通信原理实验报告1

通信原理 实验报告

课程名称：通信原理

实验一：数字基带传输系统的MATLAB仿真 实验二：模拟信号幅度调制仿真实验 姓 名： 学 号： 班 级：

2012年 12 月

实验一 数字基带传输系统的MATLAB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。

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。 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（-∞，+∞）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,22TT???????截短为sT(t)，再对sT(t)按时间间隔Δt均匀取样，得到取样点数为：

TNtt=Δ (3-1)

仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。显然Δt反映了仿真系统对信号波形的分辨率，Δt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1tΔ。如果信号的最高频率为fH，那么必须有fH≤12tΔ，才能保证不发生频域混叠失真。

3.1.2 频域分析

为了方便仿真，我们

利用 MATLAB 提供的函数编写了两个函数 t2f 和 f2t。t2f 的功能是做傅立叶变换，f2t 的功能是做傅立叶反变换，它们的引用格式分别为 X=t2f(x)及 x=f2t(X)，其中 x 是时域信号 x(t)j截短并采样所得的取样值矢量， X是对x(t)的傅立叶变换X(f)截短并采样所得的取样值矢量。

任意信号 s(t)的功率谱的定义是

3.2 与随机信号产生相关的指令 3.2.1 高斯噪声的产生

由于函数randn(1,N)产生N个互不相关的、均值为零、方差为 1 的高斯随机数，所以可用它来产生高斯白噪声。

3.2.2 随机码序列的产生

语句 round(rand(1,M))产生 M 个取值 1、0 等概的随机码。函数 round 表示四舍五入。 函数 rand 产生均匀分布于区间[0，1]的随机数。

语句 sign(rand(1,M))产生M 个取值±1 等概的随机码。函数 sign(x)对矢量 x的元素取正 负号，而高斯数 randn 取正负数的概率是相等的。

3.2.3 产生数字随机信号的一般方法

3.3 信号的仿真

3.3.1 连续时间信号的仿真

在《通信原理》课程中，单位阶跃信号u(t) 和单位冲激信号δ(t) 是二个非常有用的信号。 它们的定义如下：

这里分别给出相应的简单的产生单位冲激信号和单位阶跃信号的扩展函数。

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。 程序如下：

%program1_1

% This program is used to generate a sinusoidal signal and draw its plot clear, % Clear all variables close all, % Close all figure windows dt = 0.2; % Specify the step of time variable t = -2:dt:2; % Specify the interval of time x = sin(2*pi*t); % Generate the signal plot(t,x) % Open a figure window and draw the plot of x(t) title('zx and lz') xlabel('Time t (sec)')

dt=0.01 时的信号波形

zx and lz

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1 -2

-1.5

-1

-0.5 0 0.5

Time t (sec)

1

1.5

2

dt=0.2 时的信号波形

zx and lz 10.80.60.40.20-0.2-0.4-0.6-0.8-1-2-1.5-1-0.500.5Time t (sec)11.52

请问：上述的两幅图形有什么区别，哪一副图形看起来更接近于实际信号波形？为什么会有这种区别？

答：第一幅波形图为标准的正弦图，第二幅为失真的正弦图，第一幅更接近实际信号

波形，因为第二幅的dt过大已引起图形失真。

(2)修改program1_1,，存盘程序名为Q1_2，生成实指数信号x(t)=错误！未找到引用源。。要求在图形中加上网格线，并使用函数axis()控制图形的时间范围在0~2秒之间。然后执行该程序，保存所的图形。

修改Program1_1后得到的程序Q1_2如下： 图形结果如下：

zx and lz1.510.50-0.500.20.40.60.811.2Time t (sec)1.41.61.82

%program1_1

% This program is used to generate a sinusoidal signal and draw its plot clear, % Clear all variables

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