实验五+模拟信号的数字传输仿真
第6章-模拟信号数字化通信系统的建模仿真
第6章模拟信号数字化通信系统的建模仿真一、抽样定理实验用System view 建立一个低通抽样定理仿真电路,通过观察各个模块输出波形变化,理解低通抽样定理原理.。
电路构成如图所示：实验结果1.模拟信号2.抽样信号3.低通滤波器输出信号4.模拟信号功率谱5.抽样信号功率谱六.实验结果说明当抽样频率=100HZ(最小抽样速率)时,低通滤波器输出信号如图所示:由图可以看出,输出信号与模拟信号一致,没有发生畸形变.当抽样速率<100HZ时(例如f=80HZ),低通滤波器输出信号如图所示:由图可以看出,输出信号与模拟信号不一致,发生畸变.当抽样速率>100HZ时(例如F=200HZ),低通滤波器输出信号波形如图所示:由图可以看出,输出信号与模拟信号不一致,发生畸变.观察模拟信号与抽样信号的功率谱密度.由图可以看出,模拟信号功率谱密度在F=50HZ 处有一个冲击响应,而抽样信号的功率谱密度是模拟信号的功率谱密度在N倍抽样频率上的频谱搬移(N=0,1,2….),并且包络为sa(x)的函数.二、低通与带通抽样定理仿真与验证用System view 建立一个低通与带通抽样定理仿真电路,通过观察各个模块输出波形变化,理解低通与带通抽样定理原理.。
电路构成如图所示：其中，对于恒定频谱的冲激函数，通过低通滤波产生低通型信号，再进行低通抽样；通过带通滤波产生带通型信号，再进行带通滤波产生带通抽样，最后分别滤波重建原始信号。
仿真分析时，设低通滤波器的上限频率为10Hz，带通滤波器下限频率为100Hz、上限频率为120Hz，低通抽样频率选为30Hz；带通型信号上限频率fH = 6×20=120Hz（B=20Hz，n=6），带通抽样频率至少应取40Hz，现取60 Hz的带通抽样频率。
下图为四个“Real Time”图符块显示框中的波形：由以上个图及理论知识可知，低通信号波形和重建的低通信号波形是一样的，带通信号和重建带通信号的波形也是一样的低通信号抽样前信号的功率谱：低通信号抽样后信号的功率谱：低通信号重建信号的功率谱：由上图可知，低通抽样信号的功率谱包括了低通信号的功率，而且带宽很宽。
《通信系统仿真技术》实验报告
封面作者：Pan Hongliang仅供个人学习《通信系统仿真技术》实验报告实验一：SystemView操作环境的认识与操作1.实验题目：SystemView操作环境的认识与操作2.实验内容：正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）、平方分析、及其谱分析；并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。
3.实验原理：在设计窗口中单击系统定时快捷功能按钮，根据仿真结果设定相关参数。
采样点数=（终止时间-起止时间）×〔采样率〕+1正玄信号S(t)=cos(wt)其平方P（t）=cos(wt)*cos(wt)=[cos(2wt)+1]/2P(t)频率是S(t)的二倍4.实验仿真：实验结论：SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。
实验二：学习系统参数的设定与图符的操作实验题目：学习系统参数的设定与图符的操作实验内容：将一正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）V）与高斯信号相加后观察输出波形及其频谱，由小到大改变高斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。
实验原理：高斯信号就是信号的各种幅值出现的机会满足高斯分布的信号。
当高斯信号不存在是正玄信号不失真，随着高斯信号的增加正玄信号的失真会越来越大。
实验仿真：实验结论：恒参信道的干扰信号常用高斯白噪声信号来等效。
而无线信道是一种时变的衰落信道，其衰落特性主要表现为具有多普勒功率谱特性的快衰落和具有阴影效应的慢衰落。
实验三：接收计算器的使用及滤波器的设计实验题目：接收计算器的使用及滤波器的设计实验内容：1、正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）V）、及其平方分析窗口的接收计算器的使用；（实现3个以上运算功能）。
2、单位冲激响应仿真、增益响应分析。
交通运输matlab仿真实验指导书-附程序
《Matlab与通信仿真》实验指导书(下)通信基础教研室上课时间：学年第学期系部：班级：姓名：班内序号：指导教师：实验课程成绩：目录实验一MATLAB基础实验 (1)实验一成绩实验二绘图和确知信号分析实验 (8)实验二成绩实验三随机信号与数字基带实验 (15)实验三成绩实验四模拟调制实验 (24)实验四成绩实验五模拟信号数字传输实验（一） (32)实验五成绩实验六模拟信号数字传输实验（二） (41)实验六成绩实验七数字频带传输系统实验 (47)实验七成绩实验八通信系统仿真综合实验 (57)实验八成绩实验一 MATLAB 基础实验一、实验目的● 了解MATLAB 程序设计语言的基本特点，熟悉MATLAB 软件运行环境 ● 掌握创建、保存、打开m 文件及函数的方法● 掌握变量等有关概念，具备初步的将一般数学问题转化为对应的计算机模型并进行处理 的能力二、实验内容及步骤1.在Command Window 里面计算①(358)510++÷⨯；②sin(3)π③123456789A ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，789456123B ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，计算：,,\,/C A B D A B A C C B =⨯=+； ④3 1.247.5 6.6 3.15.4 3.4 6.1D ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦，求1',,D D D -； ⑤12345678i i Z i i ++⎡⎤=⎢⎥++⎣⎦，输入复数矩阵；2.建立.m 文件，用for 循环语句生成10×10的矩阵A ：12102311101119⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦,将A 矩阵进行水平和垂直翻转得到矩阵B 和C 。
将A 矩阵的前5行，5列变成0并赋值给D 。
3.建立.m 文件，随机产生一个50×50的矩阵，元素值为从0到255，要求用0和255对该矩阵进行标记，元素值大于128的标记为255，元素值小于128的标记为0。
通信原理实验数字基带传输仿真实验
通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。
这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。
实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。
我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。
具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。
第二步：实现数字基带信号的传输。
我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。
具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。
第三步：实现数字基带信号的调制。
我们采用调制器进行数字信号的调制。
常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。
此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。
第四步：实现数字基带信号的解调。
我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。
常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。
此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。
第五步：实现数字基带信号的重构。
我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。
此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。
实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。
首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。
其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。
第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。
最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。
模拟信号的数字传输设计及仿真
第四章 模拟信号的数字传输设计及仿真4.1 模拟信号的数字传输模型及抽样定理4.1.1 模拟信号的数字传输模型通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统，如果我们在发送端的信息源中包括一个模/数转换装置，在接收端包含一个数/模转换装置，则可以在数字系统中传输模拟信号。
采用最早的和目前使用比较广泛的模/数转换方法是脉冲编码调制，即PCM （简称脉码调制)。
采用脉码调制的模拟信号数字传输系统如图4-1。
m(t) {k s } {k s } )(t m k图4.1 模拟信号数字传输系统4.1.2 抽样定理抽样定理是指一个频带限制在(0， H f ) 赫兹内的时间连续信号m(t)，如果在H f u 12/1 秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)可以所得到的抽样值完全确定。
抽样定理告诉我们，如果对某一个带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能够准确地确定原信号。
这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输抽样定理得到的抽样值。
因此该定理就为模拟信号的数字传输提供了理论基础。
模拟信号进行抽样以后，其抽样值是随信号幅度连续变化的，即抽样值m(kT)可以取无穷多个可能值，如果用N 个二进制数字信号来代表该样值的大小，以便利用数字传输系统来传输该样值信息，那么N 个二进制数字信号只能同n M 2=个电平样值相对应，而不能同无穷多个电平样值相对应。
这样一来，抽样值必须被划分成M 个离散电平，此电平被称为量化电平。
利用预先给定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程被称为抽样。
抽样是把一个时间连续的信号变换成时间离散的信号，而量化则是将取值连续的抽样变成取值离散的抽样。
4.2 模拟信号的量化4.2.1 均匀量化把输入信号的取值区域按等距离分割的量化称为均匀量化。
均匀量化的每个量化区间的量化电平均取在个区间的中点。
量化间隔v ∆取决于输入信号的变化范围和量化电平数。
实验5 PCM编译码仿真实验
实验5 PCM编译码仿真实验5.1 实验目的1. 掌握PCM系统的工作原理。
2. 掌握由模拟信号转变为PCM信号的过程。
3. 掌握由PCM信号恢复模拟信号的过程。
5.2 实验原理将模拟信号变换成二进制信号的方法称为脉冲编码调制（PCM）。
在发送端，对输入的模拟信号进行抽样、量化和编码，编码后的PCM信号是一个二进制数字序列，其传输方式可以采用数字基带传输，也可以是对载波调制后的带通传输。
在接收端，PCM信号经译码后还原为量化值序列（含有误差），再经低通滤波器滤除高频分量，便可得到重建的模拟信号。
1、由模拟信号转变为PCM信号的过程过程及原理框图详见教材10.5节相关内容。
2、由PCM信号恢复模拟信号的过程过程及原理框图详见教材10.5节相关内容。
5.3 实验内容1、基本要求（1）搭建PCM编码和译码系统仿真模型（2）对信号源输出的模拟信号进行归一化处理（3）分别对单频和多频模拟信号进行PCM编码过程，观察信源归一化输出波形、抽样信号波形、压缩器输入波形、压缩器输出波形和量化输出波形，并记录相关实验数据，体会信号在数字化每一步过程中所产生的变化。
（注意：记录的波形要有整体和细节展示两部分）（4）分别对（3）中进行PCM编码过程得到的二进制数字信号进行PCM译码过程，观察译码输出和恢复出的模拟信号波形，并与信号源输出信号进行比较，记录相关实验数据。
2、提高部分（1）在基本要求部分的基础上，采用步进仿真的方法观察信号源任意输出信号的PCM 编码和译码过程，重点观察抽样脉冲值、PCM编码结果、相对应的编码波形、PCM译码结果，体会与理解PCM编码和译码的分解过程，并记录相关波形和实验数据。
（2）将基本要求部分的信源改为常数模块，在-2048至+2048范围内设定几组常数数值（要有正有负），分别对其归一化后，重复上述操作，观察并记录归一化后数值、PCM编码结果、PCM译码结果，并与根据理论课知识所编的PCM码进行对比，看两者是否完全一致，若不一致，分析原因。
通信原理(虚拟仿真实验)
实验五双极性不归零码一、实验目的1.掌握双极性不归零码的基本特征2.掌握双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性不归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性不归零码是用正电平和负电平分别表示二进制码１和０的码型，它与双极性归零码类似，但双极性非归零码的波形在整个码元持续期间电平保持不变．双极性非归零码的特点是：从统计平均来看，该码型信号在１和０的数目各占一半时无直流分量，并且接收时判决电平为０，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强．此外，可以在电缆等无接地的传输线上传输，因此双极性非归零码应用极广．双极性非归零码常用于低速数字通信．双极性码的主要缺点是：与单极性非归零码一样，不能直接从双极性非归零码中提取同步信号，并且１码和０码不等概时，仍有直流成分。
四、实验步骤1.按照图3.5-1 所示实验框图搭建实验环境。
2.设置参数：设置序列码产生器序列数N=128；观察其波形及功率谱。
3.调节序列数N 分别等于64.256，重复步骤2.图3.5-1 双极性不归零码实验框图实验五步骤2图N=128实验五步骤3图N=64N=256六、实验报告（1）分析双极性不归零码波形及功率谱。
（2）总结双极性不归零码的波形及功率谱的测量方法。
实验六一、实验目的1.掌握双极性归零码的基本特征2.掌握双极性归零码的波形及功率谱的测量方法3.学会用示波器和功率谱分析仪对信号进行分析二、实验仪器1.序列码产生器2.单极性不归零码编码器3.双极性归零码编码器4.示波器5.功率谱分析仪三、实验原理双极性归零码是二进制码0 和1 分别对应于正和负电平的波形的编码，在每个码之间都有间隙产生．这种码既具有双极性特性，又具有归零的特性．双极性归零码的特点是：接收端根据接收波形归于零电平就可以判决1 比特的信息已接收完毕，然后准备下一比特信息的接收，因此发送端不必按一定的周期发送信息．可以认为正负脉冲的前沿起了起动信号的作用，后沿起了终止信号的作用．因此可以经常保持正确的比特同步．即收发之间元需特别的定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫做自同步方式．由于这一特性，双极性归零码的应用十分广泛。
MATLAB通信系统仿真实验报告
MATLAB通信系统仿真实验报告实验一、MATLAB的基本使用与数学运算目的：学习MATLAB的基本操作，实现简单的数学运算程序。
内容：1-1 要求在闭区间[0，2π]上产生具有10个等间距采样点的一维数组。
试用两种不同的指令实现。
运行代码：x=[0:2*pi/9:2*pi]运行结果：1-2 用M文件建立大矩阵xx=[ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.93.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9]代码：x=[ 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.92.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.93.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9]m_mat运行结果：1-3已知A=[5，6;7，8]，B=[9，10;11,12]，试用MATLAB分别计算A+B,A*B,A.*B,A^3，A.^3，A/B,A\B.代码：A=[5 6;7 8] B=[9 10;11 12] x1=A+B X2=A-B X3=A*B X4=A.*B X5=A^3 X6=A.^3 X7=A/B X8=A\B运行结果：1-4任意建立矩阵A，然后找出在[10,20]区间的元素位置。
程序代码及运行结果：代码：A=[12 52 22 14 17;11 10 24 03 0;55 23 15 86 5 ] c=A>=10&A<=20运行结果：1-5 总结：实验过程中，因为对软件太过生疏遇到了些许困难，不过最后通过查书与同学交流都解决了。
例如第二题中，将文件保存在了D盘，而导致频频出错，最后发现必须保存在MATLAB文件之下才可以。
实验五 模拟信号电—光、光—电传输实验-2
实验五模拟信号电—光、光—电传输实验一、实验目的1.了解模拟信号光纤系统的通信原理2.了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构3.掌握各种模拟信号的传输机理二、实验内容1.通过不同频率的正弦信号、方波信号、三角波进行光传输实验2.正弦信号通过PCM编码后进行光传输实验三、实验仪器示波器，GT-RC-II型光纤通信实验系统。
四、基本原理本实验用示波器观察光发送模块和光接受模块的的模拟信号波信，并通过调节模拟信号源模块的频率进行对比、比较，以了解和熟悉光纤传输模拟信号系统的组成。
其实验框图如下：模拟信号光纤传输方式一模拟信号光纤传输方式二模拟信号的传输，可以有多种方式，一种是直接用模拟信号，经过光纤直接进行传输；另一种方式是把模拟信号数字化后，进行调制，然后将调制好的数字信号再进行光纤传输，最后再经过解调，把模拟信号还原。
现在使用最多的一种方式是PCM编译码方式，对于PCM 编译码的详细资料请参考实验六-----PCM编译码实验。
五、实验步骤（以下实验步骤以1310nm光端机部分讲解，即实验箱左边的模块。
1550nm光端机部分与其相同）1.关闭系统电源，把光跳线分别连接到1310的TX和RX端。
2.将模拟信号源模块的正弦波或三角波、方波连接到光发送模块的模拟信号输入端口（P203）。
3.把开关S200拨到模拟传输端，短接跳线J200。
4.打开系统电源，用示波器在光接受模块的模拟信号输出端口观察输出信号。
5.通过电位器R257（调节直流分量电平）及R242（增益调节）得到最佳传输的模拟信号。
6.对于PCM的接线为：关闭系统电源，将开关S200拨到数字传输端。
集群通信实验接线方法左模拟信号源的输出-正弦波——PCM编译码单元的A_IN右模拟信号源的输出-正弦波——PCM编译码单元的B_IN PCM编译码单元A_TXD——PCM编译码单元TXD_APCM编译码单元A_RXD——PCM编译码单元RXD_APCM编译码单元B_TXD——PCM编译码单元TXD_BPCM编译码单元B_RXD——PCM编译码单元RXD_BPCM编译码单元PCM_OUT——光发送数字信号输入端（P202）PCM编译码单元PCM_IN——光接收数字信号输出端（P201/IC202）7.打开系统电源，用示波器在光接收模块的数字信号输出端口观察输出信号与光发送的数字信号输入端信号。
数字信号传输Simulink仿真
实验报告课程名称：MATLAB程序设计实验项目：数字信号传输仿真班级：学号：姓名：成绩：教师签字：1．实验项目名称数字信号传输仿真2．实验目的（1）了解数字调制的概念和分类，重点了解载波幅度调制(PAM)、载波相位调制(PSK)、正交幅度调制(QAM) 、载波频率调制(FSK)的原理和实现。
（2）通过对带限信道信号传输仿真和信号载波调制仿真，比较分析各种调制方式的性能优劣。
3．实验内容与实验步骤要完成的实验内容：（1）仿真正交相移键控调制的亟待数字信号系统通过AWGN信道或瑞利衰减信道的误符号率和误比特率，假设发射端信息比特采用GRAY编码影射，基带脉冲采用矩形脉冲，仿真时每个脉冲的抽样数位8，接收端采用匹配滤波器进行相关解调。
建立对应的Simulink模型，结合MATLAB脚本程序对结果进行显示和分析；（2）仿真4-PAM载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能，并于理论值进行比较。
其中：符号周期为1s，载波频率为10Hz，每个符号周期内采样为100点。
建立相关的Simulink模型，并进行显示分析；（3）仿真8-PSK载波调制信号和8-DPSK载波调制信号在AWGN信道下的误码率和误比特率性能，并分别与理论值进行比较，其中：符号周期为1s，载波频率为10Hz，每个符号周期内采样为100点。
（4）仿真8QAM载波调制在AWGN信道下的信息传输，统计误码率和无符号率，其中：符号周期为1s，载波频率为10Hz，每个符号周期内采样为100点。
Gray编码后分别为[1 4 3 0 7 5 2 6]，画出8QAM调制信号的波形图和星座图。
（5）仿真比较4-QAM和4-FSK调制信号在瑞利衰落信道下的误符号率和误比特率性能，假设瑞利信道最大多普勒频移为100Hz。
应用（或涉及）的原理：载波幅度调制(PAM)载波PAM信号的解调带通PAM数字信号的解调可以用相关或匹配滤波器来完成载波PSK信号的产生载波PSK信号的解调差分PSK(DPSK)实际上载波相位是从接收信号通过某些非线性运算提取的，这会引入相位模糊。
基于matlab的模拟信号数字化仿真.
基于matlab的模拟信号数字化仿真作者：李亚琼学号：1305160425摘要本文研究的主要内容模拟信号数字化Matlab软件仿真。
若信源输出的是模拟信号，如电话传送的话音信号，模拟摄像机输出的图像信号等，若使其在数字信道中传输，必须在发送端将模拟信号转换成数字信号，即进行A/D变换，在接收端则要进行D/A变换。
模拟信号数字化由抽样、量化、编码三部分组成。
由于数字信号的传送具有稳定性好，可靠性高，方便传送和传送等诸多优点，使得被广泛应用到各种技术中。
不仅如此，Matlab仿真软件是常用的工具之一，可用于通信系统的设计和仿真。
在科研教学方面发挥着重要的作用。
Matlab有诸多优点，编程简单，操作容易、处理数据迅速等。
本文主要阐述的是模拟信号数字化的理论基础和实现方法。
利用Matlab提供的可视化工具建立了数字化系统的仿真模型，详细讲述了抽样、量化、编码的设计，并指出了在仿真建模中要注意的问题。
在给定的仿真条件下，运行了仿真程序，得到了预期的仿真结果。
关键词：Matlab、模拟信号数字化、仿真1.1基本原理模拟信号的数字传输是指把模拟信号先变换为数字信号后，再进行传输。
由于与模拟传输相比，数字传输有着众多优点，因而此技术越来越受到重视。
此变化成为A/D变换。
A/D变换是把模拟基带信号变换喂数字基带信号，尽管后者的带宽会比前者大得很多，但本质上仍属于基带信号。
这种传输可直接采用基带传输，或经过熟悉调制后再做频带传输。
A/D变化包括抽样、量化、编码三个步骤，如图。
图1.模拟信号数字化1.1.1抽样定理抽样就是把模拟信号在时间上的连续变成离散的抽样值。
而能不能用这一系列抽样值重新恢复原信号，就需要抽样定理来解决了。
所以说，如果我们要传输模拟信号，可以通过传输抽样定理的抽样值来实现而不是非要传输原本的模拟信号。
模拟信号数字化的理论基础就是抽样定理，抽样定理的作用不言而喻。
抽样定理：设时间连续信号)f，其最高截止频率为m f，如果用时间间(t隔为 mf T 21≤的开关信号对)(t f 进行抽样时，则)(t f 就可被样值信号唯一地表示。
通信原理实验报告设想(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列的通信原理实验，使学生深入理解并掌握通信系统的基本概念、原理和关键技术。
通过实验操作，培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力，同时增强对通信理论知识的实际应用能力。
二、实验内容1. 信号与系统基础实验- 信号波形观察与分析- 信号的时域与频域分析- 系统的时域与频域响应2. 模拟通信原理实验- 模拟调制与解调实验（如AM、FM、PM）- 信道特性分析- 噪声对通信系统的影响3. 数字通信原理实验- 数字调制与解调实验（如2ASK、2FSK、2PSK、QAM）- 数字基带传输与复用- 数字信号处理技术4. 现代通信技术实验- TCP/IP协议栈原理与实现- 无线通信技术（如Wi-Fi、蓝牙）- 物联网通信技术（如ZigBee）5. 通信系统设计实验- 基于MATLAB的通信系统仿真- 通信系统性能分析与优化三、实验步骤1. 实验准备- 熟悉实验原理和实验设备- 编写实验报告提纲- 准备实验数据和分析工具2. 实验操作- 按照实验步骤进行操作，记录实验数据 - 分析实验现象，总结实验规律- 对实验结果进行误差分析3. 实验报告撰写- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会四、实验报告格式1. 封面- 实验报告题目- 学生姓名、学号、班级- 指导教师姓名、职称- 实验日期2. 目录- 实验报告各部分标题及页码3. 正文- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会4. 参考文献- 列出实验过程中参考的书籍、论文、网络资源等五、实验报告撰写要求1. 实验报告内容完整、结构清晰、逻辑严谨2. 实验原理阐述准确，实验步骤描述详细3. 实验数据真实可靠，分析结论具有说服力4. 实验报告格式规范，语言表达流畅六、实验报告评价标准1. 实验原理掌握程度2. 实验操作熟练程度3. 实验数据分析能力4. 实验报告撰写质量5. 实验心得体会通过本次通信原理实验，学生将能够全面了解通信系统的基本原理和关键技术，提高实际应用能力，为今后从事通信领域的工作打下坚实基础。
数传实验报告
一、实验目的1. 理解数字传输的基本原理和过程。
2. 掌握数字信号传输系统的主要性能指标。
3. 学会使用数传设备进行信号传输实验。
4. 提高对数传技术的实际操作能力。
二、实验原理数字传输是指将数字信号通过传输介质进行传输的技术。
数字传输系统主要由发送端、传输介质、接收端和信道编码器、信道译码器等组成。
实验中，我们将使用数传设备模拟数字信号传输过程，并对系统性能进行测试。
三、实验仪器与设备1. 数传设备（发送端、接收端、信道编码器、信道译码器等）。
2. 信号发生器。
3. 示波器。
4. 计算器。
四、实验内容1. 数字信号传输系统的搭建（1）连接发送端和接收端设备，确保信号传输通道畅通。
（2）将信道编码器和信道译码器分别连接到发送端和接收端。
2. 数字信号传输实验（1）打开信号发生器，生成一个模拟信号，并将其输入到发送端。
（2）通过数传设备将模拟信号转换为数字信号，并进行传输。
（3）接收端接收到数字信号后，通过信道译码器将其还原为模拟信号。
（4）使用示波器观察发送端和接收端信号的波形，记录实验数据。
3. 数字传输系统性能测试（1）测试系统传输速率，计算发送端和接收端信号传输时间。
（2）测试系统误码率，计算接收端接收到的错误比特数与总比特数的比值。
（3）测试系统信噪比，计算接收端信号的信噪比。
五、实验步骤1. 搭建数字传输系统，连接相关设备。
2. 设置信号发生器，生成模拟信号。
3. 将模拟信号输入到发送端，进行数字信号转换和传输。
4. 接收端接收到数字信号后，进行信道译码，还原为模拟信号。
5. 使用示波器观察发送端和接收端信号波形，记录实验数据。
6. 测试系统传输速率、误码率和信噪比。
六、实验结果与分析1. 实验数据记录（1）发送端信号传输时间：T1（2）接收端信号传输时间：T2（3）系统传输速率：R = 1/T1（4）系统误码率：P = 错误比特数/总比特数（5）系统信噪比：SNR = 10lg(S/N)2. 结果分析（1）根据实验数据，分析系统传输速率、误码率和信噪比是否符合预期。
实验4-----模拟信号数字化传输系统的建模与仿真
实验四：模拟信号数字化传输系统的建模与分析一、实验目的1. 进一步掌握 Simulink 软件使用的基本方法；2. 熟悉信号的压缩扩张；3. 熟悉信号的量化；4. 熟悉PCM 编码与解码。
二、实验内容1. 设计一个13折线近似的PCM 编码器模型，能够对取值在[-1;1] 内的归一化信号样值进行编码；2. 设计一个对应于以上编码器的PCM 解码器；3. 在以上两项实验的基础上，建立PCM 串行传输模型，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。
三、实验原理1. 信号的压缩和扩张非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。
中国和欧洲的PCM 数字电话系统采用A 律压扩方式，美国和日本则采用μ律方式。
设归一化的话音输入信号为[1,1]x ∈-，则A 律压缩器的输出信号y 是：()11ln sgn 1(1ln )11ln Axx A A y x A x x A A ⎧≤⎪+⎪=⎨⎪+<≤⎪⎩+ 其中，sgn(x) 为符号函数。
A 律PCM 数字电话系统国际标准中，参数A=87.6。
Simulink 通信库中提供了“A-Law Compressor ”、“A-Law Expander ”以及“Mu-Law Compressor ”和“Mu-Law Expander ”来实现A 律和Ö 律压缩扩张计算。
压缩系数为87.6的A 律压缩扩张曲线可以用折线来近似。
16段折线点坐标是111111*********,,,,,,,,0,,,,,,,,1248163264128128643216842765432112345671,,,,,,,,0,,,,,,,,188888888888888x y ⎡⎤=--------⎢⎥⎣⎦⎡⎤=--------⎢⎥⎣⎦其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线数为13段，故称13段折线近似。
用Simulink中的“Look-Up Table”查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压缩模块的输入值向量设置为[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1]输出值向量设置为[-1:1/8:1]扩张模块的设置与压缩模块相反。
通信原理实验--数字基带传输仿真实验
数字基带传输实验实验报告一、实验目的1、提高独立学习的能力；2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力；3、学习Matlab 的使用；4、掌握基带数字传输系统的仿真方法；5、熟悉基带传输系统的基本结构；6、掌握带限信道的仿真以及性能分析；7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、系统框图及编程原理1.带限信道的基带系统模型（连续域分析）✧输入符号序列――✧发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期✧发送滤波器―― 或或✧发送滤波器输出――✧信道输出信号或接收滤波器输入信号（信道特性为1）✧接收滤波器―― 或或✧接收滤波器的输出信号其中（画出眼图）✧如果位同步理想，则抽样时刻为✧抽样点数值为（画出星座图）✧判决为2.升余弦滚降滤波器式中称为滚降系数，取值为, 是常数。
时，带宽为Hz；时，带宽为Hz。
此频率特性在内可以叠加成一条直线，故系统无码间干扰传输的最小符号间隔为s，或无码间干扰传输的最大符号速率为Baud。
相应的时域波形为此信号满足在理想信道中，，上述信号波形在抽样时刻上无码间干扰。
如果传输码元速率满足，则通过此基带系统后无码间干扰。
3.最佳基带系统将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。
要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。
由于最佳基带系统的总特性是确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。
设信道特性理想，则有（延时为0）有可选择滤波器长度使其具有线性相位。
如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。
由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应升余弦滤波器（或平方根升余弦滤波器）的带宽为，故其时域抽样速率至少为，取，其中为时域抽样间隔，归一化为1。
抽样后，系统的频率特性是以为周期的，折叠频率为。
故在一个周期内以间隔抽样，N为抽样个数。
频率抽样为，。
相应的离散系统的冲激响应为将上述信号移位，可得因果系统的冲激响应。
基于MATLAB的模拟信号的数字传输研究与仿真毕业设计
本科毕业设计(论文)题目基于MATLAB的模拟信号的数字传输研究与仿真齐鲁工业大学本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在指导教师的指导下独立研究、撰写的成果。
设计（论文）中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计（论文）中加以说明，除此之外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示了谢意。
本声明的法律结果由本人承担。
毕业设计（论文）作者签名：年月日齐鲁工业大学关于毕业设计（论文）使用授权的说明本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留、送交设计（论文）的复印件，允许设计（论文）被查阅和借阅，学校可以公布设计（论文）的全部或部分内容，可以采用影印、扫描等复制手段保存本设计（论文）。
指导教师签名：毕业设计（论文）作者签名：年月日年月日目录摘要 (II)第一章绪论 (1)1.1课题研究的意义 (1)第二章通信原理理论基础 (2)2.1通信系统的组成及模型 (3)2.2系统开发工具MATLAB简介 (5)第三章模拟信号的数字传输 (8)3.1模拟信号的数字传输模型 (8)3.2抽样定理 (8)3.3模拟信号的量化 (9)3.4编码 (10)3.5基于MATLAB的模拟信号数字化的仿真实现 (11)第四章数字信号的频带传输 (17)4.1数字调制与解调原理 (17)4.2二进制振幅键控（2ASK） (18)4.3二进制移频键控（2FSK） (23)4.4二进制移相键控（2PSK）和二进制差分相位键控（2DPSK）24 4.5二进制数字调制系统的性能比较 (25)第五章数字基带传输中码间串扰的消除 (27)5.1数字基带传输模型 (27)5.2码间串扰的产生 (28)5.3码间串扰的解决方法 (28)5.4无码间串扰系统设计 (29)5.5仿真结果及分析 (30)参考文献 (33)致谢 (34)摘要 (III)ABSTRACT (III)第一章绪论 (1)1.1课题研究的意义 (1)第二章通信原理理论基础 (2)2.1通信系统的组成及模型 (3)2.2系统开发工具MATLAB简介 (5)第三章模拟信号的数字传输 (8)3.1模拟信号的数字传输模型 (8)3.2抽样定理 (8)3.3模拟信号的量化 (9)3.4编码 (10)3.5基于MATLAB的模拟信号数字化的仿真实现 · 114.1数字调制与解调原理 (17)4.2二进制振幅键控（2ASK） (18)4.3二进制移频键控（2FSK） (23)4.4二进制移相键控（2PSK）和二进制差分相位键控（2DPSK） (24)第五章数字基带传输中码间串扰的消除 (27)5.1数字基带传输模型 (27)5.2码间串扰的产生 (28)5.3码间串扰的解决方法 (28)5.4无码间串扰系统设计 (29)5.5仿真结果及分析 (30)参考文献 (33)致谢 (34)摘要社会的发展越来越快，对通信系统的要求也就相应的越来越高。
模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析【范本模板】
唐山学院通信原理课程设计题目模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析系 (部）班级姓名学号指导教师2017 年 6 月 26 日至2017 年7月 8 日共 2 周通信原理课程设计任务书课程设计成绩评定表目录前言 01模拟信号抽样过程原理 (1)1。
1抽样原理 (1)1.1.1低通型连续信号的抽样 (1)1.1.2带通信号的抽样定理 (2)1.2量化原理 (3)1。
2。
1均匀量化 (3)1.2.2非均匀量化 (4)1.2.3 A律压缩律 (4)1。
2。
4 13折线 (4)1.3脉冲编码调制(PCM） (5)1。
4差分脉冲编码调制（DPCM） (6)2Matlab/Simulink的简介 (8)3基于Simulink的模拟信号数字化传输的设计与仿真分析 (10)3.1抽样过程的设计与仿真分析 (10)3.2量化过程的设计与仿真分析 (11)3.3 PCM编译码系统设计与仿真分析 (13)3.3.1 PCM编码器设计 (13)3。
3.2 PCM解码器设计 (16)3.3.3有干扰信号的PCM编码与解码 (17)3.4 DPCM编译码系统的设计与仿真分析 (21)4总结 (23)5参考文献 (24)前言通信系统中的信息传输已经基本数字化.在广播系统中，当前还是以模拟方式为主,但数字化的趋向也已经明显,为了改进质量，数字声频广播和数字电视广播已经提到日程上来，21世纪数字系统已经逐步取代模拟系统.尤为甚者，设备的数字化，更是日新月异。
近年来提出的软件无线电技术,试图在射频进行模数转换，把调制解调和锁相等模拟运算全部数字化，这使设备超小型化并具有多种功能,所以数字化进程还在发展。
Simulink工具是MATLAB软件提供的可以实现动态系统建模和仿真的软件包，它让用户把精力从语言编程转向仿真模型的构造，为用户省去了很多重复的代码编写工作。
Simulink中的每个模块对我们来说都是透明的，我们只须知道模块的输入、输出和每个模块的功能，而不需要关心模块内部是如何实现的，留给我们的事情就是如何利用这些模块来建立仿真模型以完成自己的任务。
模拟信号和数字信号实验报告
《现代通信系统》模拟信号和数字信号实验报告摘要通信系统的信源有两大类：模拟信号和数字信号。
如语音信号属于模拟信号；而文字、计算机数据等属于数字信号。
若输入是模拟信号，则数字通信系统需进行模数转换，这个过程包括采样、量化、编码，PCM是最基础的编码方式。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
按照量化级的划分方式，有均匀量化和非均匀量化，均匀量化是将输入的抽样值输入动态范围被均匀地划分为2^n份，非均匀量化是输入动态范围的划分不均匀，一般用类似指数的曲线进行量化。
本文主要针对均匀量化和非均匀量化的原理设计思路过程进行分析。
编写MATLAB程序进行仿真，比较在不同情况下的量噪比情况。
关键词：均匀量化，非均匀量化，量化一、设计目标通过合理的MATLAB程序设计，实现对正弦信号进行均匀量化与A律13折现的非均匀量化并进行仿真。
二、实验要求1、设计实验框图，并确定实验参数和实验步骤。
2、编写MATLAB程序，并进行调试3、比较均匀量化下信噪比SNR与信号平均功率S0、信噪比SNR与量化电平数M的关系。
并和理论值进行比较4、对比均匀量化下的SNR和非均匀量化下的SNR，并得出结论。
三、实验原理模拟信号抽样后变成在时间上离散的信号，但是仍然是模拟信号。
这个抽样信号必须经过量化才能成为数字信号。
设模拟信号的抽样值为m(kT)，其中T是抽样周期，k是整数。
此抽样值仍然是一个取值连续的变量，即它可以有无数个可能的连续值。
若我们仅用N个二进制数字码元来代表此抽样值的大小，则N个二进制码元只能代表M=2N个不同的抽样值。
因此，必须将抽样值的范围划分成M个区间，每个区间用一个电平表示。
这样，共有M个离散电平，它们称为量化电平。
用这M个量化电平表示连续抽样值的方法称为量化。
在图3-1中给出了一个量化过程的例子。
图中，m(kT)表示模拟信号抽样值，M q(kT)表示量化后的量化信号值，q1,q2,q3,…,q i q6是量化后信号的6个可能输出电平，m1,m2,m3,m4,m i,m5为量化区间的端点。
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实验五模拟信号的数字传输仿真
一、实验目的
1、掌握PCM的编码原理。
2、掌握PCM编码信号的压缩与扩张的实现方式
二、实验内容
1、设计一个PCM调制系统的仿真模型
2、采用信号的压缩与扩张方式来提高信号的信噪比
三、基本原理
在现代通信系统中，以PCM（脉冲编码调制）为代表的编码调制技术被广泛地应用于模拟信号和数字传输中，所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号的抽样量化值变换成代码，其编码方式如下图所示：
PCM编码经过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
为了便于用数字电路实现，其量化电平数一般为2的整数次幂，这样可以将模拟信号量化为二进制编码形式。
其量化方式可分为两种：
均匀量化编码：
常用二进制编码，主要有自然二进码和折叠二进码两种。
非均匀量化编码：
常用13折线编码，它用8位折叠二进码来表示输入信号的抽样量化值，第一位表示量化值的极性，第二至第四位（段落码）的8种可能状态分别代表8个段落的起始电平，其它4位码（段内码）的16种状态用来分别代表每一段落的16个均匀划分的量化级。
通常情况下，我们采用信号压缩与扩张技术来实现非均匀量化，就是在保持信号固有的动态范围的前提下，在量化前将小信号放大，而将大信号进行压缩。
采用信号压缩后，用8位编码就可以表示均匀量化11位编码是才能表示的动态范围，这样能有效地提高校信号编码时的信噪比。
四、实验步骤
在SystemVue系统仿真软件中，系统提供了A律和μ律两种标准的压缩气和扩张器，用户可以根据需要选取其中一种进行仿真实验。
1、设置一个均值为0，标准差为0.5的具有高斯分布的随机信号作为仿真用的模拟信号源。
2、在信号源的后方放置一个巴特沃思低通滤波器，设置其截止频率为10Hz，滤除高频分量。
3、在滤波器右侧放置一个A律13折线的压缩器（在通信库的Processors标签下），对信号进行压缩，并设定最大输入为1v。
4、放置一个模数转换器（在逻辑库下的Mix Signal中），对压缩的模拟信号进行抽样量化，并编码为数字信号，根据PCM的要求，设定编码位数为8位，输出真假值为1和0，阈值为0.5，最大最小输入为正负1.28v；并放置一个100Hz 的采样时钟信号对模拟信号进行抽样。
由此可得出8位编码的PCM信号。
5、放置一个数模转换器，将编码好的PCM信号重新还原为模拟信号。
数模转换器的参数设置与模数转换器基本相同
6、将模数转换器的8个数据位与数模转换器相对应的8个数据位相连，将数字信号送入数模转换器。
7、放置一个扩张器，接收从数模转换器产生的经过压缩的模拟信号，并对其进行扩张，还原为原始信号，参数的设置与压缩器基本相同。
最终的仿真系统如下图所示：
五、实验报告要求
画出仿真系统中各个接收器的波形。