Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用[优秀范文五篇]

第一篇：Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用

Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用

摘要：为了提高研究生教学质量，提高学生学习兴趣和学习热情，使学生更加透彻地理解所学知识，拓展学生向研究性发展的外延培养，训练学生创新能力的培养，开发了《现代通信原理与系统》课程相关的仿真演示实验。教学实践中，通过Matlab仿真实验演示，有效地激发了学生学习的主动性和积极性，增强了学生的感性认识，提高了?n程教学效果，提高了人才培养质量。

关键词：通信原理；Matlab；实验教学；系统仿真

中图分类号：TN911 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）25-0267-03

一、引言

《现代通信原理与系统》课程是光纤通信、移动通信、卫星通信等等课程的重要基础，该门课程数学知识复杂，理论性内容较多，部分涉及非线性电子线路，比较抽象，缺乏直观性，学生难以想象，不好理解，相关实验也是验证性实验，学生对实验的感受不深，对设备的运行原理、运行情况了解不深，这对培养学生综合思维能力、创新能力没有起到任何作用。为了提高学生学习兴趣和学习热情，使学生更加透彻地理解所学知识，拓展学生向研究性发展的外延培养，训练学生创新能力的培养，笔者通过该门课程典型实验仿真，动态演示，在课堂上形象生动展现波形，帮助学生深入了解课程内容，提高学习效率。

二、模拟调制实验仿真

让载波的某个参量随模拟调制信号的变化而变化的方式叫作模拟调制，模拟调制有线性模拟调制与非线性模拟调制。通过线性模拟调制与非线性模拟调制，利用Matlab仿真，加深学生对于调制、解调概念的理解，掌握线性调制与非线性调制的区别。通俗地讲，线性模拟调制就是将调制信号“放”到了载波的振幅参量上，在频域发生频谱的搬移，经过解调，将调制信号从载波的振幅参量上“取”出来，恢复成原始的调制信号。这样做的目的有三：第一方面，把低频信号变换成利于无线发送或在信道中传输的高频信号；第二方面，使得多路信号在一个信道中同时传输，实现信道多路复用；第三方面，可以改善传输系统的性能。基于这样的优势，信号传输的过程中可以采用模拟线性调制，但是我们日常观察到的波形或者学生脑子里想象的基本都是信号的幅值随时间的变化，都是时域里的波形，而调制、解调所说的对于信号的“放”和“取”，发生了频谱搬移，从时域到频域，再从频域到时域，学生很难理解如何实现频谱搬移以及频域的图形是什么样子。通过实验仿真，动态演示，学生实实在在看到了载波、调制信号、已调信号以及解调信号的时域波形和频域的频谱，便于理解学习内容。线性调制各波形如图1所示。

由图1仿真图形学生很容易理解：模拟线性调制，已调信号的频谱与调制信号的频谱在形状上没有变化，只在幅值上差一个倍数，信号在时域是重叠的，在频域是不重叠的，通过解调，可以很容易在频域把所需要的信号分离出来，从而实现信道多路复用，提高传输效率。

三、脉冲编码调制实验仿真

现实生活中，人类感觉器官可以接受的信息，如语言、图像等大多数都是以模拟形式出现的，也就是说信源与信宿处理的都是模拟信号，但在数字通信系统中，信道传输的却是数字信号。为了解决这样的问题，需要经过抽样（模拟信号离散化）、量化（离散信号数字化）和编码（数字信号二值化）三个处理步骤，将模拟信号转换为数字信号，这种通信方式，称之为脉冲编码调制。脉冲编码调制抗干扰能力强，在数字程控电话机交换系统、光纤通信、数字微波通信、卫星通信等方面得到了较为广泛的应用。虽然数字程控电话机交换系统、光纤通信等等与我们的生活息息相关，但是具体的原理不好理解，通过仿真实验，学生切实看到了模拟信号被取样，变成离散信号，见图2，并且掌握了模拟信号离散化的原理；再经过量化，将原来任意取值的离散信号经四舍五入变成了有限个值，也就是没有在实线上的点经过四舍五入变成了实线上有限的点，理解了量化的概念，见图3；再经过编码成为用0和1表示的信号，见图4。

通过实验仿真，学生真正理解了：抽样的作用是“模拟信号离散化”，量化的作用是“离散信号数字化”，编码的作用是“数字信号二值化”。

四、升余弦滚降系统性能仿真

数字通信系统中，基带信号的频谱较宽，容易产生码间串扰，信号通过这样的信道，不可避免地产生畸变。因此，在信道带宽有限的条件下，为了降低误码率需要对基带信号进行脉冲成形处理，改善平铺特性，产生适合信道传输的波形。升余弦滚降系统的传输特性表达式：

其中，α为滚降系数，Ts为码元间隔。由图5可以看出，滚降特性所形成的波形在采样点上均为零，从而抑制了码间串扰，并且“拖尾”现象随着α的增大而振荡幅度减小、衰减速度加快。

为了对数字通信系统性能有一个直观的了解，利用眼图法能够方便地估计系统性能。所谓眼图是一种定性分析系统特性的方法。将待测的基带信号加到示波器的输入端，同时把位定时信号作为扫描同步信号，使其与接收码元同步，观察示波器上显示的图形，由于在传播二进制代码时，很像人的眼睛，称之为眼图法。图6为升余弦滚降系统信号传输过程中观察到的眼图。改变噪声的功率谱密度，“眼睛”的张开角度发生变化，从而反映噪声对系统性能的影响，使教学内容更加直观生动有趣。

五、结束语

仿真软件在《现代通信原理与系统》课程实验教学中的应用，不但将课程中较难理解的内容形象生动地展示出来，使学生对理论知识的理解更加透彻，提高了学生学习的兴趣和效率，从而提高了教学质量和效果，而且从根本上提高了学生分析问题和解决实际问题的能力，培养了学生的创新能力，是课程教学改革中有益的探索。

参考文献：

[1]李芳，李征，等.“现代通信原理与系统”课程建设与教学实践[J].现代电子技术，2012，35（4）：135-136.[2]张鸣，李白萍.Matlab仿真在通信原理课程中的应用[J].实验技术与管理，2012，29（11）：87-89.[3]夏江涛，孙冬娇.Matlab在现代通信原理课程中的应用[J].实验技术与管理，2014，31（1）：110-113.[4]肖珂，张月清.Matlab在《通信原理》课程实验中的应用[J].河北农业大学学报：农林教育版，2009，11（2）：243-246.[5]张卫钢.通信原理与通信系统[M].第3版.西安：西安电子科技大学出版社，2012.

第二篇：现代通信原理实验教案

现代通信原理

实验教案

杨 斌

实验一 数字基带信号及传输

一、实验目的：

1．了解单极性码、双极性码、归零码、非归零码等基带信号的产生原理及其波形的特点。

2．掌握ＡＭＩ码、ＨＤＢ３码、双相码的编码规则。3．掌握插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。4．学会设计简单的时分多路信号传输系统。

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)。

2．改变码序列，比较其单极性码，ＡＭＩ码，ＨＤＢ３码波形，并验证是否符合其编码规则。3．观察ＨＤＢ３编码中的四连零检测、补Ｖ、加Ｂ补奇、单／双极性变换的波形，并验证是否符合编码规则。

4．观察并比较单、双极性码（非归零、归零）、时钟信号、时序信号及双相码的波形和相位特点。

5．分析电路，设计实验方案，产生100％占空比的AMI码，比较100％占空比AMI码与50％占空比AMI码的功率谱。（选作）6．分析电路，设计实验方案，产生不同码速率的信息。（选作）7．尝试用信源电路的组合，产生其它码型。（选作）

三、预习要求：

1．复习教材中有关基带信号及时分复用的内容。2．认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

3．熟悉有关器件的功能及其应用方法以及两模块框图的信号流程和设计原理。4．对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器：、两路3A直流稳压电源

一台

2、双踪示波器

一台

3、频率计

一台

4、数字信源模块

一块

5、HDB3编译码模块

一块

6、频谱仪

一台（选做）2

五、基本实验参考实验步骤： 1．熟悉信源模块的工作原理。

2．调整直流电源输出分别为＋１２Ｖ，－１２Ｖ。3．用示波器观察数字信源模块上的各种波形。

（1）接通电源

用示波器观察两个通道探头分别接Ｐ１０的２５６kHZ时钟和Ｔ２０的单极性归零码并观察其波形。

（2）用Ｕ２１产生Ｘ１１１００１０（Ｘ为任意码，１１１００１０为７位帧同步码）、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４产生任意信息代码，并观察本实验中集中插入帧同步码时分复用信号帧结构以及ＮＲＺ码的特点。

（3）用示波器观察P１９~P２１，P２２，P２３各点的波形。

（4）用示波器观察AMI码与单极性归零码的关系。（5）观察T１、T２、T３、T４四路时序信号的相位关系。（6）观察单极性非归零码与双相码的波形关系。

七、实验报告要求：

１．根据实验观察和记录各点波形（用座标纸绘），并分析波形与理论是否相符。２．比较不同信码中的ＡＭＩ码与ＨＤＢ３码波形是否相同，为什么？

３．什么是时序信号，比较各时序信号的相位关系，并分析时序信号在信号合路时的作用。

实验二

HDB3编、译码实验

一、实验目的： １． 加深对HDB3编、译码的工作原理的理解。２． 了解HDB3编码与译码器的电路组成及工作过程。３． 了解HDB3码信号中提取位同步信号（时钟）的方法。

二、实验内容： １． 观察HDB3编码器中的四连零检测、补V、加B补奇、单／双极性变换以及

HDB3码的波形，并验证是否符合编码规则。２． 观察HDB3译码器中的双／单极性变换、Ｖ码检测及扣Ｖ扣Ｂ后的译码波形以及时钟提取电路输出的位同步信号波形。３． 手动加入误码时，观察解码输入和检错显示。４． 当输入信码为外加伪随机信码时，设计实验方案观察输入信码和HDB3码的功率频谱。（选做）５． 设计实验方案，观察与比较100％占空比HDB3码与50％占空比HDB3码的功率谱。（选做）

三、预习及预习报告要求： １． 预习本实验的工作原理和实验内容。２． 对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器：、两路3A直流稳压电源

一台

2、双踪示波器

一台

3、频率计

一台

4、数字调制模块

一块

5、数字解调模块

一块

6、频谱仪

一台（选做）

五、实验报告要求：

１．根据实验观察和记录各点波形（用座标纸绘），要求绘出３２位码的完整波形，并分析波形与理论上的是否相符。

２．若把对应的ＡＭＩ码送入ＨＤＢ３译码中会出现什么现象？并说明道理。３．本实验的误码检测电路只能检测哪类误码差错，为什么？ ４．对本实验有何体会，有何改进意见？

实验三 数字调制与解调

2FSK调制与解调

一、实验目的：

1、了解二进制移频键控2FSK信号的产生过程及电路的实现方法。

2、了解非相干解调器过零检测的工作原理及电路的实现方法。

3、了解相干解调器锁相解调法的工作原理及电路的实现方法。

二、实验内容：

1、了解相位不连续2FSK信号的频谱特性，了解频偏△f=(f1-f2)/2不同时，传输2FSK信号所需带宽的情况与2ASK信号带宽进行比较。

2、了解2FSK（相位不连续）调制，非相干、相干解调电路的组成及工作原理。

3、观察2FSK调制，非相干、相干解调各点波形。

4、了解畸变信道模拟电路的原理，畸变信号送入过零检测电路与锁相解调电路，会产生如何结果。（选作）5、2FSK信号保持f1=1024KHz.改变f2使f2-f1=3fs时，改变f2使f2-f1=2fs时解调器解调效果。（选作）

6、改变f1、f2的频率大小，观察不同调制指数下的调制解调效果。（选作）

7、利用实验模块的电路，设计出其它解调方法，并自行验证。（选作）

三、预习要求：

1、复习教材有关2FSK调制与解调的理论。

2、复习模拟锁相环的原理和实验方法。

3、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

1、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器：、两路3A直流稳压电源

一台

2、双踪示波器

一台

3、频率计

一台

4、数字调制模块

一块

5、数字解调模块

一块

7、频谱仪

一台（选做）

五、实验报告要求

1、将数字调制器、过零检测器、锁相解调器观察输出波形画出，并给以必要的 说 明。

2、画图时将波形的相位关系正确表示出来，若波形之间产生相位差说明原因。

3、通过实验说明各种解调方法各有什么优缺点。

4、本实验有何收获，请提出改进意见。

2PSK、2DPSK调制与解调

一、实验目的

1、了解2PSK、2DPSK的调制原理及电路的实现方法；

2、掌握绝对码、相对码相互变换方法；

3、了解2PSK调制与解调存在的相位含糊问题；

4、了解2PSK、2DPSK的相干解调原理及电路的实现方法

二、实验内容

1、用示波器观察2PSK、2DPSK调制器信号波形与绝对码比较是否符合调制规律；

2、用示波器观察2PSK、2DPSK信号频谱；

3、用示波器观察2PSK、2DPSK信号解调器信号波形；

4、观察相位含糊所产生的后果；

5、观测绝/相、相/绝变换的规律，设计出另一种定义的绝/相、相/绝变换电路，并测试。（选作）

6、设计实验方案，比较不同信道带宽下调制解调的性能。（选作）

7、利用各种实验模块的电路，自行组合出差分非相干解调的实验。（选作）

8、加入噪声后，设计实验方案测试误码情况。（选作）

三、预习要求：

1、复习教材有关2PSK、2DPSK的调制与解调的理论。

2、复习绝/相、相/绝变换的原理。

3、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

4、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器

1、两路3A直流稳压电源一台

2、频率计一台

3、双踪示波器一台

4、数字调制模块一块

5、数字解调模块一块

6、频谱仪一台

7、连接线若干

五、实验报告要求

1、画出2DPSK调制器、相干解调器详细方框图。

2、根据实验测试记录依次画绝对码为11101100时2DPSK调制器、相干解调器各点波形，并作必要说明。

实验四 P CM 基带通话系统设计

一、实验目的

1、将所做过的独立实验内容综合运用，组成两个采用PCM的2人可通话的基带传输系统。

2、了解独立实验模块在系统实验中所起的作用。改变独立实验模块的参数，直观感受对系统的影响。

3、掌握独立实验模块之间正确的连接方法。

二、实验内容

1、掌握独立实验模块之间正确的连接方法。

2、连接不用时域均衡器的PCM两人通话的基带传输系统。

3、连接使用时域均衡器的PCM两人通话的基带传输系统。（选作）

4、设计实验方案，用其它线路码进行基带传输系统。（选作）

注意：以上实验信号的流程是单向的。要实现2人通话，将耳机交叉后。

三、预习要求

1、复习教材前面相关各章节的理论。

2、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

3、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器

1、两路3A直流电源一台

2、频率计一台

3、示波器一台

4、数字信源模块、数字调制模块、载波、时钟提取模块、数字解调模块、帧同步提取模块、终端模块、PCM编译码模块各一块。

5、连接线若干

五、实验原理

1、不使用时域均衡器模块的基带传输系统：

该系统传输的HDB3码是理想码，即不产生畸变、也不需采取均衡措施。基带传输系统发端：包括PCM编码器、HDB3编码器、复接器等。这些电路都以数字信源模块的时钟相位作为基准，因此PCM编码器所需的时钟、帧同步信号、主时钟都是由信源模块提供。其信号流程图如下：

基带传输系统收端：包括HDB3译码器、时钟提取电路、帧同步提取模块、终端模块，这些电路都是后面模块以前面模块的时钟相位作为基准。因此，PCM译码器需要外时钟、外帧同步信号。而主时钟可根据集成电路的要求，采用异步时钟。我们采用PCM模块自身的主时钟2048KHz。其信号流程如下图：

2、使用时域均衡器的基带传输系统：

该系统所传输的HDB 3码产生畸变。这是模拟传输线传输中的由于时延、衰减等等造成的信码畸变。在收端必须采用均衡的办法加以弥补。其信号流程如下图：

基带传输系统发端时相同的，收端则增加了时域均衡器。在时域均衡器内有信码畸变电路，它应该属于传输线部分。除此之外还有时钟提取电路，它真实的反映了收端时钟的产生过程。在收端同样是后面的模块以前面模块的时钟相位为基准。

使用时域均衡器模块的基带传输系统实验，应该复习时域均衡器模块实验的内容和方法，当信码畸变电路固定后，正确调整可变系数求和电路，使得眼图波形张开最大。改变时钟延时使其处于最佳取样时刻，否则会产生大量误码使信号中断。

六、实验步骤

1、连接好整个系统的电源线和信号线

2、连接不使用时域均衡器的基带传输系统

3、采用数等衬言源模块、时域均衡器模块，复习正确调试时域均衡器的方法

4、连接使用时域均衡器的基带传输系统

七、实验报告

1、画出发端、收端关键波形，且绘出相位关系

2、画出可通话2DPSK方框原理图

3、分析联调时所遇问题，写出是如何解决。

第三篇：通信原理实验 FSK传输系统系统试验

通信原理实验

专

业：通信工程 班

级： 姓

名：

指导老师：

日

期：2014.6.9

实验一 FSK传输系统系统试验

一．实验目的

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与实现方法； 4.掌握 FSK 性能的测试；

5.了解 FSK 在噪声下的基本性能。

二．实验仪器

1.JH5001通信原理综合实验系统 2.20MHz双踪示波器

三．实验内容

测试前检查：首先将通信原理综合实验系统调制方式设置成“FSK 传输系统”；用示波器测量TPMZ07 测试点的信号，发现有脉冲波形，则说明实验系统已正常工作。

（一）FSK调制 1.FSK基带信号观测

(1).TPi03 是基带FSK 波形（D/A 模块内）。通过菜单选择为1 码输入数据信号，观测TPi03 信号波形，测量其基带信号周期。如图1.1.1所示。

(2).通过菜单选择为0 码输入数据信号，观测TPi03 信号波形，测量其基带信号周期。如图1.1.2所示。将测量结果与1 码比较。

图1.1.1 全1码的基带信号

图1.1.2 全0码的基带信号 分析：由图可知，输入全1码时的基带信号周期约为27us，输入全0码时的基带信号周期约为54us，则输入全0码时的基带信号周期约为全1码时的2倍。

2.发端同相支路和正交支路信号时域波形观测

TPi03和TPi04分别是基带FSK 输出信号的同相支路和正交支路信号。测量两信号的时域信号波形时将输入全0 码，测量其两信号是否满足正交关系。波形如图1.1.3所示。

图1.1.3 TPi03 和TPi04波形

分析：由图可以看出TPi03 和TPi04的波形相位相差π，满足正交关系。思考：产生两个正交信号去调制的目的是防止码间串扰。

3.发端同相支路和正交支路信号的李沙育波形观测

将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育应为一个圆。通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。输入码型为全0码、全1码、0/1码和特殊码是的李沙育波形分别如图1.1.4、图1.1.5、图1.1.6和图1.1.7所示。

图1.1.4 全0码

图1.1.5 全1码

图1.1.6 0/1码

图1.1.7 特殊码

分析：输入各种不同的码序列得到的李沙育图形都呈现出圆形。

4.连续相位FSK调制基带信号观测

TPM02是发送数据信号（DSP+FPGA模块左下脚），TPi03是基带FSK 波形。测量时，通过菜单选择为0/1码输入数据信号，并以TPM02作为同步信号。观测TPM02与TPi03点波形应有明确的信号对应关系。并且，在码元的切换点发送波形的相位连续。如图1.1.8所示。通过菜单选择为特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤。记录测量结果，如图1.1.9所示。

图1.1.8 0/1码

图1.1.9 特殊码

思考：图中，观测两重叠波形，TPM02为高时，TPi03的频率高，TPM02为低时，TPi03的频率低，但TPi03的波形连续，即非连续相位FSK调制在码元切换点的相位是连续的。

5.FSK调制中频信号波形观测

(1).选择0/1码输入数据信号，以TPM02作为同步信号,观测TPM02与TPK03点波形有明确的信号对应关系,如图1.1.10所示。

(2).选择特殊序列码输入数据信号，重复上述测量步骤，如图1.1.11所示。(3).断开跳线器Ki01或Ki02，重复上述测量步骤。观测信号波形的变化，分析变化原因，如图1.1.12和图1.1.13所示。

图1.1.10 0/1码

图1.1.11 特殊码

图1.1.12 0/1码

图1.1.13 特殊码

分析：将正交调制输入信号中的一路基带调制信号断开后，由图可知，波形总体上不变，但频率分量有所增加。这是因为在FSK正交方式调制中，如果只采用一路同向FSK信号进行调制，会产生两个FSK频谱信号，使频率分量增加。

（二）FSK解调 1.解调基带FSK信号观测

用中频电缆连结KO02和JL02，测量解调基带信号测试点TPJ05，用TPM02作同步。

(1).选择1码，观测TPJ05测量其信号周期,如图1.2.1所示；

(2).选择为0/1码，观测TPJ05，如图1.2.2所示。根据观测结果，分析解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因。

图1.2.1 全1码

图1.2.2 0/1码

分析：全1码输入时，TPJ05的输出波形的频率不变；0/1码输入时，高电平处TPJ05的频率高，低电平处TPJ05的频率低。

思考：解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因是：存在噪声的影响且信道特性不稳定，存在着衰落。

2.解调基带信号的李沙育（x-y）波形观测

将示波器设置在（x-y）方式，观察TPJ05和TPJ06的波形。(1).选择1码，仔细观测其李沙育信号波形,如图1.2.3所示；(2).选择为0/1码，仔细观测李沙育信号波形，如图1.2.4所示；

图1.2.3 全1码

图1.2.4 0/1码

分析：全1码时，李沙育信号波形近似为一个圆环，更接近椭圆；0/1码时，李沙育信号波形同样近似为一个圆环，且环形粗一点。

思考：接收端与发送端李沙育波形不同的原因：存在噪声的影响且信道特性不稳定，存在着衰落。

3.接收位同步信号相位抖动观测

用发送时钟TPM01信号作同步，选择不同的测试序列测量接收时钟TPMZ07的抖动情况。输入码型为全1码和全0码，其波形分别如图1.2.5和1.2.6所示：

图1.2.5 全1码

图1.2.6 全0码

分析：方波高电平初始端存在脉冲。

思考：全0或全1码下观察不到位定时的抖动是因为：在全1码和全0码的情况下，所有的输入码元均相同，无电平跳变，不存在相位的变化，因此观察不到相位抖动。

4.解调器位定时恢复与最佳抽样点波形观测

TPMZ07为接收端DSP调整之后的最佳抽样时刻输入m序列，观察TPMZ07（以此信号作同步）和TPN04波形的之间的相位关系，如图1.2.7所示。

图1.2.7 解调器位定时恢复与最佳抽样点波形

分析：最佳抽样时刻位于抽样判决点的中间时刻，也即具有最大能量处。

5.位定时锁存和位定时调整观测

(1).输入为m序列时，观察TPM01（以此信号作同步）和TPMZ07（收端最佳判决时刻）之间的相位关系，如图1.2.8所示；

(2).不断按确认键，观察TPMZ07的调整过程和锁定后的相位关系，如图1.2.9所示；

(3).输入全1重复该实验，解释原因。按确认键前后波形如图1.2.10和图1.2.11所示；

(4).断开JL02接收中频环路，观测TPM01和TPMZ07之间的相位关系，并解释测量结果的原因。

图1.2.8 m序列确认前

图1.2.9 m序列确认后

图1.2.10 全1码确认前

图1.2.11 全1码确认后

分析：

（1）输入为m序列时，方波高电平初始端存在脉冲，发端时钟和最佳判决时刻之间的相位同步。

（2）不断按确认键，波形总体上保持不变。

（3）输入为全1码时，按确认键调整过程中脉冲位置发生了变化，即发端时钟和最佳判决时刻之间的相位发生了变化，原因是全1码时，输入波形没有变化，位定时失步；断开中频环路，按确认键，则脉冲位置发生变化，原因是断开中频环路后，无法正确判断出码元的起止。

6.观察在各种输入码字下FSK的输入/输出数据

通过菜单选择为不同码型输入数据信号，观测TPM04点输出数据信号是否正确。观测时用TPM02点信号同步。输入码型分别为特殊码、全1码和0/1码是波形分别如图1.2.12、图1.2.13和图1.2.14所示：

图1.2.12 特殊码

图1.2.13 全1码

图1.2.14 0/1码

分析：可以看出特殊码和0/1码输出波形与输入波形基本一致，只是相位上有一定的偏移，全1码为直线。

四．实验思考题

1.FSK 正交调制方式与传统的一般FSK 调制方式有什么区别? 其有哪些特点？

答：两者区别:一般FSK调制方式产生FSK信号的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK信号称为不连续FSK信号。而FSK正交调制方式产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。FSK正交调制方式可以消除各个频率间的相互干扰，从而消除由于频率干扰造成的误码。若频率不正交，在抽样时刻各支路信号波形是相关的，一条支路的误码必然导致判决结果的错误，从而增大了误码率。

FSK正交调制方式的特点：随着FSK码长的增加，FSK信号的带宽增加，频带利用率降低。即以增加信号频带来换取误码率的降低。

2.TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？

答：TPi03和TPi04分别为同向支路和正交支路，两信号为正交关系。

五．心得体会

因为是第一个实验，一开始对找JH5001通信原理综合实验系统上的模块以及测试点有点生疏，并且与双踪示波器有一根导线接触不良，但是实验总体完成的还是相对比较顺利的。通过实验，加深了对FSK调制和解调的基本工作原理、FSK数据传输、FSK正交调制的基本工作原理与实现方法以及FSK性能测试的理解。并且增强了我们的动手与合作能力。

第四篇：Matlab在控制工程中的应用

Matlab在控制工程中的应用

摘要：

简要介绍MATLAB软件及其控制系统工具箱的功能，并通过具体实例说明MATLAB软件在《机械控制工程基础》课程教学中的优越性，从多方面探讨在教学过程中，如何更好地利用MATLAB软件.主要从系统的时间响应及频率特性、稳定性分析和系统校正的设计、线性离散系统的分析及系统模型的估计等方面使MATLAB得图形化和交换功能充分的体现了出来，使抽象复杂的理论变得生动形象、加深了对某些概念的理解、激发了我们的学习兴趣。最后总结了关于怎样学好MATLAB的心得体会。

1.MATLAB简介

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。到目前为止，已经经发展成为优秀的适合多学科的功能强大的科技应用软件之一，在30多个面向不同领域而扩展的工具箱的支持下，MATLAB在许多领域中成为计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选平台。

MATLAB的发展经历了以下几个重要的发展时期：

1）20世纪70年代后期，时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve?Moler教授为学生开发了矩阵特征值求解及线性方程求解的FORTRAN程序库及接口程序，取名为MATLAB，并开始流传。

2）1983年春，Cleve?Moler博士与John?Little等人用c语言开发了MATLAB的第二代专业版，具有数值计算及数据图形化功能。3）1984年，Cleve?Moler与John?Little成立了MathWorks公司，正式把MATLAB推向市场。4）1993年～1995年，MathWorks公司推出了MATLAB?4.0版，充分支持Microsoft?Win—dows下的界面编程，1995年推出4.2C版。

5）1997年，MathWorks公司推出了MATLAB?5.0版，支持更多的数据结构，无论界面还是功能都较4.x版有长足进展。1999年推出了5.3版，进一步改善了MATLAB的功能。

6）2000年10月，MathWorks公司推出了MATLAB?6.0版，该版的推出是MATLAB软件的一次飞跃，它的可视化界面焕然一新，风格更加平易近人，而且还添加了对JAVA的支持，函数库也进一步进行了扩充，运算速度更快、性能更好。2001年6月，MathWorks公司推出了MATLAB?6.1版。2002年8月，MathWorks公司推出了MATLAB?6.5版。

2.MATLAB与控制工程及实例说明

Nyquist图和Bode图是系统频率特性的两种重要的图形表示形式，也是对系统进行频率特性分析的重要方法。无论是Nyquist图还是Bode图，都非常适于用计算机进行绘制，Matlab提供了绘制系统频率特性极坐标图的nyquist函数和绘制对数坐标图的bode函数。

24(0.25s+0.5)例如：传递函数为G(s)=的系统的Nyquist图及Bode图的求取。

(5s+2)(0.05s+2)1)Matlab文本及Nquist图形如下：

k=24,nunG1=k*[0.25,0.5];denG1=conv([5 2],[0.05 2]);[re,im]=nyquist(nunG1,denG1);plot(re,im);grid k=24,nunG1=k*[0.25,0.5];denG1=conv([5 2],[0.05 2]);[re,im]=nyquist(nunG1,denG1);plot(re,im);grid

0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2-1.400.511.522.53

2)Matlab文本及Bode图如下：

k=24;numG1=k*[0.25 0.5];denG1=conv([5 2],[0.05 2]);w=logspace(-2,3,100);bode(numG1,denG1,w);

Bode Diagram100Magnitude(dB)Phase(deg)-10-20-30-400-45-9010-210-1100101102103Frequency(rad/sec)

在MATLAB中，可以用impulse函数、step函数和lsim函数对线性连续系统的时间响应进行仿真计算。其中impulse函数用于生成单位脉冲响应；step函数用于生成单位阶跃响应；lsim函数用于生成对任意输入的时间响应。

例如：已知某高阶系统的传递函数为

2S220S50G(S)6 S15S584S4223S3309S2240S100

求该系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应和单位速度响应和单位加速度响应。

获得单位脉冲响应程序语句及图形: >> num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> impulse(num,den)

获得单位阶跃响应程序语句及图形： >> num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> step(num,den)

获得单位速度响应程序语句及图形： >> num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> t=[0:0.01:1];>> u=(t);>> lsim(num,den,u,t)

获得单位加速度响应程序语句及图形： > num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> t=[0:0.01:1];>> u=(0.5*t.*t);>> lsim(num,den,u,t)

3，总结: MATLAB其实很简单,只有自己亲自思考,多动手,不怕失败,我们才能好真正的掌握这门技术.其实我们学习Matlab的时候不要试着掌握它的每一个功能，熟悉和你专业最相关的部分就可以了.另外我感觉在MATLAB很好玩,从刚开始的什么都不懂到最后自己写程序并且到处相应的结果,真的是一件很开始的事情.所以说这次学到了很多有用的东西.

第五篇：移动通信原理与系统-教学大纲

《 移动通信 》课程教学大纲

一、课程名称：（移动通信原理与系统）(32学时）

二、先修课程： 通信原理、通信网基础

三、适用专业：通信工程专业

四、课程教学目的

本课程是通信工程本科专业课。移动通信是当今通信领域发展最快、应用最广和最前沿的通信技术。移动通信的最终目标是实现任何人可以在任何地点、任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。移动通信技术包括了组网技术、多址技术、语音编码技术、抗干扰抗衰落技术、调制解调技术、交换技术以及各种接口协议和网管等等多方面的技术。因此从某种意义上可以说，移动通信系统汇集了当今通信领域内各种先进的技术。通过本课程的学习使学生了解和掌握移动通信的基本理论，了解和掌握移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和抗干扰技术、语音编码技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM系统、CDMA系统和3G技术以及未来无线通信的发展等。

五、课程教学基本要求

1．理解和掌握无线信道和传播、传播损耗模型；

2．掌握移动通信中的信源编码的基本概念和调制解调技术； 3．理解和掌握移动通信中的各种抗衰落抗干扰技术； 4．掌握移动通信系统的组网技术；

5．掌握GSM移动通信系统、理解GPRS系统的基本原理以及EDGE的基本原理； 6．掌握基于CDMA20001X系统、WCDMA系统和TD－SCDMA系统的基本原理和应用； 7．了解未来移动通信的发展。

六、教学内容及学时分配（不含实验）

第一章 概述 1学时 第二章 移动通信电波传播环境与传播预测模型 内容：       无线传播的特点以及对无线通信的影响； 无线信道的特性，研究方法

无线信道的分析基础（分布，特性参数等）简单介绍建模技术和仿真技术基础 介绍常见的几种传播预测模型 说明应用范围和应用方法

4学时  介绍传播模型校正方法和校正实例

第三章 信源编码和调制技术 3学时

内容：  信源编码技术的概念  数字调制的基本概念与回顾  移动通信中对调制技术的特殊要求  GMSK调制技术  QPSK调制技术  高阶调制  多载波调制  OFDM技术与应用

第四章 抗衰落和链路性能增强技术 4内容：  无线通信中衰落概念回顾和抗衰落的基本概念  分集、合并技术，瑞克接收机技术

 信道编码技术（侧重卷积码技术和Turbo码技术介绍） 均衡技术的原理和维特比均衡的原理  扩频、跳频技术抗衰落的基本原理  多天线和空时编码

 AMC和HARQ两种自适应链路增强技术的基本原理

第五章 蜂窝组网技术 5 内容：  组网概述

 蜂窝小区和频率复用  切换、位置更新  多址接入

 码分多址关键技术

 蜂窝移动通信系统的容量分析  功率控制技术  切换、位置更新  网络结构

学时

学时 第六章 GSM系统和GPRS系统 5学时

内容：  概述

 GSM的业务及分类  GSM系统结构  GSM的信道  GSM的无线传输  GSM的语音处理  GSM系统的信令协议  接续和移动性管理  GPRS概述  GPRS的业务  GPRS的网络结构  GPRS协议结构

 GPRS的会话和移动性管理  GPRS空中接口介绍

 EDGE技术的基本原理和关键技术

第七章 第三代移动通信CDMA系统

内容：  3G概述

 IS－95和CDMA20001X技术  WCDMA技术  TD－SCDMA技术

第八章 未来发展 2内容：  LTE ,LTE+等的基本概念和技术  IMT-advance一些概念  技术发展趋势

期中考试

机动

学时

学时

2学时

2学时

4七、教学重点、难点

重点：移动通信的基本理论、技术；移动通信系统的理论和网络

难点：移动通信无线传播理论；抗衰落技术、移动通信网络和基于CDMA技术的3G网络

八、使用教材及参考书目

教材：移动通信原理与系统，啜钢、王文博、常永宇、李宗豪.2005.9，北京邮电大学出版社.参考书目：

1．[美] Theodore S.Rappaport.Wireless communications principles and practice.电子工业出版社影印版.1998.9 2．郭梯云等.数字移动通信.人民邮电出版社.1995.3 3．啜钢，王文博，常永宇等 移动通信原理与应用 北京：北京邮电大学出版社，2002 4．吴志忠 移动通信无线传播 北京：人民邮电出版社，2002 5．杨大成等 移动传播环境 北京：机械工业出版社，2003 6．许希斌等译 Jhong Sam Lee Leonard E.Miller 著.CDMA 系统工程手册.人民邮电出版社.2001.2 7．张平，王卫东，陶小峰等编著.WCDMA移动通信系统.人民邮电出版社.2001.3 8．啜钢等 CDMA无线网络规划与优化 北京：机械工业出版社，2004 9．李建东，杨家玮 个人通信.北京：人民邮电出版社，1998 10．Wi1lliam C.Y.Lee 著，宋维模，姜焕成等译.移动通信工程理论和应用.北京：人民邮电出版社，2002 11．孙孺石，丁怀元，穆万里，王泽权著.GSM数字移动通信工程.人民邮电出版社，1996 12．The GSM System for Mobile Communications.Michel Mouly and Marie-Bernadette Pauter, 1992 13．钟章队，蒋文怡，李红君等编著.GPRS 通用分组无线业务.人民邮电出版社.2001.12 14．杨大成等.cdma2000 1x移动通信系统.北京：机械工业出版社，2003

执笔人: 啜钢