通原软件实验报告

信息与通信工程学院

通信原理软件实验报告

班 姓 学 序

级： 201121xxxx 名： xxx 号： 号： 通信原理软件实验·报告 目录

实验八............................................................................................................................ 4 一、实验内容................................................................................................................ 4 二、实验原理................................................................................................................ 4 三、仿真设计................................................................................................................ 6

1. 仿真思路........................................................................................................... 6 2. 程序框图........................................................................................................... 6 3. 源程序............................................................................................................... 7 四、实验结果及分析.................................................................................................. 10

1．实验仿真结果................................................................................................ 10 2. 结果分析......................................................................................................... 12 五、实验总结.............................................................................................................. 12 实验九.......................................................................................................................... 13 一、实验内容.............................................................................................................. 13 二、实验原理.............................................................................................................. 13 三、仿真设计.............................................................................................................. 13

1. 仿真思路......................................................................................................... 13 2. 程序框图......................................................................................................... 14 3. 源代码............................................................................................................. 14 四、实验结果及分析.................................................................................................. 16

1. 实验仿真结果................................................................................................. 16 2. 结果分析......................................................................................................... 17 五、实验总结.............................................................................................................. 17 实验十一...................................................................................................................... 18 一、实验内容.............................................................................................................. 18 二、实验原理.............................................................................................................. 18

1、单极性归零码................................................................................................ 18 2、双极性归零码................................................................................................ 18 3、各种码的比较................................................................................................ 19 三、仿真设计.............................................................................................................. 19

1. 仿真思路......................................................................................................... 19

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通信原理软件实验·报告 2. 程序框图......................................................................................................... 20 3. 源代码............................................................................................................. 20 四、实验结果及分析.................................................................................................. 23

1. 实验仿真结果................................................................................................. 23 2. 结果分析......................................................................................................... 24 五、实验总结.............................................................................................................. 24 实验十二...................................................................................................................... 25 一、实验内容.............................................................................................................. 25 二、实验原理.............................................................................................................. 25 三、仿真设计.............................................................................................................. 26

1. 仿真思路......................................................................................................... 26 2. 程序框图......................................................................................................... 26 3. 源程序............................................................................................................. 26 四、实验结果及分析.................................................................................................. 28

1. 实验仿真结果................................................................................................. 28 2. 结果分析......................................................................................................... 29 五、实验总结.............................................................................................................. 29

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通信原理软件实验·报告 实验八

一、实验内容

假设基带信号为m(t)?sin(2000?t)?2cos(1000?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及频谱。

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：

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通信原理软件实验·报告

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。

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：

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通信原理软件实验·报告

图3

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图4

通信原理软件实验·报告 从上至下依次是调制信号、AM信号、DSB信号、SSB信号。 从仿真结果看，AM调制信号包络清晰，可利用包络检波恢复原信号，接收设备较为简单。其频谱含有离散大载波，从理论分析可知，此载波占用了较多发送功率，使得发送设备功耗较大。

DSB-SC信号波形和频谱，其时域波形有相位翻转，频谱不含离散大载波。必须使用相干解调，可用多种方法提取载波，常用方式为在发端加入离散导频分量，在收端利用调谐于载频的窄带滤波器滤出导频分量。

SSB信号比DSB信号节省一半带宽，适合于语声信号的调制，因为其没有直流分量，也没有很低频的成分。解调时可采用相干解调或者在发端加入离散大载波进行包络检波。

2. 结果分析

根据通原理论课的知识可知，信号的AM调制比较容易实现，但其功率谱中有相当大一部分是载频信号，效率非常低；DSB-SC调制解决了AM信号效率低下的问题，但仍然存在的问题是调制信号的带宽为基带信号的两倍，频谱利用率较低；SSB调制方式在频谱利用上又做出了改进，为原先的一半，但其可靠性降低了，总之，可靠性与有效性是难以两全其美的，为一对矛盾体。

五、实验总结

本次实验是我通原软件实验所做的第一个仿真，由于开始对matlab仿真不太熟悉导致在很多细节上都出错了，如”.*”写成”*”，1kHz写成1k等等，后来我经过看matlab教程，对matlab应用有了进一步的理解，改正了这些错误并成功完成了实验8。

通过亲手对AM,DSB-SC,SSB信号时域以及频域波形的仿真，我进一步理解了AM,DSB-SC,SSB信号时域波形的特点以及区别，频谱在频率轴上的分布，特点。通过对MATLAB的学习与操作，逐步熟悉了MATLAB语句的编写，以及对波形等的仿真，针对一些常犯的错误进行了改正和学习，对于MATLAB基本语句有一定的掌握。

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通信原理软件实验·报告 实验九

一、实验内容

假设基带信号为m(t)=sin(2000πt)+2cos(1000πt)+4sin(500πt+π/3),载波频率为40kHz，仿真产生FM信号，观察波形与频谱。FM的频偏常数为5kHz/V。

二、实验原理

1、调频信号表达式为：

2、调频信号的频谱特征：

单频调制信号包括无穷多频率分量，在实际应用中，我们运用等效带宽这个概念。等效带宽的定义为：包含98%或者99%的已调信号总功率的带宽，根据卡松公式有：

BFM?2(Kfm(t)max?fm)三、仿真设计

1. 仿真思路

同实验一中相仿，定义必要的仿真参数，在此基础上可得到载波信号和调制信号。根据 可得到频偏，由此可写出最终的FM信号的表达式进行仿真计算。对FM信号进行傅里叶变换可得频谱特性，变换依旧使用实验一中给出的t2f.m函数。

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通信原理软件实验·报告 2. 程序框图

产生载波和调制信号m(t) 计算频率偏移量得FM信号 FFT变换得FM信号频谱 作时域波形图和频谱图

3. 源代码

fs = 800; %kHz T = 200; N = T*fs; dt = 1/fs;

t = linspace(-T/2,T/2,N); f = linspace(-fs/2,fs/2,N);

fm1 = 1; %kHz fm2 = 0.5; %kHz fm3 = 0.25; %kHz fc = 40; %kHz k = 5; %kHz

mt = sin(2*pi*fm1*t)+2*cos(2*pi*fm2*t)+4*sin(2*pi*fm3*t+pi/3); figure(1) %绘制调制信号的波形图和频谱图 subplot(2,1,1); plot(t,mt);

xlabel('时间t(ms)'); ylabel('mt'); axis([0,+8,-7,+7]); title('m(t)波形'); grid on;

FMT = t2f(mt,fs); subplot(2,1,2);

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通信原理软件实验·报告 plot(f,abs(FMT)); xlabel('频率f(kHz)'); ylabel('FMT'); axis([-25,25,0,500]); title('m(t)幅频特性'); grid on; phi = 2*pi*k*cumsum(mt)*dt; FM = cos(2*pi*fc*t+phi); figure(2) %绘制FM信号的波形图和频谱图 subplot(2,1,1); plot(t,FM); xlabel('时间t(ms)'); ylabel('FM'); axis([0,5,-2,2]); title('FM波形'); grid on; FFM = t2f(FM,fs); subplot(2,1,2); plot(f,abs(FFM)); xlabel('频率f(kHz)'); ylabel('FFM'); axis([-80,80,0,20]); title('FM幅频特性'); grid on;

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