第一篇：通信原理预习3
电通1101 殷青 201181227
大连理工大学实验预习报告
实验二 FSK传输系统实验
一、实验目的和要求 1..熟悉FSK调制和解调基本工作原理
2..掌握FSK数据传输过程
3..掌握FSK正交调制的基本工作原理和实现方法
二、实验原理和电路说明 FSK调制
在通信原理综合实验系统中，FSK 的调制方案如下：
FSK 信号：S(t)=cos(ω0t+2πfi·t)
在通信信道FSK 模式的基带信号中传号采用fH 频率，空号采用fL 频率。在FSK 模式下，不采用汉明纠错编译码技术。调制器提供的数据源有：
1、外部数据输入：可来自同步数据接口、异步数据接口和m序列；
2、全1码：可测试传号时的发送频率（高）；
3、全0码：可测试空号时的发送频率（低）；
4、0/1 码：0101．．交替码型，用作一般测试；
5、特殊码序列：周期为7的码序列，以便于常规示波器进行观察；
6、m序列：用于对通道性能进
FSK解调
对于FSK 信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。而FSK 的非相干解调一般采用滤波非相干解调。输入的FSK 中频信号分别经过中心频率为fH、fL 的带通滤波器，然后分别经过包络检波，包络检波的输出在t=kTb。时抽样（其中k 为整数），并且将这些值进行比较。根据包络检波器输出的大小，比较器判决数据比特是1还是0。
三、实验内容及步骤
（一）FSK调制
（1）FSK基带信号观测（输入0码、1码）
（2）发端同相支路和正交支路信号时域波形观测（全1码输入）
（3）连续相位FSK调制基带信号观测（输入0/1码、特殊序列码）
（4）FSK调制中频信号波形观测（输入0/1码）
（二）FSK解调
（1）解调基带FSK信号观测（输入0码、1码、0/1码、特殊序列码）
（2）接受位同步信号相位抖动观测（输入0码、1码、0/1码、特殊序列码）
（3）解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测（输入m序列）
（4）位定时锁定和位定时调整观测（输入m序列、0码、1码）
（5）观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据（输入0码、1码、0/1码、特殊序列码）
第二篇：通信原理
通信的目的：传递消息中所包含的信息。
消息：是物质或精神状态的一种反映，例如语音、文字、音乐、数据、图片或活动图像等。信息：是消息中包含的有效内容。
信道：将来自发送设备的信号传送到接收端的物理媒质。分为有线信道和无线信道两大类。模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统。
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。
信源编码与译码目的：提高信息传输的有效性、完成模/数转换
信道编码与译码目的：增强抗干扰能力
加密与解密目的：保证所传信息的安全
数字调制与解调目的：形成适合在信道中传输的带通信号
同步目的：使收发两端的信号在时间上保持步调一致。
数字通信的特点
优点：
抗干扰能力强，且噪声不积累
传输差错可控
便于处理、变换、存储
便于将来自不同信源的信号综合到一起传输
易于集成，使通信设备微型化，重量轻
易于加密处理，且保密性好
缺点：
需要较大的传输带宽
对同步要求高
通信系统的分类
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 … … 按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统
调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1。
按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统
按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统
按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 … …
按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用
通信方式：
单工通信：消息只能单方向传输的工作方式
半双工通信：通信双方都能收发消息，但不能同时收发的工作方式
全双工通信：通信双方可同时进行收发消息的工作方式
并行传输：将代表信息的数字信号码元序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输
优点：节省传输时间，速度快：不需要字符同步措施
缺点：需要 n 条通信线路，成本高
串行传输 ：将数字信号码元序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输优点：只需一条通信信道，节省线路铺设费用
缺点：速度慢，需要外加码组或字符同步措施
第三篇：通信原理课程设计
目录
一、设计目的和意义„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
二、设计原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
1.2FSK的介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.2FSK的产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
3.2FSK滤波器的调解及抗噪声性能„„„„„„„„„„„„„„„„4
4.2FSK解调原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
三、详细设计步骤„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„^7 1.信号产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
2.信号调制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 3.信号解调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
四、设计结果及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 1.信号产生„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 2.信号调制„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 3.信号解调„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.课程设计程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11
五、心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15
六、参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
2FSK的调制解调仿真实现
一、设计目的和意义
1.熟练地掌握matlab在数字通信工程方面的应用； 2.了解信号处理系统的设计方法和步骤；
3.理解2FSK调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK的调制解调，画出各个阶段的波形；
4.学习信号调制与解调的相关知识；
5.通过编程、调试掌握matlab软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣。
二、设计原理
1.2FSK的介绍
二进制频率调制是用二进制数字信号控制正弦波的频率随二进制数字信号的变化而变化。由于二进制数字信息只有两个不同的符号，所以调制后的已调信号有两个不同的频率f1和f2，f1对应数字信息“1”，f2对应数字信息“0”。二进制数字信息及已调载波如图2-1所示。
图2-1 2FSK信号
2.2FSK的产生
在2FSK信号中，当载波频率发生变化时，载波的相位一般来说是不连续的，这种信号称为不连续2FSK信号。相位不连续的2FSK通常用频率选择法产生，如图2-2所示：
图2-2 2FSK信号调制器
两个独立的振荡器作为两个频率发生器，他们受控于输入的二进制信号。二进制信号通过两个与门电路，控制其中的一个载波通过。调制器各点波形如图2-3所示：
图2-3 2FSK调制器各点波形
由图2-3可知，波形g是波形e和f的叠加。所以，二进制频率调制信号2FSK可以看成是两个载波频率分别为f1和f2的2ASK信号的和。由于“1”、“0”
统计独立，因此，2FSK信号功率谱密度等于这两个2ASK信号功率谱密度之和，即
（2-1）
2FSK信号的功率谱如图2-4所示：
图2-4 2FSK信号的功率谱
由图2-4看出，2FSK信号的功率谱既有连续谱又有离散谱，离散谱位于两个载波频率f1和f2处，连续谱分布在f1和f2附近，若取功率谱第一个零点以内的成分计算带宽，显然2FSK信号的带宽为
（2-2）为了节约频带，同时也能区分f1和f2，通常取|f1-f2|=2fs，因此2FSK信号的带宽为
（2-3）当|f1-f2|=fs时，图2-4中2FSK的（2-4）对于功率谱是
功率谱由双峰变成单峰，此时带宽为
单峰的2FSK信号，可采用动态滤波器来解调。此处介绍功率谱为双峰的2FSK信号的解调。
3.2FSK滤波器的调解及抗噪声性能
2FSK信号的解调也有相干解调和包络解调两种。由于2FSK信号可看做是两个2ASK信号之和，所以2FSK解调器由两个并联的2ASK解调器组成。图2-5为相干2FSK和包络解调。
图2-5 2FSK信号调解器
相干2FSK抗噪声性能的分析方法和相干2ASK很相似。现将收到的2FSK信号表示为（2-5）当发送数字信息为“1”时，2FSK信号的载波频率为f1，信号能通过上支路的带通滤波器。上支路带通滤波器的输出是信号和窄带噪声ni1(t)的叠加(噪声中的下标1表示上支路窄带高斯噪声)，即
（2-6）此信号与同步载波cos2πf1t相乘，再经低通滤波器滤除其中的高频成分，送给取样判决器的信号为
（2-7）上式中未计入系数1/2。与此同时，频率为f1的2FSK信号不能通过下支路中的带通滤波器，因为下支路中的带通波器的中心频率为f2，所以下支路带通滤波器的输出只有窄带高斯噪声，即
πf2t相乘，再经低通滤波器滤波后输出为
（2-8）此噪声与同步载波cos2（2-9）上式中未计入系数1/2。定义
（2-10）取样判决器对x(t)取样，取样值为为
（2-11）其中，nI1、nI2都是均值为0、方差的高斯随机变量，所以x是均值为a、方差为的高斯随机变量，x的概率密度函数为 概率密度曲线如图2-6所示：
（2-12）
图2-6 判决值的函数示意图
判决器对x进行判决，当x>0时，判发送信息为“1”，此判决是正确的； 当x<0时，判决发送信息为“0”，显然此判决是错误的。由此可见，x<0的概率就是发“1”错判成“0”的概率，即（2-13）
当发送数字信号“0”时，下支路有信号，上支路没有信号。用与上面分析完全相同的方法，可得到发“0” 码时错判成“1”码的概率P(1/0)，容易发现，此概率与上式表示的P(0/1)相同，所以解调器的平均误码率为
Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0)=P(0/1)［P(1)+P(0)］=P(0/1)(2-14)所以
(2-15)式中
注意，式中无需“1”、“0”等概这一条件。
4．2FSK解调原理
2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：
图2-7 解调原理框图
输入的信号为：S（t）=[∑аn*g(t-nTs)]cosω1t+[ān*g(t-nTs)]cosω1t（ān是аn的反码）来设计仿真。
三、详细设计步骤
1．信号产生：二进制随机序列和两列频率不等的载波
1)利用matlab 库函数产生10个二进制随机数，也就是我们的基波调制信号a。并画出其波形。
2)产生两列余弦波tuf1和tuf2，频率分别为f1=20hz,f2=100hz；并画出其波形。
2．信号调制：产生2FSK信号和加入高斯噪声后的2FSK信号
1)用二进制序列a去调制f1和f2，产生2fsk信号，具体做法是用以a生成的方波信号g1a直接与tuf1相乘，用a取反后的方波g2a与tuf2相乘，再将两列信号相加。并画出其波形。
2)调用matlab 库函数产生高斯噪声no，并与2fsk信号相加得到加入噪声后的sn信号。并画出其波形。
3．信号解调：
1)对于两列让sn通过两个带通滤波器H1和H2，他们分别以f1和f2为中心频率，并画出经过带通滤波器后的波形。
2)对这两列波形分别相干解调乘以与他们同频同相的余弦波tuf1和tff2，画出此时的波形。
3)让这两列波形再通过低通滤波器sw1和sw2得到这两列基带调制波形g1a和g2a.画出其波形。
4)最后将两列波g1a和g2a通过抽样判决器，画出其波形st，并与之前调制后的波形sn做对比。
四、设计结果及分析
1．信号产生 波形figure(1)
图4-1 figure(1)
figure(1)分析：第一幅图现实了此时产生的二进制序列是1011011011，第二和第三幅图片是频率为20hz的载波tuf1和频率为100hz的载波tuf2的波形。2．信号调制 波形figure(2)
图4-2 figure(2)
figure(2)分析：由于产生的随即序列是1011011011，对比上面figure2可以看出，波形较疏的是tuf1，波形较密的是tuf2，上图呈现的序列是：1011011011，与调制波相符。3.信号解调 波形figure(3)
图4-3 figure(3)
figure(3)分析：经过带通滤波器之后滤出了频率为f1和f2的载波，从figure(2)和figure(3)的对比可以看出这一步做对了。波形figure(4)
图4-4 figure(4)
figure(4)分析：这是两列信号经过相干解调乘以同频同相的载波之后得到的波形，可以看出figure(4)比figure(3)的波形更密了。波形figure(5)
图4-5 figure(5)figure(5)分析：经过低通滤波器之后，调制信号被滤出来了，第一幅为tuf1，滤波后的序列为：1011011011，与之前的调制信号相同。第二幅图为：0100100100，与调制信号相反，这是因为在程序中队调制信号取反之后才和tuf2相乘的。波形figure(6)
图4-6 figure(6)figure(6)分析：经过抽样判决之后，恢复出来的基带信号是：1011011011，与调制信号一样，从原始波形也可以看出，解调后的波形与调制信号相同。2FSK调制解调实现。4.课程设计程序： fs=2000;%抽样频率 dt=1/fs;f1=20;%定义两列载波的频率 f2=100;a=round(rand(1,10));%产生二进制随机序列 g1=a;g2=~a;g11=(ones(1,2000))'*g1;%产生方波信号 g1a=g11(:)';g21=(ones(1,2000))'*g2;g2a=g21(:)';t=0:dt:10-dt;t1=length(t);tuf1=cos(2*pi*f1.*t)tuf2=cos(2*pi*f2.*t)
subplot(311)n=0:9;x=square(1,50);stem([0:9],a*x);grid;xlabel('二进制随机序列')ylabel('幅度')
subplot(312);plot(t,tuf1);title('频率为f1的余弦波')ylabel('幅度')
subplot(313);plot(t,tuf2);title('频率为f2的余弦波')ylabel('幅度')
figure(2)fsk1=g1a.*tuf1;fsk2=g2a.*tuf2;fsk=fsk1+fsk2;no=0.01*randn(1,t1);%噪声 sn=fsk+no;subplot(211);plot(t,fsk);title('2fsk波形')ylabel('幅度')
subplot(212);plot(t,sn);title('加入高斯噪声后的2fsk波形')ylabel('幅度的大小')xlabel('t')
figure(3)%FSK解调
b1=fir1(101,[10/800 20/800]);b2=fir1(101,[90/800 110/800]);%设置带宽参数
H1=filter(b1,1,sn);%b1为分子，1为分母，sn为滤波器输入序列 H2=filter(b2,1,sn);%噪声信号同时通过两个滤波器 subplot(211);plot(t,H1);
title('经过带通滤波器H1后的波形')%画出经过H1滤波器后的波形 ylabel('幅度');subplot(212);plot(t,H2);%画出经过滤波器二后的波形 title('经过带通滤波器H2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')sw1=H1.*H1;%相干解调乘以同频同相的载波 sw2=H2.*H2;%经过相乘器
figure(4)subplot(211);plot(t,sw1);title('经过相乘器h1后的波形')%画出乘以同频同相载波后的波形 ylabel('幅度')subplot(212);plot(t,sw2);13
title('经过相乘器h2后的波形')ylabel('.幅度')xlabel('t')bn=fir1(101,[2/800 10/800]);%经过低通滤波器
figure(5)st1=filter(bn,1,sw1);st2=filter(bn,1,sw2);subplot(211);plot(t,st1);title('经过低通滤波器sw1后的波形')%ylabel('幅度')%subplot(212);plot(t,st2);title('经过低通滤波器sw2后的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')%判决
for i=1:length(t)if(st1(i)>=st2(i))st(i)=0;else st(i)=st2(i);end end
figure(6)st=st1+st2;subplot(211);plot(t,st);title('经过抽样判决器后的波形')%ylabel('幅度')14
经过低通滤波器，滤出频率为f1,f2的基带调制信号波形 画出经过抽样判决的波形
subplot(212);plot(t,sn);title('原始的波形')ylabel('幅度')xlabel('t')
五、心得体会
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。下面我对整个课程设计过程做一下简单的总结。第一，查资料室做课程设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆或上网找相关资料虽说是比较原始的方式，但也有可取之处。不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。第二，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所给的课程也大概有了一些了解，这一步就在这样的基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。第三，有了研究方向，就该动手实现了。其实以前的两步都是为这一步作的铺垫。
本次课程设计主要涉及到了通信原理和MATLB的相关知识与运用，主要有基带信号的调制原理及方法、低通和带通滤波器等等，加深了对上述相关知识的了解，使自己更深刻理解了调制与解调的原理和实现方法，以及基本掌握了MATLAB的基本应用。因为是以所学理论为基础，所以在课程设计的过程中，我又重温2FSK的调制与解调等知识，更加熟悉了MATLB里面的Simulink工具箱，学会了独立建立模型，分析调制与解调结果，和加入噪声之后的情况，通过自己不断的调试，更好的理解加入噪声对信道的影响。
这次课程设计对我的自身能力有了进一步了解。第一点，这进一步端正了我的学习态度，学会了实事求是、严谨的作风，提高了动手能力。也要对自己严格要求，不能够一知半解，要力求明明白白。浮躁的性格对于搞设计来说或者学习是致命的，一定要静下心来，踏实的做事。第二点，我觉得动手之前，头脑里必须清楚应该怎么做，这一点是很重要的，所谓三思而后行。
在这次课程设计中我们遇到了许多的困难，由于粗心大意出了一些简单的错误，浪费了许多时间去改正。还好在同学和老师的帮组下，给我指出了错误的原因以及改正的方法，我们组才顺利的完成了本次课程设计。通过这次课程设计，15
我学到了很多书本上没有的知识。锻炼了我们独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。而且本次设计有自己和本组成员共同完成。加强了和别人沟通的能力以及团队精神，对我们走向社会是个很好的锻炼。这个课程设计完成仓促，在编程过程中，我发现自己的程序还有很多地方可以完善，其中若有不足之前，请老师指出，我将及时改正。
六、参考文献
[1] 王兴亮 编著，《数字通信原理与技术》，西安电子科技大学出版社，第二版
[2] 徐明远 邵玉斌 编著，《MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用》，西安电子科技大学出版社，2005 [3] 孙屹 吴磊编著, 《Simulink通信仿真开发手册》,国防工业出版社,2003 [4] 黄葆华 牟华坤编著，《通信原理》，先电子科技大学出版社
第四篇：通信原理实验报告
一、设计目的和意义1、2、3、熟练地掌握matlab在数字通信工程方面的应用。了解信号处理系统的设计方法和步骤。
理解2FSK调制解调的具体实现方法，加深对理论的理解，并实现2FSK的调制解调，画出各个阶段的波形。
4、5、学习信号调制与解调的相关知识。
通过编程、调试掌握matlab软件的一些应用，掌握2FSK调制解调的方法，激发学习和研究的兴趣；
二、设计原理
1．2FSK介绍：
数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制的频率。
2．2FSK调制原理
2FSK调制就是使用两个不同的频率的载波信号来传输一个二进制信息序列。可以用二进制“1”来对应于载频f1，而“0”用来对应于另一相载频w2的已调波形，而这个可以用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立的频率源w1、f2进行选择通。本次课程设计采用的是前面一种方法。如下原理图：
图2 调制原理框图 3．2FSK解调原理
2FSK的解调方式有两种:相干解调方式和非相干解调方式，本次课程设计采用的是相干解调方式。根据已调信号由两个载波f1、f2调制而成，相干解调先用两个分别对f1、f2带通的滤波器对已调信号进行滤波，然后再分别将滤波后的信号与相应的载波f1、f2相乘进行相干解调，再分别低通滤波、用抽样信号进行抽样判决器即可其原理如下：
图3 相干解调原理框图
三、详细设计步骤
本试验采用两种方式实现FSK的调制 方式一：
产生二进制随机的矩形基带信号，再对基带信号进行取反，得到反基带信号。分别用不同频率的载频对它们进行调制。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
其表达式为：
e2FSK(t){Acos(1tn)Acos(2tn)
典型波形如下图所示。由图可见,2FSK信号可以看作两个不同载频的ASK信号的叠加。因此2FSK信号的时域表达式又可以写成：s2FSK(t)[ang(tnTs)]cos(1tn)[ang(tnTs)]cos(2tn)nn_
zak s1(t)1011001t s2(t)tcos(w1t+θn)tcos(w2t+φn)ts1(t)cos(w1t+θn)t s2(t)cos(w2t+φn)t2FSK信号t
图1 原理框图 方式一源代码与实验结果： clear all close all Fc=10;%载频
Fs=100;%系统采样频率 Fd=1;%码速率 N=Fs/Fd;df=10;M=2;i=10;%基带信号码元数 j=5000;a=round(rand(1,i));%产生随机序列 t=linspace(0,5,j);f1=10;%载波1频率 f2=5;%载波2频率 fm=i/5;%基带信号频率 B1=2*f1;%载波1带宽 B2=2*f2;%载波2带宽
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%产生基带信号 st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end st2=t;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基带信号求反 for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;else st2(n)=1;end end;figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基带信号');axis([0,5,-1,2]);subplot(412);plot(t,st2);title('基带信号反码');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%载波信号 s1=cos(2*pi*f1*t);s2=cos(2*pi*f2*t);subplot(413)plot(s1);title('载波信号1');subplot(414), plot(s2);title('载波信号2');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制 F1=st1.*s1;%加入载波1 F2=st2.*s2;%加入载波2 figure(2);subplot(311);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(312);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;%合成调制信号 subplot(313);plot(t,e_fsk);%画出调制信号 title('2FSK信号')figure(3)title('加噪后的信号')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');e_fsk=awgn(e_fsk,60);%对调制信号加入噪声 plot(t,e_fsk);
方式二：
直接用2FSK的调制与解调函数dmod与ddemod函数对信号进行调制与解调，用加噪函数awgn对已调信号进行加噪，再用求误码率函数symerr 和simbasebandex求出误码率和信噪比并画出其图像。方式二源代码与实验结果：
Fc=10;
%载频
Fs=100;
%系统采样频率
Fd=1;
%码速率
N=Fs/Fd;
df=10;
numSymb=25;%进行仿真的信息代码个数 M=2;
%进制数
SNRpBit=60;%信噪比
SNR=SNRpBit/log2(M);
seed=[12345 54321];
numPlot=25;
%产生25个二进制随机码
x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]);%产生25个二进制随机码
figure(1)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
title('二进制随机序列')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);%产生调制信号 numModPlot=numPlot*Fs;
t=[0:numModPlot-1]./Fs;
figure(2)
plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出调制信号 axis([min(t)max(t)-1.5 1.5]);
title('调制后的信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
randn('state',seed(2));
y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已调信号中加入高斯白噪声
figure(3)
plot(t,y(1:length(t)),'b-');%画出经过信道的实际信号
axis([min(t)max(t)-1.5 1.5]);
title('加入高斯白噪声后的已调信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');%相干解调
z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);
%带输出波形的相干M元频移键控解调
figure(4)stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro')axis([0 numPlot-0.5 1.5]);title('相干解调后的信号')xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');figure(5)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
hold on;
stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');
hold off;
axis([0 numPlot-0.5 1.5]);
title('相干解调后的信号原序列比较')legend('原输入二进制随机序列','相干解调后的信号')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');%误码率统计
[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);figure(6)
simbasebandex([0:1:5]);
title('相干解调后误码率统计')
实验总结：
第五篇：通信原理实验报告
通信原理实验报告
中南大学
《通信原理》实验报告
姓 名 班 级 学 号
课程名称 指导教师
通信原理 董健
通信原理实验报告
目录
通信原理实验报告
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。、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形
三、实验步骤
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）；
通信原理实验报告
（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。
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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。
全1码对应的AMI码
全1码对应的HDB3码
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全0码对应的AMI码
（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码
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和HDB3码。
AMI码
HDB3码
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（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ，观察这些信号波形。
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的DET
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET HDB3
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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BPF
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BPF
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BS-R
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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BS-R
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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的NRZ
CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的NRZ
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四、根据实验现象回答
1.根据实验观察和纪录回答：
（1）不归零码和归零码的特点是什么？
不归零码特点：脉冲宽度τ 等于码元宽度Ts 归零码特点：τ ＜Ts（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？ 与信源代码中的“1”码对应的AMI 码及HDB3 码不一定相同。因信源代码中的 “1”码对应的AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。
举例： 信源代码：
***001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2.总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。HDB3位同步信号
整流窄带带通滤波器整形移相
HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可 通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
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实验二 数字调制
一、实验目的
1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。
2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。
3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。
4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
二、实验内容
1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。
3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元及数字调制单元。
1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。
2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律 AK波形
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BK波形
3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。
CH1接2DPSK，CH2接AK
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CH1接2DPSK，CH2接BK
4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）示波器CH1接AK、CH2接2FSK
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示波器CH1接AK、CH2接2ASK
四、实验总结
1、设绝对码为全
1、全0或1001 1010，求相对码。
2、设相对码为全
1、全0或1001 1010，求绝对码。
3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。
4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。
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实验三 模拟锁相环与载波同步
一、实验目的
1.掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。
2.掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。
3.了解相干载波相位模糊现象产生的原因。
二、实验内容
1.观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。2.观察环路的捕捉带和同步带。
3.用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号，观察相位模糊现象。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。
1.熟悉载波同步单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关。
2.检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常（用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无，两者逻辑关系正确与否）。
3.用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态，测量环路的同步带、捕捉带。
（1）观察锁定状态与失锁状态
打开电源后用示波器观察ud，若ud为直流，则调节载波同步模块上的可变电容C34，ud随C34减小而减小，随C34增大而增大（为什么？请思考），这说明环路处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT，可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在锁定状态下，向某一方向变化C34，可使ud由直流变为交流，CAR和CAR-OUT频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。
接通电源后ud也可能是差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围（对应于环路的同步范围）。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。
4.观察环路的捕捉过程
先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。
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5.观察相干载波相位模糊现象
使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。
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四、实验总结
1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。
答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。2.设K0=18 HZ/V，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP。答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则
fH186108Hz；v28v，则fp18472Hz
3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数ωn和ζ，式中 Kd=6
2(R25R68)C114
-6 V/rad，Ko=2π×18 rad/s.v，R25=2×10，R68=5×10，C11=2.2×10F。（fn=ωn/2π应远小于码速率，ζ应大于0.5)。
答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率 ；111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5（波特）；1110.6
24.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。
答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波；2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态 5.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。
答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1（此值不大于+12V）；
① ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为： 4.8 V
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②
继续增大C34，ud变为交流（上宽下窄的周期信号）。③ 环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。
④ 直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2；继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3；
环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4 V ud减小到锁定状态下的最小值ud3为 ：1.6 V ⑤ 再继续减小C34，ud变为交流（下宽上窄的周期信号），环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4 V
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实验四 数字解调与眼图
一、实验目的
1.掌握2DPSK相干解调原理。
2.掌握2FSK过零检测解调原理。
二、实验内容
1.用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。
2.用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。3．用示波器观察眼图。
三、实验步骤
1.复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。
2.检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！
3.2DPSK解调实验
（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。
（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称
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（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。
（4）观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。BK与 2DPSK 的MU
BK与 2DPSK 的LPF
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BK与 2DPSK 的BK
AK与 2DPSK 的MU
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AK与 2DPSK 的LPF
AK与 2DPSK 的BK
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AK与 2DPSK 的AK-OUT
（6）将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方（M序列）端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列（本系统中是M序列）信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。
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4.2FSK解调实验
将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。
AK与 2FSK的 FD
AK与 2FSK的 LPF
通信原理实验报告
AK与 2FSK的 AK-OUT
四、实验总结
1.设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。
当相干载波为-cosωt时，MU、LPF及BK与载波为cosωt时的状态反相，但AK仍不变（第一位与BK的起始电平有关）。2DPSK系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可 使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。
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