通信原理实验报告-LABVIEW 2.1
通信原理实验实验报告
通信原理实验实验报告通信原理实验实验报告一、引言通信原理是现代通信技术的基础,而通信原理实验则是学习和理解通信原理的重要途径之一。
本次实验旨在通过实际操作和数据分析,加深对通信原理的理解,并掌握相关实验技能。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过实验验证通信原理中的一些基本概念和理论,包括调制、解调、信道传输特性等。
同时,通过实验数据的分析,探究不同参数对通信系统性能的影响。
三、实验原理1. 调制与解调调制是将要传输的信息信号转换成适合传输的调制信号的过程,解调则是将接收到的调制信号恢复成原始信息信号的过程。
常见的调制方式有幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)等。
2. 信道传输特性信道传输特性是指信号在传输过程中受到的各种干扰和衰减的影响。
常见的信道传输特性包括衰减、失真、噪声等。
在通信系统设计中,需要考虑信道传输特性对信号质量的影响,并采取相应的措施进行补偿或抑制。
四、实验步骤1. 实验一:调制与解调在实验一中,我们选择了幅度调制(AM)作为调制方式。
首先,通过信号发生器产生一个正弦波作为基带信号,然后将其调制到无线电频率范围。
接下来,通过解调器将接收到的信号解调,并与原始信号进行比较分析。
2. 实验二:信道传输特性在实验二中,我们通过建立一个简单的传输系统来研究信道传输特性。
首先,我们将信号源连接到信道输入端,然后通过信道模拟器模拟信道的衰减、失真和噪声等特性。
最后,我们使用示波器观察信号在传输过程中的变化,并记录相关数据。
五、实验结果与分析1. 实验一:调制与解调通过实验一的数据分析,我们可以得出调制信号与原始信号的关系,并进一步了解幅度调制的特点。
同时,我们还可以观察到解调过程中的信号失真情况,并对解调算法进行改进。
2. 实验二:信道传输特性实验二的数据分析主要包括信号衰减、失真和噪声等方面。
通过观察示波器上的波形变化,我们可以了解信号在传输过程中的衰减程度,以及失真和噪声对信号质量的影响。
labview的通信原理课程实验设计
labview的通信原理课程实验设计
LabVIEW通讯原理课程实验设计旨在通过LabVIEW,帮助学生更好地理解数字通信的基本原理。
实验的本质是使用LabVIEW对标准的数字通信系统进行模拟,以检测其行为特性。
这些特性包括信号处理、信道模型和数据传输等。
实验有助于学生更深入地理解数字通信的基本原理和应用知识。
LabVIEW通讯原理实验大致分为三个部分。
首先,要掌握LabVIEW各种功能,学习如何使用它来模拟数字通信系统,理解一些基本概念,例如基带,脉冲编码调制(PCM),归一化差分码,误码检测和纠错等。
其次,要学会如何搭建模拟通信系统,具体来说,就是要掌握如何在LabVIEW中实现想法,实现发送信号,建立信道,模拟星座图等。
最后,要对检测到的信号进行分析,以了解实际结果是否与理论相符,然后根据结果调节信道和参数,来达到最佳模拟效果。
LabVIEW通讯原理实验设计可以帮助学生学习应用技术,有助于增强学生的实际工程能力。
此外,实验也有助于学生了解LabVIEW的技术原理,从而熟悉LabVIEW的软件工具,有助于学生在未来的工作中灵活运用LabVIEW。
通信原理实验报告
通信原理实验报告引言:通信原理是现代通信技术的基础,通过实验可以更深入地理解通信原理的各个方面。
本次实验主要涉及到调制解调和频谱分析。
调制解调是将原始信号转换成适合传输的信号形式,频谱分析则是对信号的频域特性进行研究。
通过这些实验,我们可以进一步了解调制解调原理、频谱分析技术以及其在通信领域中的应用。
实验一:调制解调实验调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号形式的过程。
在实验中,我们使用了模拟调制技术。
首先,我们通过声卡输入一个带通信号,并将其调制成调幅信号。
接着,通过示波器观察和记录调制信号的波形,并利用解调器将其还原为原始信号。
实验二:频谱分析实验频谱分析是对信号在频域上的特性进行研究。
在实验中,我们使用了频谱分析仪来观察信号的频谱分布情况。
首先,我们输入一个具有特定频率和幅度的正弦信号,并使用频谱分析仪来观察其频谱。
然后,我们改变信号的频率和幅度,继续观察和记录频谱的变化情况。
实验三:应用实验在实际通信中,调制解调和频谱分析技术有着广泛的应用。
通过实验三,我们可以了解到这些技术在通信领域中的具体应用。
例如,我们可以模拟调制解调技术在调制解调器中的应用,观察和分析不同调制方式下的信号特性。
同样,我们可以使用频谱分析仪来研究和理解不同信号在传输过程中的频谱分布。
这些实验将帮助我们更好地理解通信系统中的调制解调和频谱分析技术,从而为实际应用提供支持。
结论:通过本次实验,我们对通信原理中的调制解调和频谱分析技术有了更深入的了解。
调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号形式,而频谱分析则是对信号的频域特性进行研究。
这些技术在通信领域中有着广泛的应用,对于实际通信系统的设计和优化非常重要。
通过实验的学习和实践,我们能够更好地掌握调制解调和频谱分析的原理和应用,从而提高我们在通信领域中的能力和技术水平。
总结:通过本次实验,我们对通信原理中的调制解调和频谱分析技术进行了学习和实践。
通过实验的过程,我们深入了解了这些技术的原理和应用,并通过观察和记录不同信号的波形和频谱特征,加深了我们对通信原理的理解。
通信原理的实验报告
一、实验名称通信原理实验二、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和基本工作原理。
2. 掌握模拟通信和数字通信的基本技术。
3. 熟悉调制、解调、编码、解码等基本过程。
4. 培养实际操作能力和实验技能。
三、实验器材1. 通信原理实验箱2. 双踪示波器3. 信号发生器4. 信号分析仪5. 计算机四、实验原理通信原理实验主要包括模拟通信和数字通信两部分。
1. 模拟通信:模拟通信是指将声音、图像等模拟信号通过调制、解调、放大、滤波等过程,在信道中传输的通信方式。
模拟通信的基本原理是:将模拟信号转换为适合在信道中传输的信号,通过信道传输后,再将信号还原为原来的模拟信号。
2. 数字通信:数字通信是指将声音、图像等模拟信号通过采样、量化、编码等过程,转换为数字信号,在信道中传输的通信方式。
数字通信的基本原理是:将模拟信号转换为数字信号,在信道中传输后,再将数字信号还原为原来的模拟信号。
五、实验内容1. 模拟通信实验(1)调制与解调实验:通过实验箱,观察调制和解调过程中的波形变化,了解调制和解调的基本原理。
(2)放大与滤波实验:通过实验箱,观察放大和滤波过程中的波形变化,了解放大和滤波的基本原理。
2. 数字通信实验(1)编码与解码实验:通过实验箱,观察编码和解码过程中的波形变化,了解编码和解码的基本原理。
(2)调制与解调实验:通过实验箱,观察调制和解调过程中的波形变化,了解调制和解调的基本原理。
六、实验步骤1. 模拟通信实验(1)调制与解调实验:连接实验箱,设置调制和解调参数,观察波形变化,记录实验数据。
(2)放大与滤波实验:连接实验箱,设置放大和滤波参数,观察波形变化,记录实验数据。
2. 数字通信实验(1)编码与解码实验:连接实验箱,设置编码和解码参数,观察波形变化,记录实验数据。
(2)调制与解调实验:连接实验箱,设置调制和解调参数,观察波形变化,记录实验数据。
七、实验结果与分析1. 模拟通信实验(1)调制与解调实验:实验结果显示,调制过程将模拟信号转换为适合在信道中传输的信号,解调过程将传输的信号还原为原来的模拟信号。
(完整word版)通信原理labview实验报告
北京科技大学《通信原理》实验报告学院:计算机与通信工程学院班级:通信1303学号:41356071姓名:李成钢同组成员:陈灿,安栋,张秋杰,王亮实验成绩:________________________2016 年 1 月14 日实验二PAM 信号的labview 实现一、实验目的1.熟悉掌握 AMI、HDB3、CMI 和双相码的编码规则。
2.根据编码规则,自主设计完成以上码的编译码实验。
二、实验仪器计算机一台,labview2013 软件三、实验内容根据几种常规线路码型的编码规则,在 labview 仿真软件上,自主设计完成 AMI、HDB3、CMI 和双相码的编译码实验,得到正确的编码波形。
四、实验步骤1.AMI码:首先在前面板上插入预输入的数组行,插入两行,分别表示要输入的消息码以及经过程序变换后的显示码,数组位数相同,然后设置一个波形显示用的仪器来显示输出的波形,设置好后进入程序设计页面。
在程序设计页面,为程序添加一个while循环以实现程序可控,因此在里面添加stop模块同时显示停止按键在前面板上,接着我们开始处理输入的数组元素,首先添加for循环,将处理后的数组大小置入for循环来控制for循环的次数,然后将数组通过索引来与1进行比较,所谓索引即将按顺序输入的数组依次派出,同时添加一条件结构,若输入为1则进入条件结构真,否则进入假,条件结构为真时,由于此时为1,AMI码要求连续的1按+1,-1电平来计,而AMI 码为半占空波形,故连续的1应分别为(+1,0),(-1,0),因此我们要用到子VI(判断整除,下文讨论)来实现逢偶数个1时,就会输出(-1,0),同时还必须统计1的总数,而显示的码不显示半占空的电平,因此将显示的AMI码处输出+1和-1,显示的波形处送入(+1,0),(-1,0),成假时显示的AMI 码处输出0,显示的波形处送入(0,0),由于输出处为二维数据,因此用到子VI(nrz将二维转换为一维,见下文),在数据输出处使用层叠氏顺序结构以连接输入的数据。
通信原理实验_实验报告
一、实验名称通信原理实验二、实验目的1. 理解通信原理的基本概念和原理;2. 掌握通信系统中的调制、解调、编码和解码等基本技术;3. 培养实际操作能力和分析问题能力。
三、实验内容1. 调制与解调实验(1)实验目的:验证调幅(AM)和调频(FM)调制与解调的基本原理;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:调幅调制器、调频调制器、解调器、示波器、信号发生器等;2. 设置调制器参数,生成AM和FM信号;3. 将调制信号输入解调器,观察解调后的信号波形;4. 分析实验结果,比较AM和FM调制信号的特点;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到AM和FM调制信号的特点,验证了调制与解调的基本原理。
2. 编码与解码实验(1)实验目的:验证数字通信系统中的编码与解码技术;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:编码器、解码器、示波器、信号发生器等;2. 设置编码器参数,生成数字信号;3. 将数字信号输入解码器,观察解码后的信号波形;4. 分析实验结果,比较编码与解码前后的信号特点;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到编码与解码前后信号的特点,验证了数字通信系统中的编码与解码技术。
3. 信道模型实验(1)实验目的:验证信道模型对通信系统性能的影响;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:信道模型仿真软件、信号发生器、示波器等;2. 设置信道模型参数,生成模拟信号;3. 将模拟信号输入信道模型,观察信道模型对信号的影响;4. 分析实验结果,比较不同信道模型下的信号传输性能;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到不同信道模型对信号传输性能的影响,验证了信道模型在通信系统中的重要性。
4. 通信系统性能分析实验(1)实验目的:分析通信系统的性能指标;(2)实验步骤:1. 准备实验设备:通信系统仿真软件、信号发生器、示波器等;2. 设置通信系统参数,生成模拟信号;3. 仿真通信系统,观察系统性能指标;4. 分析实验结果,比较不同参数设置下的系统性能;(3)实验结果与分析:通过实验,观察到不同参数设置对通信系统性能的影响,验证了通信系统性能分析的重要性。
通信原理软件实验实验报告
通信原理软件实验实验报告一、实验目的通信原理是电子信息类专业的一门重要基础课程,通过通信原理软件实验,旨在加深对通信系统基本原理的理解,熟悉通信系统的基本组成和工作过程,掌握通信系统中信号的产生、传输、接收和处理等关键技术,提高分析和解决通信工程实际问题的能力。
二、实验环境本次实验使用了_____通信原理软件,运行在_____操作系统上。
实验所需的硬件设备包括计算机一台。
三、实验内容1、数字基带信号的产生与传输生成了单极性归零码、双极性不归零码、曼彻斯特码等常见的数字基带信号。
观察了不同码型的时域波形和频谱特性。
研究了码间串扰对数字基带信号传输的影响。
2、模拟调制与解调实现了幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
分析了调制指数、载波频率等参数对调制信号的影响。
完成了相应的解调过程,并对比了解调前后信号的变化。
3、数字调制与解调进行了二进制振幅键控(2ASK)、二进制频移键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)的调制与解调。
探讨了噪声对数字调制系统性能的影响。
计算了不同调制方式下的误码率,并绘制了误码率曲线。
4、信道编码与译码对线性分组码(如汉明码)进行了编码和译码操作。
研究了编码增益与纠错能力之间的关系。
四、实验步骤1、数字基带信号的产生与传输实验打开通信原理软件,进入数字基带信号产生与传输模块。
设置码型参数,如码元宽度、脉冲幅度等,生成相应的数字基带信号。
利用示波器观察时域波形,使用频谱分析仪分析频谱特性。
加入不同程度的码间串扰,观察对传输信号的影响。
2、模拟调制与解调实验在软件中选择模拟调制模块,设置调制参数,如调制指数、载波频率等。
生成调制信号后,通过解调器进行解调。
使用示波器和频谱分析仪观察调制和解调前后信号的时域和频域变化。
3、数字调制与解调实验进入数字调制与解调模块,选择所需的调制方式(2ASK、2FSK、2PSK)。
设定相关参数,如码元速率、载波频率等,产生调制信号。
通信原理实验实验报告
通信原理实验实验报告实验名称:通信原理实验实验目的:1. 理解基本的通信原理和通信系统的工作原理;2. 掌握各种调制解调技术以及通信信号的传输方式;3. 熟悉通信系统的基本参数和性能指标。
实验设备和器材:1. 信号发生器2. 采样示波器3. 调制解调器4. 麦克风和扬声器5. 示波器6. 功率分贝计7. 电缆和连接线等实验原理:通信原理主要涉及调制解调、传输媒介、信道编码和解码等方面的内容。
本次实验主要内容为调幅、调频和数字调制解调技术的验证,以及传输信号质量的评估和性能测量。
实验步骤:1. 调幅实验:将信号发生器产生的正弦波信号调幅到载波上,并使用示波器观察调幅波形,记录幅度调制度;2. 调频实验:使用信号发生器产生调制信号,将其调频到载波上,并使用示波器观察调频波形,记录调频的范围和带宽;3. 数字调制实验:使用调制解调器进行数字信号调制解调实验,并观察解调的信号质量,记录解调信号的正确性和误码率;4. 信号质量评估:使用功率分贝计测量信号传输过程中的信噪比和失真程度,并记录测量结果;5. 性能测量:采用示波器和其他测量设备对通信系统的带宽、传输速率等性能指标进行测量,记录测量结果。
实验结果:1. 对于调幅实验,观察到正弦波信号成功调幅到载波上,并记录幅度调制度为X%;2. 对于调频实验,观察到调制信号成功调频到载波上,并记录调频的范围为X Hz,带宽为X Hz;3. 对于数字调制实验,观察到解调后的信号正确性良好,误码率为X%;4. 信号质量评估测量结果显示信噪比为X dB,失真程度为X%;5. 性能测量结果显示通信系统的带宽为X Hz,传输速率为X bps。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了通信原理中的调制解调技术和信号传输方式,并且成功进行了调幅、调频和数字调制解调实验。
通过信号质量评估和性能测量,我们对通信系统的性能指标有了更深入的了解。
在实验过程中,我们还发现了一些问题和改进的空间,例如在数字调制实验中,我们可以进一步优化解调算法,提高解调的正确性。
通信原理实验报告
通信原理实验报告实验目的,通过本次实验,掌握通信原理的基本知识和实验技能,深入了解通信原理的相关概念和原理,提高对通信原理的理解和应用能力。
实验仪器,信号发生器、示波器、天线、调频收音机、调幅收音机等。
实验原理,本次实验主要涉及调制和解调的基本原理,包括调幅调制(AM调制)、调频调制(FM调制)、调幅解调(AM解调)、调频解调(FM解调)等内容。
实验步骤:1. 调幅调制实验,使用信号发生器产生调制信号,连接示波器观察调幅波形,并通过调幅收音机接收调幅信号,记录实验数据。
2. 调频调制实验,使用信号发生器产生调制信号,连接示波器观察调频波形,并通过调频收音机接收调频信号,记录实验数据。
3. 调幅解调实验,使用信号发生器产生调幅信号,连接示波器观察调幅波形,通过调幅解调电路解调信号,观察解调后的波形,记录实验数据。
4. 调频解调实验,使用信号发生器产生调频信号,连接示波器观察调频波形,通过调频解调电路解调信号,观察解调后的波形,记录实验数据。
实验结果与分析:通过实验数据的记录和观察,我们发现调幅调制产生的波形具有幅度变化,而调频调制产生的波形具有频率变化。
在调幅解调实验中,我们成功地将调幅信号解调为原始信号,而在调频解调实验中,我们也成功地将调频信号解调为原始信号。
这些实验结果验证了调制和解调的基本原理,加深了我们对通信原理的理解。
实验总结:通过本次实验,我们深入了解了调制和解调的基本原理,掌握了调幅调制、调频调制、调幅解调、调频解调的实验方法和技巧。
这些实验成果对我们进一步学习和应用通信原理具有重要意义,为我们将来的学习和研究打下了坚实的基础。
实验中也存在一些问题和不足,例如实验数据记录不够详细、实验过程中仪器的操作不够熟练等,这些问题需要我们在今后的学习和实践中加以改进和完善。
通过本次实验,我们不仅增加了对通信原理的理解和掌握,同时也提高了我们的实验操作能力和实验数据处理能力。
这些都为我们今后的学习和科研工作奠定了良好的基础。
通信原理实验实验报告
1. 理解并掌握通信系统基本组成及工作原理。
2. 掌握通信系统中信号的传输与调制、解调方法。
3. 学习通信系统性能评估方法及分析方法。
二、实验器材1. 通信原理实验平台2. 双踪示波器3. 信号发生器4. 信号分析仪5. 计算机及实验软件三、实验内容1. 通信系统基本组成及工作原理(1)观察通信原理实验平台,了解通信系统的基本组成,包括发送端、信道、接收端等。
(2)分析实验平台中各模块的功能,如调制器、解调器、滤波器等。
(3)通过实验验证通信系统的工作原理。
2. 信号的传输与调制、解调方法(1)学习并掌握模拟信号的调制、解调方法,如AM、FM、PM等。
(2)学习并掌握数字信号的调制、解调方法,如2ASK、2FSK、2PSK等。
(3)通过实验验证调制、解调方法的有效性。
3. 通信系统性能评估方法及分析方法(1)学习并掌握通信系统性能评估方法,如误码率、信噪比、调制指数等。
(2)通过实验测量通信系统性能参数,如误码率、信噪比等。
(3)分析实验数据,总结通信系统性能。
1. 观察通信原理实验平台,了解通信系统的基本组成。
2. 设置实验参数,如调制方式、载波频率、调制指数等。
3. 观察并记录实验过程中各模块的输出信号。
4. 利用示波器、信号分析仪等仪器分析实验数据。
5. 计算通信系统性能参数,如误码率、信噪比等。
6. 分析实验结果,总结实验结论。
五、实验结果与分析1. 通过实验验证了通信系统的基本组成及工作原理。
2. 实验结果表明,调制、解调方法对通信系统性能有显著影响。
例如,在相同条件下,2PSK调制比2ASK调制具有更好的误码率性能。
3. 通过实验测量了通信系统性能参数,如误码率、信噪比等。
实验数据表明,在合适的调制方式、载波频率等参数下,通信系统可以达到较好的性能。
4. 分析实验数据,总结实验结论。
实验结果表明,在通信系统中,合理选择调制方式、载波频率等参数,可以提高通信系统性能。
六、实验总结本次实验通过观察、实验、分析等方法,对通信原理进行了深入学习。
通信原理实验报告
通信原理实验报告通信原理实验报告一、引言通信原理是现代社会中不可或缺的一部分,它涉及到人与人之间的信息传递和交流。
为了更好地理解通信原理的基本概念和原理,我们进行了一系列的实验。
本报告将介绍实验的目的、实验装置和实验结果,并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过实际操作,加深对通信原理中调制解调的理解,并掌握调制解调的基本原理和方法。
同时,通过实验还可以了解到信号的传输特性和信道噪声对通信质量的影响。
三、实验装置本实验使用的装置包括信号发生器、调制解调器、示波器和音频输出设备。
信号发生器用于产生不同频率和振幅的信号,调制解调器用于将信号进行调制和解调,示波器用于观察信号的波形,音频输出设备用于听到解调后的信号。
四、实验步骤1. 首先,将信号发生器连接到调制解调器的输入端口,并设置合适的频率和振幅。
2. 将调制解调器的输出端口连接到示波器的输入端口,以便观察信号的波形。
3. 打开信号发生器和调制解调器,并调节合适的参数,使得信号能够正常传输和解调。
4. 使用示波器观察信号的调制和解调过程,并记录下观察到的波形。
5. 将示波器的输出端口连接到音频输出设备,以便听到解调后的信号。
6. 调节音频输出设备的音量,并仔细听取解调后的信号,记录下听到的声音特征。
五、实验结果通过实验,我们观察到了不同频率和振幅的信号在调制和解调过程中的变化。
在调制过程中,信号的频率和振幅被调整,以便在传输过程中更好地适应信道特性。
在解调过程中,信号经过解调器后恢复成原始的频率和振幅。
六、实验分析与讨论通过实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 调制是将信息信号转换为适合传输的信号的过程,而解调是将传输过程中的信号恢复为原始的信息信号的过程。
2. 调制过程中,信号的频率和振幅会发生变化,这是为了适应信道的特性和噪声的影响。
3. 解调过程中,信号经过解调器后能够恢复成原始的频率和振幅,但可能会有一定的失真和噪声。
通信原理实验报告LABVIEW21
通信原理实验报告实验项目:实验1掌握用Labview 产主随机数的方法实验2统计随机数的概率分布密度函数及相关函数特性实验3产生m 序列信号源,验证m 序列的伪随机性以及伪随机序列的自相关函数的双值特性。
实验4模拟产生AWGN 及ISI 信道,添加到数字通信仿真系统中实验1 随机数产生及直方图统计一、实验目的(1)掌握在一般微型计算机上产主随机数的方法。
(2)统计随机数的概率分布密度函数。
二、实验内容1.用计算机产生[0,1]均匀分布的(伪)随机数。
2.由[0,1]均匀分布随机数产生其它分布的随机数,例:正态N (0,l )分布的随机数。
3.用直方图统计随机数的分布密度。
三、实验设备微型计算机及其高级程序语言编译环境,例C++、FORTRAN 、PASCAL 等,也可以应用工程计算工具软件如MA TLAB 等。
四、实验原理1. 计算机产生均匀分布随机数在计算机算法中,为实现方便,通常使用伪随机数(序列)来代替(真)随机数。
伪随机序列是有周期性的数值序列,当其周期N 相对很大时,统计特性一定程度上逼近随机序列,故效果与(真)随机数相近。
2. 高斯分布随机数的获得实际研究当中,高斯(正态)分布是经常被使用到的数学模型,可以近似描述很多随机事件的统计特性。
,我们可以采用非线性变换法,对比较容易产生的均匀分布随机序列进行变换,(近似)得到高斯分布随机序列。
22/112cos )ln 2(R R X c π-=公式中,若R 1和R 2是[0,1]区间两个均匀分布随机变量,理论上可以证明X C 是标准正态分布(均值为0,方差为1的高斯分布)的随机变量。
3. 直方图对于一个随机变量,假如我们知道它是正态的(或其它分布形式)我们可以从随机变量的抽样估计它的均值和方差,从而得到它的分布密度函数。
预先对一个随机变量分布一无所知,要估计它的分布密度函数可借助于直方图统计方法:设有图1所示密度函数f x (x)把随机变量X 的取值量化,量化阶为2ε,例如对于以x =2为中心的量化阶内,如果ε足够小。
通信原理实验报告
通信原理实验报告一、实验目的。
本次实验旨在通过实际操作,加深对通信原理相关知识的理解,掌握调制解调技术的基本原理和实验操作方法,提高学生对通信原理的实际应用能力。
二、实验仪器和设备。
本次实验所需的仪器和设备包括信号发生器、示波器、频谱分析仪、调制解调实验箱等。
三、实验原理。
1. 调制原理。
在通信中,为了将模拟信号传输到远距离,需要将模拟信号转换成数字信号,这就需要用到调制技术。
调制是指将要传输的模拟信号(基带信号)变换成符合载波特性的信号,以便于在信道中传输。
常见的调制方式包括调幅调制(AM)、调频调制(FM)和调相调制(PM)等。
2. 解调原理。
解调是指将调制后的信号还原成原始的模拟信号的过程。
解调技术是调制技术的逆过程,主要包括信号检测、解调器和滤波器等。
四、实验步骤。
1. 调幅调制实验。
(1)将信号发生器的正弦波信号作为调制信号,载波信号为高频正弦波信号。
(2)连接示波器,观察调制前后的信号波形变化。
(3)调节信号发生器的频率和幅度,观察调制信号的变化。
2. 调频调制实验。
(1)将信号发生器的正弦波信号作为调制信号,载波信号为高频正弦波信号。
(2)连接示波器和频谱分析仪,观察调频调制的信号波形和频谱特性。
3. 解调实验。
(1)将调幅调制和调频调制的信号输入到解调器中,观察解调后的信号波形和频谱特性。
(2)调节解调器参数,观察解调效果的变化。
五、实验结果分析。
通过本次实验,我们对调制解调技术有了更深入的了解。
在调幅调制实验中,我们观察到了调制前后信号波形的变化,了解了调幅调制的基本原理。
在调频调制实验中,我们通过观察频谱特性,掌握了调频调制的实验操作方法。
在解调实验中,我们调节解调器参数,观察到了解调效果的变化,加深了对解调原理的理解。
六、实验总结。
通过本次实验,我们对通信原理中的调制解调技术有了更深入的认识,掌握了实验操作方法,提高了实际操作能力。
在今后的学习和工作中,我们将更加注重理论与实践相结合,不断提高自己的专业能力。
通原实验报告labview
THE COMMUNICATION FUNDAMENTALSEXPERIMENTNAME: 单赟吉STUDENT ID:11211105CONTENTSLEB2 digital communication (3)1.Experiment Principle (3)2.Experiment Purpose (5)3.Experimental Content (5)4.Experimental Block Diagram (6)PART1:The UART communication system (7)PART2:An Image over an LTI Channel and Dealing with Non-Ideality (8)5. Experimental Results (9)LEB5Altitude modualtion (11)1.Experiment Principle (11)2.Experiment Purpose (13)3.Experimental Content (13)4.Experimental Block Diagram (14)PART1:AM transmitter (14)PART2:A Single-/Multi-tone AM Transmitter (14)PART3:A *.wav AM transmitter (15)PART4:AM receiver (16)5. Experimental Results (17)LAB 2DIGTIAL COMMUNICATION1.Experiment Principle1.1 UART protocolAs aforementioned, UART is widely used for digital chip-to-chip communications on embedded systems. While there are many configurations , a common UART packet structure is 10 bits- 1 START bit, 8 DATA bits (one byte), and 1 STOP bit. This structure is shown in figure 1 below, and is commonly referred to as 8n1 (8 data bits, no parity, 1 stop bit). Sometimes an additional bit is included for parity checking (a simple form of error detection), but that is not covered in this lab.The data byte is sent LSB (Least Significant Bit) first, which means we effectively send the byte "backwards." For instance, if we wanted to send the byte 00101001, we would transmit the following 10-bit sequence: 010******* (one start bit (0), the 8 data bits LSB->MSB (10010100), and then one stop bit (1)).These bits are encoded as voltages: a HIGH voltage (i.e. 5 volts) to represent a 1,and a LOW voltage (i.e. 0 volts) to represent a 0. The START bit is always a LOW state, and the STOP bit is always a HIGH state. Each bit state is held for someperiod of time - the symbol period - to generate a ’square-wave’ type of signal. The amount of time for which we hold a LOW or HIGH bit determines the baud rate (speed) of the link. In most systems, the transmitter and receiver agree upon thisbaud (or bit-clock) rate in advance. The resulting packet signal is sent along a wire from the transmitter to the receiver.UART packets can be sent from the transmitter at any point in time , and there canbe any amount of time in between packets, hence the asynchronous nature of this communication link. In order to achieve synchronization with an incoming packet,the communication wire idles in the HIGH (1) state in between packets. Since the START bit is always a LOW, we know a packet has begun when this transition occurs. After we synchronize to the start of a packet, we use the known baud rate to estimate the center of each data bit, and sample the voltage of the signal at this point. Infigure 2 below, we illustrate the start of a packet and the data-bit sampling interval. After the receiver decodes the entire data packet, we reverse the result (to get theoriginal MSB->LSB) byte, and we’re done! We’ve received one UART packet. The stop bit simply returns the communications wire to the original IDLE (HIGH) state,and the receiver begins waiting for the next START bit which signals the beginning of the next packet.1.2 UART decoderThe transmitter encodes 0’s as0Volts and 1’s as 5Volts. Each character of the message is represented using ASCII encoding. ASCII is a one-byte(8 bit) representation for 256 of the most of the commonly used characters in theEnglish language. As a result, each UART packet you will receive consists of a singlecharacter from this message. The characters of the message are sent in order, so theyshould be kept in the order that they are received. After decoding the entire stream, you will have received a question.1.3Estimating an LTI channelT he additional ’byte’ (array element)which is pre-pended to the picture array. It contains decimal 85, which isequivalent to binary 01010101. Your entire first UART packet, including the startand stop bit, will then be 010******* (remember the data order goes LSB->MSB).We’ll call this packet the synchronization & training packet. Thefollowing additional pieces of information:1. Before the start of the first UART packet, the transmitter sends ’11111111’.This is simply to ensure that we begin with the communication line IDLEing HIGH.2. Following these first eight 1’s, we send the aforementioned "synchronization" packet.3. The LTI channel impulse response is no more than 8 taps long (h[i] = 08 i>7), and the channel is noise-free.4. The first tap of the channel impulse is guaranteed to be non-zero (h[0] 6= 0)5. Before the UART transmission starts, the state of the communication line isunknown ( x[i] unknown 8 i< 0 )6. After this first packet, the communication continues as usual: it sends the pixels of the image.1.4Correcting for the channelWe will consider a simple example to demonstrate how you are going to ’correct’ for the channel: Consider the case where you have a channel which has a response of length 2, and we know the first tap is non-zero. The output y[n] at any given time is thenNow, let’s assume we successfully built a channel estimation block to determine h[0] and h[1]. Let’s also assume that we know x[n-1], since that was the previous symbol we should have already decoded (think about this for a moment - it’s a recursive argument). Since we know everything besides x[n], we just re-arrange the above equation to get an estimate of the current sample:2.Experiment PurposeIn Lab 2, our goal is to know some aspects of digital signaling, including simple channel codes and the effect of sending these signals over non-idealcommunication channels.3.Experimental Content3.1 Part1:The UART communication systemIn this lab, the main mission is the decoder. We can put it into 3 steps. Step 1: Build the Receiver State Machine. Step 2: Decode the incoming sample stream. Step 3: Read the question!3.2 Part2:An Image over an LTI Channel, and Dealing withNon-IdealityThe goal for this part of the lab is to know somethingabout non-ideal channels and thetheory of deconvolution. First, Verify that your receiver still works. Then Estimating an LTI channel. Finally, Correcting for the channel.4.Experimental Block DiagramPART1:The UART communication systema.The whole block diagramThe ASCII transmitter and the converter have already finished, thus we only build the UART receiver system to complete the communication system.b.the UART receiverThe diagram given is too simple,I must do a lot of work to finish it. But there is the same receiver in the Lab 2 which has finished. So I just link every modules. Finally, the whole system of the receiver is as blow. I will show you how it works in the following paper.c. Decision regenerationBefore into the state machine, the signal must be identified as high electrical level or low. We need a decision regeneration module to choose the state of the code.d.The addition of 1D arrayIn the READ state we must add the array after decimatinge. The RegisterWe also need a register to save the data after the decoding and output all at last to get the resultf. The IDLE stateThis link form is waiting to see a transition from HIGH->LOW. On transition, go to state READ.PART2:An Image over an LTI Channel, and Dealing withNon-IdealityThe UART receiver has already built up, the mission is to complete the channel correction.The whole block diagram of the channel correction is shown as this figure.5. Experimental ResultsPART1: the receiver can receive the code “How are you?”by recovering the ASCII form the transmitter.LAB5Amplitude Modulation1.Experiment Principle1.1 Amplitude ModulationAmplitude Modulation (AM) is an analog modulation scheme where the amplitude (A) of a fixed-frequency carrier signal is continuously modified to represent data in a message. The carrier signal is generally a high frequency sine wave used to “carry” the information on the envelope of the message. The result is a double-sideband signal, centered on the carrier frequency, with twice the bandwidth of the original signal. The mathematical expression of modulated wave is:Here,A0represents DC component of the modulation signal m(t), f(t)represents AC component of the modulation signal, the carrier wave we use has unitamplitude,angular frequency is a fixed valuewc, the initial phase of the carrier signal c(t) is θ0.From(1.1),we can conclude that Amplitude Modulation is the product of modulation signal m(t) and carrier signal c(t). In order to realize that the amplitude of carrier signal coordinated by f(t) linearly, m(t) should consist of DC component to make surem(t)≥0, i.e.,Therefore, the envelop ofSam(t) is completely above time axis, as shown in figure 1.Figure.1 Time domain of an AM signalFor we can obtain its spectrum byFourier transform directly as shown in Figure.2:There are three fundamental AM methods known as DSB (Double Side-Band),SSB(Single Side-Band),VSB( Vestigial Side-Band).1.2 Amplitude DemodulationSince the core idea of the software radio is try to attach the analog-to-digital converter to an antenna and get the software as close to the antenna as feasible, the process of various modulation and demodulation towards the source signal is carried out in digital domain.PC terminal sends a source signal to the general software radio platform USRP - 2920 via gigabit Ethernet interface, and then use two high speed D/A converter to up convert source signal , finally manipulate the orthogonalization I/Q modulation after low pass filtering. Among them, the I/Q represents the in-phase component (I) and quadrature component (Q), and the resulting I/Q sampling points after pa eventually sent to the transmitting antenna a gigabit Ethernet interface is sent to the PC, the whole process of signal processing in LabVIEWFor a single tone signal mathematical expression of amplitude modulated signal can be written as:Among them, 0A is DC component of modulated signal m(t), βam represents the modulation index. We can obtain in-phase and quadrature components after the orthogonal decomposition:In-phase componentQuadrature componentThe square root of the sum of in-phase and quadrature components is:where, m(n) denotes modulated signal which has be digitalized , ϕ0 denotes the sampling frequency of I/Q signal .We can get the modulated signal m(n)by subtract the DC component A0 from (1.5). This method has stronger ability to resist frequency mismatch, in other words, a certain frequency deviation is tolerant between the local carrier and carrier of modulated signal. When there is a frequency or phase offset between the local carrier and carrier of modulated signal due to transfer signals or other reasons, the in-phase component and quadrature component can be represented as:Where,represents frequency offset and phase offset respectively, which can be constant or random variable;whats more, ωLO and φLO is frequency and initial phase angle value of the local carrier. We can also obtain formula(1.13)by extracting the quadratic sum of them. Therefore, it’s not obligatory that frequency and phase of signal’s carrier is synchronization with the local crystal carrier strictly when we adopt orthogonal demodulation algorithm to demodulate AM signals.2.Experiment PurposeFamiliar with the principle of the signal modulation, the transmittion of single Tone signal, the system of the wav player and the receiver.3.Experimental Content3.1 Amplitude Modulation SimulationWe need tobuild a VI which implements the longer of the two equations shown above for Amplitude Modulation. Inspect the front panel and block diagram that has already been created for you. When this VI is completed, We will be able to select the amplitude and frequency of both the carrier and data signals as well as see the time and frequency domain representation of the signals.3.2A Single-/Multi-tone AM Transmitterwe will generate a real single tone signal, modulate it by its amplitude and transmit it on VHF band after up-conversion based on USRP 2920.3.3A *.wav AM TransmitterOpen AM_Tx_WAV.vi which consists of the basic transmitter side code. The basic structureof the code is in place, I must fill in the missing components.3.4AM Receiver4.Experimental Block DiagramPART1:AM TransmitterJust build the module and link each one follow the instructor.The block diagram is just likeThe system realized the function of AM modulation by the equationPART2: A Single-/Multi-tone AMTransmitterwe will generate a real single tone signal, modulate it by its amplitude and transmit it on VHF band after up-conversion based on USRP 2920. Unfortunately, we cannot use the AM modulated signal in chapter 2.1 as a subVI of AM transmitter directly. A motherboard of USRP product family provides the following subsystems: clock generation and synchronization, FPGA, ADCs, DACs, host processor interface, andpower regulation."TX parameters:" This is a control which sets the parameters of the USRP.(a) "TX IQ Rate" is the number of samples per second that are transmitted by the USRP. Make sure this is set to the default value of 200k .(b) "TX Carrier Frequency" is the center frequency at which the transmitter transmits. (c) "TX Gain" gives you a control over the power at which to transmit. Typically for close range communication, the default value of 0 dB works fine.(d) "TX Antenna" is the antenna being used for transmission. Make sure this is set to "TX1".USRP programming partincluding the open USRP channel, parameter configuration, begin to collect, obtain baseband waveform data on the frequency of the waveform data, read into the niUSRP Write Tx Data VI, the While loop to read waveform modulated signal. Finally stop and close the USRP, the release of resources.Here we use ssb:()()()t m t m k t s DSB max 1∙+=PART3:A *.wav AM TransmitterUSRP programming including the open USRP channel, parameter configuration, begin to collect, obtain baseband waveform data on the frequency of the waveform data, read into the niUSRP Write Tx Data VI, the While loop to read waveform modulated signal. Finally stop and close the USRP, the release of resources.PART4:AM receiverThe whole block diagram is:USRP programming section as shown, including open USRP receive path, parameter configuration, start collecting, continuous access to the baseband waveform data which after down-converted and read out of these into the right side of the baseband IQ shift register, While loop initialized the left side of the shift register . Finally, stop and turn off the USRP, release resources.The baseband waveform of the envelope detection processing is in the middle, first, the complex basebandwaveform is converted to polarcoordinates, then find the amplitude of the envelope, and then stored in the waveform of the shift register to the right, the small box to the left of the shift register initialized.5.Experimental Results5.1Amplitude Modulation Simulation5.2A *.wav AM TransmitterAfter setting the data of the frequency and input the USRP IP address, we can receive a single tone signal by USRP.5.3AM receiverwe can find a AM radio station by setting the RX carrier Fre by USRP。
通信原理仿真实验报告
通信原理仿真实验报告一、引言通信原理是现代社会中不可或缺的一部分,它涉及到信息的传输和交流。
为了更好地理解通信原理的工作原理和效果,我们进行了一次仿真实验。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和分析。
二、实验目的本次实验的目的是通过仿真实验,深入了解通信原理的基本原理和信号传输过程,掌握通信系统中常见的调制解调技术,并通过实验验证理论知识的正确性。
三、实验方法1. 实验平台:我们使用MATLAB软件进行仿真实验,该软件具有强大的信号处理和仿真功能,可以模拟真实的通信环境。
2. 实验步骤:a. 设计信号源:根据实验要求,我们设计了一种特定的信号源,包括信号的频率、幅度和相位等参数。
b. 调制过程:通过调制技术将信号源与载波信号进行合成,得到调制后的信号。
c. 信道传输:模拟信号在信道中的传输过程,包括信号的衰减、噪声的干扰等。
d. 解调过程:通过解调技术将接收到的信号还原为原始信号。
e. 信号分析:对解调后的信号进行频谱分析、时域分析等,以验证实验结果的准确性。
四、实验结果我们进行了多组实验,得到了一系列的实验结果。
以下是其中两组实验结果的示例:1. 实验一:调幅调制a. 信号源:频率为1kHz的正弦信号。
b. 载波信号:频率为10kHz的正弦信号。
c. 调制后的信号:将信号源与载波信号相乘,得到调制后的信号。
d. 信号分析:对调制后的信号进行频谱分析,得到频谱图。
e. 解调过程:通过解调技术,将接收到的信号还原为原始信号。
f. 结果分析:通过对比解调后的信号与原始信号,验证了调幅调制的正确性。
2. 实验二:频移键控调制a. 信号源:频率为1kHz的正弦信号。
b. 载波信号:频率为10kHz的正弦信号。
c. 调制后的信号:将信号源与载波信号相加,得到调制后的信号。
d. 信号分析:对调制后的信号进行频谱分析,得到频谱图。
e. 解调过程:通过解调技术,将接收到的信号还原为原始信号。
f. 结果分析:通过对比解调后的信号与原始信号,验证了频移键控调制的正确性。
通信原理实验报告
通信原理实验报告【通信原理实验报告】一、实验目的:本实验旨在通过实际操作,加深对通信原理相关知识的理解,掌握通信原理实验的基本步骤和方法,以及熟悉通信原理实验仪器的使用。
二、实验仪器与器件:1. 信号发生器:用于产生模拟信号。
2. 示波器:用于观测和测量信号波形。
3. 电阻、电容、电感等元件:用于构建电路。
4. 数字示波器:用于观测和测量数字信号。
5. 串口线:用于连接计算机和实验设备。
三、实验内容:1. 模拟信号的产生与观测1.1 使用信号发生器产生正弦信号,并观测信号波形。
1.2 调节信号频率和幅度,观察信号波形的变化。
1.3 通过示波器测量信号的频率和幅度。
2. 模拟信号的调制与解调2.1 使用信号发生器产生载波信号。
2.2 使用示波器观测载波信号波形。
2.3 将调制信号与载波信号进行混合,观察调制信号对载波信号的影响。
2.4 使用解调器对调制信号进行解调,观察解调后的信号波形。
3. 数字信号的产生与观测3.1 使用信号发生器产生矩形脉冲信号,并观测信号波形。
3.2 调节脉冲宽度和周期,观察信号波形的变化。
3.3 通过数字示波器测量信号的脉宽和周期。
4. 数字信号的调制与解调4.1 使用信号发生器产生调制信号。
4.2 使用数字示波器观测调制信号波形。
4.3 将调制信号与载波信号进行混合,观察调制信号对载波信号的影响。
4.4 使用解调器对调制信号进行解调,观察解调后的信号波形。
四、实验步骤与结果:1. 模拟信号的产生与观测1.1 连接信号发生器和示波器。
1.2 设置信号发生器的频率和幅度,产生正弦信号。
1.3 使用示波器观测信号波形,并记录频率和幅度。
实验结果:产生的正弦信号频率为1000Hz,幅度为5V。
2. 模拟信号的调制与解调2.1 连接信号发生器、示波器和调制解调器。
2.2 设置信号发生器产生载波信号,并使用示波器观测载波信号波形。
2.3 将调制信号与载波信号进行混合,并观察调制后的信号波形。
通信原理实验报告
通信原理实验报告本实验旨在通过实际操作和实验数据的分析,加深对通信原理的理解,并掌握通信原理实验中所使用的基本仪器设备和实验方法。
具体目的如下:理解调制与解调的基本原理和方法;掌握调幅(AM)和调频(FM)的调制与解调实验;研究利用示波器、信号源等仪器设备进行实验操作;分析实验数据,掌握数据处理方法和结果的分析。
这些实验目的的达成将有助于提高我们对通信原理的理论知识的掌握程度,加深对通信原理的应用场景的认识,为今后的研究和研究打下坚实基础。
本实验涉及的通信原理相关知识包括信号传输、调制与解调、信道编码等。
信号传输是指将信息从发送方传输到接收方的过程。
在通信中,常用的信号传输方法包括模拟传输和数字传输。
模拟传输是指将连续的模拟信号通过信道传输,如模拟电话通信;数字传输是指将离散的数字信号通过信道传输,如数字电视。
调制与解调是实现模拟信号和数字信号之间的转换。
调制是将模拟信号转换为数字信号的过程,常见的调制方式有频移键控(FSK)、相位移键控(PSK)和振幅移键控(ASK)等。
解调是将数字信号转换为模拟信号的过程,常见的解调方式包括相干解调和非相干解调。
信道编码是为了提高信号传输的可靠性而对信号进行编码的过程。
通过添加冗余信息,可以实现对传输中的错误进行检测和纠正。
常见的信道编码技术包括奇偶校验、海明码和卷积码等。
在本实验中,我们将研究和实践以上通信原理相关知识,以加深对通信原理的理解和掌握。
实验步骤本实验的目的是介绍通信原理相关实验的具体步骤和操作过程,以及所需的仪器设备和实验材料。
准备工作确保所有实验仪器和设备的正常工作状态。
检查实验材料的数量和质量,确保其符合实验要求。
实验仪器和设备根据实验要求准备相应的通信原理实验仪器和设备,如计算机、信号发生器、示波器等。
实验材料根据实验要求准备相应的实验材料,如电磁波发射器、接收器、天线等。
实验步骤按照实验要求连接实验仪器和设备,并确保其工作正常。
设置信号发生器的参数,确保产生适当的信号波形和频率。
通信原理实验报告
通信原理实验报告1. 实验简介该实验旨在探究通信原理中的基础概念和技术,通过实际操作和数据收集,加深对通信原理的理解和应用。
2. 实验目的通过实验,达到以下目的:- 理解调制、解调、信道传输等基本通信原理- 学习并应用相关通信原理工具和设备- 分析实验结果,总结出相关规律和结论- 提高实验操作能力和数据处理能力3. 实验过程3.1 实验设备和器材预备准备以下设备和器材:- 调制解调器- 信号发生器- 示波器- 噪声源- 电缆和连接线3.2 实验步骤步骤1:使用信号发生器产生载波信号,并将其连接到调制解调器的输入端口。
步骤2:将待发送的消息信号连接到调制解调器的输入端口。
步骤3:通过示波器观察并记录调制解调器输出的调制信号。
步骤4:使用示波器观察并记录解调器输出的解调信号。
步骤5:将噪声源连接到调制解调器的输入端口,并观察解调器输出的抗噪性能。
步骤6:根据实验结果进行数据分析和总结。
4. 实验结果与讨论4.1 调制信号观察与记录通过示波器观察到的调制信号波形如下图所示:(可以插入图片)4.2 解调信号观察与记录通过示波器观察到的解调信号波形如下图所示:(可以插入图片)4.3 抗噪性能观察与分析连接噪声源后,示波器观察到的解调信号波形相对于无噪声的情况产生了一定程度的畸变。
通过分析解调信号的信噪比和误码率等指标,可以进一步评估抗噪性能,并提出改进建议。
5. 结论通过本次实验,我们深入探讨了通信原理相关的调制、解调和信道传输等基本概念。
通过观察实验结果和数据分析,得出以下结论:- 调制技术可以将消息信号转换为适合传输的载波信号,进而实现有效的数据传输。
- 解调技术可以将接收到的调制信号还原为原始的消息信号。
- 通信系统在存在噪声的情况下,解调信号的质量和抗噪能力会受到一定影响。
6. 改进建议根据实验结果和结论,我们提出以下改进建议:- 进一步优化调制和解调算法,提高传输效率和抗噪性能。
- 使用更先进的设备和器材,提升实验数据的准确性和稳定性。
通信原理实验报告
通信原理实验报告本次实验是关于通信原理的实验,学生需要通过实验掌握通信原理的基本知识和技能。
实验目的:通过实验了解调制、解调、信道编码和解码的原理和实现方法;通过实验了解不同调制方式的特点及其在不同场合下的应用;通过实验掌握信道编码和解码的基本知识和技能。
1.调制和解调调制是将信息信号与载波信号相互作用,使信息信号的某种特征随载波信号的某种特征而变化,以便在通信中传输信息信号。
解调是将调制好的信号传输后,再进行还原,恢复出原始的信号。
2.信道编码和解码信道编码是为了增加信道传输的可靠性而引入的方法。
信道编码器在将信息码变成接收端能够正确识别的码的同时,对信息码进行附加冗余编码,以容忍信道中出现的错误。
信道解码则是接收端对接收到的码进行校验,发现错误并进行纠正或重传。
实验内容:先通过MATLAB生成一个基带数字信号,然后分别采用ASK,FSK,PSK三种调制方式进行调制,并对调制后的信号进行解调,核实解调后音频信号是否与原始基带信号保持一致。
利用信号发生器和示波器进行调制和解调过程演示,实现调幅调频和调相调频的音频信号传输。
分别采用卷积码,RS码,Turbo码三种编码方式对信息进行编码,在发送端进行编码,接收端进行解码。
实验结果:在信号发生器上设置998Hz的音频信号,采用模拟调制调幅调频和调相调频两种方式传输音频信号。
在示波器上观测到调幅调频的信号波形和音频信号波形基本保持一致,调相调频的信号波形相位偏移后变化,但音频信号波形基本保持一致。
通过本次实验,学生掌握了调制、解调、信道编码和解码的基础知识和技能,通过实验了解不同调制方式的特点及其在不同场合下的应用,掌握卷积码,RS码和Turbo码三种编码方式的基本知识和技能。
通信原理实验报告
通信原理实验报告实验目的,通过本次实验,掌握数字通信原理的基本知识,了解数字信号的调制与解调原理,掌握数字通信系统的基本结构和工作原理。
实验仪器,数字信号发生器、示波器、频谱分析仪、数字通信系统实验箱等。
实验原理,数字通信是利用数字信号进行信息传输的通信方式。
在数字通信中,数字信号经过调制器调制成模拟信号,通过信道传输到接收端,再经过解调器解调为数字信号,最终恢复原始信号。
本次实验主要涉及到的调制方式有ASK、FSK和PSK。
实验步骤:1. 连接实验仪器,首先将数字信号发生器连接到示波器和频谱分析仪上,然后将示波器连接到数字通信系统实验箱的发送端,频谱分析仪连接到接收端。
2. 设置数字信号发生器,根据实验要求,设置数字信号发生器的频率、幅度和波形。
3. 进行调制实验,依次进行ASK、FSK和PSK的调制实验,观察发送端的波形和频谱,并记录相关数据。
4. 进行解调实验,将接收端连接到示波器上,依次进行ASK、FSK和PSK的解调实验,观察接收端的波形和频谱,并记录相关数据。
5. 数据分析,根据实验数据,分析不同调制方式的特点和性能,比较它们的优缺点。
实验结果:经过实验,我们得到了不同调制方式的波形和频谱图,通过数据分析,我们得出了以下结论:1. ASK调制适用于带宽较窄的通信系统,但抗干扰能力较差。
2. FSK调制适用于抗干扰能力要求较高的通信系统,但带宽较宽。
3. PSK调制适用于对频谱利用率要求较高的通信系统。
结论,本次实验通过实际操作,加深了对数字通信原理的理解,掌握了数字信号的调制与解调原理,对数字通信系统的基本结构和工作原理有了更深入的认识。
实验总结,数字通信技术是现代通信领域的重要组成部分,通过本次实验,我们对数字通信原理有了更加深入的了解,这对我们今后的学习和工作都具有重要意义。
通过本次实验,我们不仅学到了理论知识,还掌握了实际操作的技能,这对我们今后的学习和工作都具有重要意义。
希望在今后的实验中,我们能够继续努力,不断提高自己的实验能力,为今后的科研工作打下坚实的基础。
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当 N 较大能用频率代替概率。所以可以得到概率密度的估计值
f x ( 2)
k=1,…,N
显然 x=2 并不特殊, 可以重复进行其它 x 值上的密度估计。 这样我们就得到密度函数 fx(x) 的离散估计值。这就是直方图方法。 这种直方图估计的准确度可以进行专门分析。分析它的方差可以知道,N 和ε的选择有 一定的要求。显然,数据样点数 N 越大越好,而区间密度ε选择与N值相适应为好。有表 1 可供参考。 表 1 样点数与直方单元数
实验 1 随机数产生及直方图统计
实验 1
一、实验目的
随机数产生及直方图统计
(1)掌握在一般微型计算机上产主随机数的方法。 (2)统计随机数的概率分布密度函数。
二、实验内容
1.用计算机产生[0,1]均匀分布的(伪)随机数。 2.由[0,1]均匀分布随机数产生其它分布的随机数,例:正态 N(0,l)分布的随机数。 3.用直方图统计随机数的分布密度。
2. 高斯分布随机数的获得
实际研究当中,高斯(正态)分布是经常被使用到的数学模型,可以近似描述很多随机 事件的统计特性。 ,我们可以采用非线性变换法,对比较容易产生的均匀分布随机序列进行变 换, (近似)得到高斯分布随机序列。
X c (2 ln R1 )1 / 2 cos 2R2
公式中,若 R1 和 R2 是[0,1]区间两个均匀分布随机变量,理论上可以证明 XC 是标准正态 分布(均值为 0,方差为 1 的高斯分布)的随机变量。
xi ni b cos( 2i / T )
其中正弦信号初相为零,当然也可随意指定一个初相,这随机相位正弦信号的数据样值 只要利用函数赋值就可得到。正弦信号加噪声的相关函数应该是指数与余弦迭加的波形。
五、实验步骤 1. 弄懂实验原理,设计结构框图:
计算机产生伪 随机数列 数据样本总数 N
白噪声序列{wi} 系数 a (0.8<a<0.9) 相关噪声序列{ni} 系数 b (0.3<b<0.4);正弦信号周期 T 正弦信号加噪声序列{xi}
二、实验内容
1.选择合适的 m 序列本原多项式,设计 n 级(n=3~8)线性反馈移位寄存器,产生 m 序列。 2.分析记录 m 序列的周期 P 与级数 n 之间的关系是否符合 P 2 1 。 3.讨论 m 序列的性质和相关函数特性。
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三、实验设备
1.直流稳压电源 2.示波器 3.单片计算机实验电路装置
四、实验原理
1. m 序列 在通信系统中,为了研究随机噪声对系统的影响,往往需要人为生成随机噪声。而在 20 世纪 60 年代,人们发明了“伪随机噪声” ,才真正满足了研究的需要。伪随机噪声具有类似 于随机噪声的某些统计特性,同时又能够重复产生,避免了随机噪声不可重现的缺点,因而 获得了广泛的应用。而伪随机噪声是由周期性数字序列经滤波等处理后得到的,这种周期性 数字序列就是“伪随机序列” ,有时也被称作伪随机信号或伪随机码。 至今, 最广为人知的二进制伪随机序列是 “最长线性反馈移位寄存器序列” , 简称 m 序列。 m 序列因其随机特性和预先可确定性及可重复实现的优点,在实际领域中得到广泛应用。 2. m 序列产生原理 m 序列是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的序列。 图 4-1 为一般的线性反馈移存 器产生 m 序列的原理饭框图。
n
f ( x) 代数式
x3+x+1 x4+x+1 x5+x2+1 x6+x+1 x7+x3+1 x8+x4+x3+x2+1
3. m 序列的性质 m 序列具有几个有趣的性质和统计特性。 1.对 n 级 m 序列周期为
P 2n 1
2.在一个周期中, “0”出现 2 3.在一个周期中,共有 2
n 1 n 1 n 1 “1”出现 2 次 1 次,
且 ( j ) 的周期为 P
五、设计要求
1.利用单片机编程实现,设计 n 级(n=3~8) m 序列的发生器,每级可选择实现 1 种序列 码型。 2.序列码元速率: (推荐)100Baud 。 3.为便于示波器观测 m 序列波形,给出序列周期同步信号作为示波器触发源,如图 4-2 示意。
图 4-2 m 序列发生和序列周期同步信号
三、实验设备
微型计算机及其高级程序语言编译环境,例 C++、FORTRAN、PASCAL 等,也可以应用 工程计算工具软件如 MATLAB 等。
四、实验原理 1. 计算机产生均匀分布随机数
在计算机算法中,为实现方便,通常使用伪随机数(序列)来代替(真)随机数。伪随 机序列是有周期性的数值序列,当其周期 N 相对很大时,统计特性一定程度上逼近随机序列, 故效果与(真)随机数相近。
R ( )
1 N r
N r k 1
x
k
xk r
r=0,1,2,…,m
m<N
如果我们有 N 个数据记录,上式就可以在数字计算机上进行相关函数的估计。 实验内容中的三个模型: 1.白噪声模型: 产生的[0,1]均匀分布随机序列,都强调要求它的分布均匀性要好,独立性要强。这独立性 1 1 要求指的是前后相邻数据不相关。实际上这就是一种白噪声模型,如果把它变换为[- , ]均 2 2 匀分布,则就是一种零均值的白噪声模型。我们记理想的白噪声序列为{wk},则其自相关函数 可表示为
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实验 2 相关噪声模型和相关函数计算
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实验 2 相关噪声模型和相关函数计算
六、实验结果
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实验 2 相关噪声模型和相关函数计算
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实验 3 常量信号检测的计算机模拟(新版)
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实验 4 伪随机序列产生及其特性研究
实验 3
一、实验目的
伪随机序列产生及其特性研究
1.了解伪随机序列产生的方法,观察其变换的不同码型。 2.研究 m 序列本原多项式与线性移位寄存器的反馈方式间的关系。 3.验证 m 序列的伪随机性。 4.验证伪随机序列的自相关函数的双值特性。
2f x (2) ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ[2 X 2 ]
当 X 抽样 X1 ,X2, ……, XN ,是独立且同分布时,则
P[2 X 2 ]
X 1 , X 2 ,..., X N 中落在(2 ,2 )中的个数 2N X k 在(2 ,2 )中的个数 2N
3. 直方图
对于一个随机变量,假如我们知道它是正态的(或其它分布形式)我们可以从随机变量 的抽样估计它的均值和方差,从而得到它的分布密度函数。 预先对一个随机变量分布一无所知,要估计它的分布密度函数可借助于直方图统计方法:
1
实验 1 随机数产生及直方图统计
设有图 1 所示密度函数 fx(x)把随机变量 X 的取值量化,量化阶为 2ε ,例如对于以 x=2 为中心的量化阶内,如果ε足够小。有
N 500 1000 2000 5000 10000 K 22 30 39 56 74 N-数据样点数;K-随机变量取值范围量化的单元数。 实验中要求用计算机对所产生的随机数用直方图估计其概率密度函数,井打印出分布函 数的图形
五、实验步骤 1. 弄懂实验原理,设计结构框图:
计算机产生伪 随机数列 1 正态分布 随机数列 计算机产生伪 随机数列 2 随机变量取值范围 量化的单元数 K 随机数列 长度 N 分布密度直方图
图 4-1 线性反馈移位寄存器原理方框图 由于带有线性反馈,在移位脉冲作用下,线性移位寄存器各级的状态将不断变化,通常
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实验 4 伪随机序列产生及其特性研究
移位寄存器的最后一级做输出,当移位寄存器的级数及时钟一定时,输出序列就由初始状态 和反馈逻辑完全确定。输出序列为 {ak } a0 a1...an 1... ,是一个周期序列。 经一次移位线性反馈,左端新得到的输入 a n 为
个游程,其中:
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实验 4 伪随机序列产生及其特性研究
长度为 k 的游程有
长度为 n 1 的有 1 个“0”游程; 长度为 n 的有 1 个“1”游程。 4.归一化自相关函数为
1 个, 1 k n 2 ; 2k
1 ( j 0) ( j) 1 / P (1 j P 1)
微型计算机及其它外围设备。
四、实验原理
各态遍历的平稳随机过程 x(t) 自相关函数可表示为
R ( ) lim
1 T T 1 T0
T0
T
0
x(t ) x(t )dt
而对于周期性信号,自相关函数可表示为
R ( )
其中 T0 为周期。 自相关函数的离散数值计算公式
0
x(t ) x(t )dt
f ( x ) c0 c1x ... c n x n c i x i
i 0
n
对于 n 阶 m 序列,最大能产生的周期为 2 1 。其中能满足此要求的最简 f(x)也称“本 源多项式” 。其中 3~8 阶序列的本源多项式如表 4-1 所示。 表 4-1 本源多项式表 级数 n 3 4 5 6 7 8 8 进制表示 13 23 45 103 211 435
对于相应的数据序列来说,可由白噪声模型变换出相关噪声的模型,白噪声 wi,经图示 装置处理,产生的输出为 ni wi ani 1 (0<a<1) 我们看到 ni 与其前面几个值(ni-1,ni-2,……, )有依赖关系。这相关性的强弱取决于系数 a 的取值,这样得到的数据序列{ni}就是一个相关噪声模型。 相关噪声的相关函数应是指数型的。 3.正弦信号加噪声 这是加噪声模型,用一个正弦信号与相关噪声迭加,得到
六、实验内容
1.m 序列生成 本次试验由 MCS51 系列的 AT89S52 单片机完成 m 序列机器周期同步脉冲的生成。其主 要部分的程序设计如下: a) m 序列的移位寄存器生成法 m 序列由移位寄存器法产生(详细原理见上面“实验原理”部分) ,反馈环路的设置采 用了表 4-1 中的本源多项式的取值方法。 每当定时器 T0 中断输出 m 序列的一个二进制位, 便把全局变量 v 置零。在主程序中,每当检测到 v 的值为零,则根据当前要求的阶数移 位产生新的位,将 v 置 1,并等待定时器中断输出。为保证在 3~8 阶都可生成,并避免移 位寄存器出现全零状态,移存器(实际上是一个数组)的初值设置为{1,0,1,0,1,0,1,0},n 阶 m 序列则取其前 n 个作为 m 序列的初值。 (详见“程序清单”主程序中无限循环部分) b) 定时中断输出 m 序列 我们选择 m 序列的波特率为 400Baud,而单片机晶振为 12.0592MHz,所以定时器的计 数量为 pwm_time=11059200/12/400=2304。 我们采用定时器 T0 作为 m 序列输出定时器,工作于模式 1(即 16 位定时器) 。中断服 务程序如下: timer0() interrupt 1 using 1//T0 中断,发送 m 序列 { EA = 0; TH0 = vth0; TL0 = vtl0;