. 进制数字频率调制(MFSK )
(1)多进制数字频率调制的原理 ——MFSK调制简称多频制,是二进制数字频率键控方式的直接推广。(2) 一个多频制系统的组成方框如图: ※带通滤波器的中心频率就是多个载频的频率。 ※抽样判决器-----在给定时刻上比较各包络。 (3) MFSK系统带宽: B FSK=|f M-f l|+Δf Δf单个码元宽度。 3.多进制数字相位调制(MPSK) (1)多进制数字相位调制的原理 ——多进制数字相位调制又称多相制。 *利用载波的多种不同相位(或相位差)表征数字信息的调制方式。也可分为绝对移相(MPSK)和相对(差分)移相(MDPSK)两种。 *多进制相位调制: M=2k K位码元。 一个相位表示K位二进码元. *以四相制为例 (2)QPSK(QDPSK)信号调制的原理 (A)QPSK: 定义:用载波的四种不同相位来表征数列中的信息。 两个信息比特与载波相位 关系如下,分为A方式, B方式。 (B) QDSK: 定义:利用前后码元之间的相对相位变化来表示数字信息。