北邮通信原理软件实验报告(包含一部分思考题)(中)
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北邮通信原理软件实验报告北邮通信原理软件实验报告通信原理软实验实验报告学院：信息与通信工程学院班级：@@@@@@@@@@姓名：execf2t.sci;fs=800;//采样速率T=200;//截短时间N=T*fs;//采样点数dt=1/fs;//时域采样间隔t=[-T/2:dt:T/2-dt];//时域采样点df=1/T;//频域采样间隔f=[-fs/2:df:fs/2-df];//频域采样点数fm1=1;//待观测正弦波频率，单位KHz，下同fm2=0.5; //待观测余弦波频率fc=20;//载波频率//以上为初始化参数设置m1=sin((2*%pi)*fm1*t);//待观测正弦波部分M1=t2f(m1,fs);//傅里叶变换MH1=-%i*sign(f).*M1;//希尔伯特变换mh1=real(f2t(MH1,fs));//希尔伯特反变换m2=2*cos((2*%pi)*fm2*t);//待观测余弦波部分M2=t2f(m2,fs);//傅里叶变换MH2=-%i*sign(f).*M2;//希尔伯特变换mh2=real(f2t(MH2,fs));//希尔伯特反变换s1=(1+(m1+m2)/abs(max(m1+m2))).*cos((2*%pi)*fc*t); //AM信号时域表达式S1=t2f(s1,fs);//AM信号频域表达式s2=(m1+m2).*cos((2*%pi)*fc*t);//DSB-SC信号时域表达式S2=t2f(s2,fs);//DSB-SC信号频域表达式s3=(m1+m2).*cos((2*%pi)*fc*t)-(mh1+mh2).*sin((2*%pi)*fc*t);//SSB信号时域表达式，以上边带为例S3=t2f(s3,fs);//SSB信号上边带频域表达式//以上是仿真计算部分//以下为绘图部分//AM信号xset(window,1)plot(f,abs(S1))title(AM信号频谱)xlabel(f)ylabel(S(f))mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S1))]); xset( window,2)plot(t,s1)title(AM信号波形)xlabel(t)ylabel(s(t))mtlb_axis([-3,3,-3,3]);//DSB-SC信号window,3)plot(f,abs(S2))title(DSB-SC信号频谱)xlabel(f)ylabel(S(f))mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S2))]); xset( window,4)plot(t,s2)title(DSB-SC信号波形)xlabel(t)s(t))mtlb_axis([-1,4,-3,3]);//SSB信号（以上边带为例）xset(window,5)plot(f,abs(S3))title(SSB信号频谱)xlabel(f)ylabel(S(f))mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S3))]) xset(window,6)plot(t,s3)title(SSB信号波形)xlabel(t)ylabel(s(t))mtlb_axis([0,6,-3,3]) 2、产生的波形图：1）AM信号：2）AM信号频谱：3）DSB-SC信号：4）DSB-SC信号的频谱：5）SSB信号波形：6）SSB信号频谱：3、实验心得：做这个实验时的我的理论知识已经准备得比较充分了，所以难点主要在编程方面。
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3、实验模块连接图
图三模块连接图
各个模块参数设置：
模块
参数
PN序列发生器
幅度1V，频率10HZ，维度2
延时器
0.77Sec
图十滤波器阶数不足时的波形图
图中，最上方波形为加法器的输出波形，中间波形为低通滤波器的输出波形，下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果，我们可知，由于采样频率接近于2fm，所以当滤波器的带外特性不好，衰减过慢的时候，高频的信号不能保证完全滤除。这时候恢复的信号也是失真的。（原信号的最高频率 =14hz）
图九抽样脉冲的脉宽加大后波形图
图中，最上方波形为加法器的输出波形，中间波形为低通滤波器的输出波形，下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果，我们可知，抽样序列的脉宽过大时，会导致采样信号的时间离散型不好，但是根据新的这样的采样信号，还是可以恢复出原信号的。（原信号的最高频率 =14hz）
（5）当抽样频率为30hz，低通滤波器的阶数降低（降低到2阶）
根据以上实验结果，我们可知，当 （本处为略大于）时，可以由抽样序列唯一的恢复原信号。（原信号的最高频率 =14hz）
（2）当抽样频率为40hz， 时
图七采样频率为40hz波形图
图中，最上方波形为加法器的输出波形，中间波形为低通滤波器的输出波形，下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果，我们可知，当 时，可以由抽样序列唯一的恢复原信号。（原信号的最高频率 =14hz）
五、实验讨论
从实验结果可以看出，抽样频率为30hz，原信号的频率为14hz，满足抽样定理。抽样后的信号通过低通滤波器后，恢复出的信号波形与原基带信号相同，可以无失真的恢复原信号。
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实验八：一、实验目的假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*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和频谱。
二、实验模型基带信号m(t)可以分成两个信号的叠加，分别记为m1(t),m2(t)。
借助公式s DSB-SC=m(t)cos(2*pi*fc*t),S AM=(1+m(t))cos(2*pi*fc*t),s SSB=m(t)cos(2*pi*fc*t)+H[m(t)]sin(2*pi*fc*t)分别仿真出m1(t)和m2(t)的信号波形，然后叠加便可以得到m(t)的波形和频谱三、仿真设计设计程序时先确定采样点、采样频率，然后分别表示出m1(t)和m2(t)的表达式，然后表示出后面仿真SSB信号所需要的两个信号的希尔伯特变换表达式。
其中表示希尔伯特变换时，采用的方法是先表示出频域的形式MH1和MH2，然后再傅里叶反变换得出对应的mh1和mh2。
对应代码如下：m1=sin(2*pi*fm1*t);M1=t2f(m1,fs);MH1=-j*sign(f).*M1;mh1=real(f2t(MH1,fs));m2(t)信号做相同的处理。
处理完信号后，就利用上述的三个公式，表示出AM、DSB-SC和SSB信号s1、s2和s3和其对应傅里叶变换得到其频谱S1 、S2、S3。
为了方便实验结果的观察与对比，将这三组图处理在一张图内，利用的函数是subplot。
四、实验结果五、分析讨论由实验结果可见，AM与DSB-SC相比，频谱多了一个离散的大载波直流分量，而且DSB-SC信号波形会有相位翻转的现象出现；而DSB-SC和SSB相比，SSB信号的频谱是DSB-SC的一个边带，本实验中采用的上边带滤波。
可见实验结果与理论结果是相一致的。
六、思考题1.如何仿真VSB系统？答：将残留边带滤波器用M文件实现，然后当做函数使用，在程序中调用。
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通信原理软件实验报告学院：信息与通信工程学院班级：一、通信原理Matlab仿真实验实验八一、实验内容假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*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和频谱。
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：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。
3、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：或其频谱图为：三、仿真设计1、流程图：Array2、实验结果&分析讨论实验仿真结果从上至下依次是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。
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北京邮电大学通信原理实验报告学院：信息与通信工程学院班级：姓名：姓名：实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM）一、实验目的1、了解DSB-SC AM 信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。
2、了解DSB-SC AM 信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。
3、了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。
4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。
二、实验原理DSB 信号的时域表达式为()()cos DSB c s t m t t ω=频域表达式为1()[()()]2DSB c c S M M ωωωωω=-++ 其波形和频谱如下图所示DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。
DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。
为了能在接收端获取载波，一种方法是在发送端加导频，如上图所示。
收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。
此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪导频信号。
在锁相环锁定时，VCO输出信号sin(2πf c t+φ)与输入的导频信号cos(2πf c t)的频率相同，但二者的相位差为(φ+90°)，其中很小。
锁相环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)（已调信号加导频）与锁相环中VCO的输出信号，二者相乘得到[A C m(t)cos(2πf c t)+A p cos(2πf c t)]∙sin(2πf c t+φ)=A c2m(t)[sinφ+sin(4πf c t+φ)]+A p2[sinφ+sin(4πf c t+φ)]在锁相环中的LPF带宽窄，能通过A p2sinφ分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量，因为很小，所以约等于。
LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。
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北邮通信原理软件实验报告北邮通信原理软件实验报告一、实验目的本次实验旨在加深对通信原理知识的理解，并通过实际操作掌握常用通信原理技术。
二、实验内容及原理本次实验分为三项实验内容：1、FSK解调实验FSK是一种通信调制技术，在数字信号传输领域中比较常用。
FSK解调实验中，我们使用MATLAB软件编写程序，模拟FSK解调过程，了解解调过程中的基本原理。
FSK是通过改变载波频率来传输信息的调制技术。
在数字信号的传输中，我们一般将数字信号分为两种，0和1，然后分别将它们对应到两个频率上，再将这两个频率进行交错发送，接收方通过检测频率的变化来判断发送方的信息。
在FSK解调实验中，我们使用的解调技术是匹配滤波器法。
解调的过程是将接收到的信号经过低通滤波器，合并成一个信号。
2、QAM解调实验QAM是一种把两路模拟信号叠加的数字调制技术，它是组合了ASK和PSK的数字传输技术。
QAM解调实验中，通过MATLAB软件仿真的方法，模拟QAM解调过程，了解解调过程中的基本原理。
QAM技术是将两路数模合成的模拟信号进行数字化处理，将两路模拟信号进行分别调制成两个独立的数字信号，然后将这两个数字信号通过载波同步合成一个数字信号进行传输。
在QAM解调实验中，我们使用的解调技术是相干解调。
解调的过程是将接收到的信号经过相干解调器解调，得到原始的时域信号，然后通过低通滤波器进行滤波。
3、OFDM调试实验OFDM技术是目前广泛应用于高速数据传输的一种技术，它是通过将信号分成多个子载波进行传输，提高频率利用率，并实现抗多径衰落的效果。
OFDM调试实验中，我们通过软件界面和Matlab代码相结合，模拟OFDM调制和解调过程，了解其中的基本原理。
OFDM技术是通过将原始信号分成多个子信道，每个子信道独立传输，最终将其合并成整个信号。
因此，在OFDM模式下，每个子信道的公共频率就成为可利用的带宽，提高了传输率并减少了所需的带宽。
在OFDM调试实验中，我们使用了MATLAB软件进行调制和解调。
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对s(t)的解决方法：我们把按区间截短为，再对 sT (t) 按时间间隔均匀取样得到个样
值。仿真时我们用这个样值集合来表示信号。这样，将会出现一系列新的问题，现在从频 域分析其频谱的变化。显然反映了仿真系统对信号波形的分辨率，越小则仿真的精确度越 高。据通信原理所学，信号被取样以后的频谱是频率的周期函数，其重将（-inf, inf）截短 为[-T/2，T/2]，再将[-T/2，T/2]的信号均匀采样，采样点数为N=T/dt
下面我们看看时域取样点数和频域取样点数的关系：
时域取样点数：
将T
=
1 ∆f
带入Nt
=
T ∆t
,
得Nt
=
1 ∆t∆f
频域取样点数：
将 Bs
=
1 2∆t
带入N
f
= 2Bs , ∆f
得N f
=
1 ∆t∆f
所以，时域取样点数与频域取样点数取值相同，这样就可以保证连续时间信号及连续 频率信号均不出现重叠失真。
来产生白高斯噪声。设仿真系统的取样点数是N，系统带宽为 ，矢量x=n0*Bs*randn(1,N) 的总功率为n0*Bs，最高频率分量为Bs，并且各样点的值互不相关，故它代表双边功率谱 密度为 的白噪声。 4.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 的随机数。 语句sign(randn(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取正负值的概率是相等的. 5.数字基带传输系统
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第二学期《通信原理软件》实验报告专业班级姓名学号开课系室报告日期目录实验一声音播放和滤波 (6)实验二时域仿真精度分析 (17)实验三频域仿真精度分析 (21)实验四噪声产生 (27)实验五取样和重建 (37)实验八抑制双边带的调制与解调 (46)实验十二ASK调制与解调 (53)综合实验数字基带系统仿真 (61)实验一 声音播放和滤波实验目的掌握声音播放模块，FIR 滤波器的使用方法。
深入理解频率的大小如何影响声音的变化，FIR 滤波器的特性和模块各参数的作用。
主要功能：利用FIR 滤波器实现对声音信号中某些频率的滤除，频带内的信号分量通过，频带外的滤除，来观察声音的变化。
实验原理声音频率的大小影响声音的音调，即频率越高我们听到的声音越尖，频率越低听到的声音越低沉；因此设置声音信号的频率为不同的频率时，我们可以通过声音播放器发出的声音感知声音音调的变化。
FIR 滤波器又名为有限冲激响应滤波器，利用离散时间系统的特性来对输入信号的波形或频谱进行加工处理，本实验中即利用该滤波器实现对声音信号中某些频率的滤除，频带内的信号分量通过，频带外的滤除，来观察声音的变化。
10||2,111()1cos ,||22220,1||2ss s s r s s s s a f T T T T a a a H f f f T T T a f T πα-≤≤⎧⎪⎧⎫⎡⎤⎛⎫--+⎪⎪⎪=+-≤≤⎨⎨⎬⎢⎥ ⎪⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎪⎩⎭⎪+⎩> 下图所示是满足上式的理想的FIR 滤波器的时域冲激响应和传递函数。
声音播放和滤波系统框图如图1.1所示：图1.1 声音播放和滤波系统框图实验方案所需元件：●正弦波发生器（sinusoid generator）（两个，①产生频率为200Hz的正弦波，②频率为800Hz的正弦波）●音频播放模块（Play sound，选自Scicom_sinks元件库）●触发时钟（CLOCK_c）●FIR滤波器（FIR Filter，选自Scicom_Filter原件库）●频谱示波器模块（FFT，选自Scicom_sinks元件库）具体步骤如下：将正弦波发生器、音频播放模块、触发时钟、频谱示波器模块按下图连接：打开Diagram菜单栏中的Context输入框，输入下图内容：设置正弦波模块，产生频率为200Hz的信号，设置Play sound模块的参数。
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编程题实验一：假设基带信号为()sin(2000)2cos(1000)m t t t ππ=+，载波频率为20kHz ，仿真出AM 、DSB-SC 、SSB 信号，观察已调信号的波形及频谱。
（编程）源文件：clear allexec t2f.sci ; exec f2t.sci ;N=2^16; //采样点数 fs=64; //采样频率 Bs=fs/2; //系统带宽T=N/fs; //截短时间t=-T/2+[0:N-1]/fs; //时域采样点f=-Bs+[0:N-1]/T; //频域采样点f0=1; phi=%pi/3; fc=10;//待观测正弦波的频率、幅度和初相 //以上是初始化参数设置s0=sin((2*%pi)*f0*t)+2*cos((%pi)*f0*t); //原始基带信号 S0=t2f(s0,fs) ; //基带信号傅里叶变换 c=cos((2*%pi)*fc*t); //载波 //dsb-am 调制s1=s0.*c; //调制dsd-sc 信号 S1=t2f(s1,fs) ; //dsb-sc 傅里叶变换 //am 调制s2=0.8*s0.*c+c; //调制am 信号 S2=t2f(s2,fs) ;//am 调制信号傅里叶变换//ssb 调制c1=sin((2*%pi)*fc*t); M=t2f(s0,fs);MH=-%i*sign(f).*M; //在频域进行希尔伯特变换 sh=real(f2t(MH,fs)); //希尔伯特变换后的信号 s3=s0.*c-sh.*c1;//调制后ssb 信号S3=t2f(s3,fs); //ssb 傅里叶变换//以上是仿真计算部分，以下是绘图部分xset ( "window" ,1) // 原始信号波形 plot ( t ,s0) //title( "原始信号波形") xlabel ("t (ms)") ylabel ( "s0( t ) (V)" )mtlb_axis( [0,10, -5,+5] )xset ( "window" ,2) //原信号幅度频谱 plot ( f ,abs(S0))title( "调制信号的频谱图")xlabel ("f (kHz)" )ylabel ("|S(f)|(V/Hz)")xset ( "window" ,3) // dsb-sd调制信号波形及频谱plot ( t ,s1)title( "dsb-sd调制信号波形")xlabel ("t (ms)")ylabel ( "s1( t ) (V)" )mtlb_axis( [0,4, -5,+5] )xset ( "window" ,4)plot ( f ,abs(S1) )title( "dsb-sd调制信号的频谱图")xlabel ("f (kHz)" )ylabel ("|S(f)|(V/Hz)")xset ( "window" ,5) // am调制信号波形及频谱plot ( t ,s2)title( "am调制信号波形")xlabel ("t (ms)")ylabel ( "s2( t ) (V)" )mtlb_axis( [0,4, -5,+5] )xset ( "window" ,6)plot ( f ,abs(S2) )title( "am调制信号的频谱图")xlabel ("f (kHz)" )ylabel ("|S(f)|(V/Hz)")xset ( "window" ,7) // ssb调制信号波形及频谱plot ( t ,s3)title( "ssb调制信号波形")xlabel ("t (ms)")ylabel ( "s( t ) (V)" )mtlb_axis( [0,4, -8,+8] )xset ( "window" ,8)plot ( f ,abs(S3) )title( "ssb调制信号的频谱图")xlabel ("f (kHz)" )ylabel ("|S(f)|(V/Hz)")实验结果：原始信号波形：、原始信号频谱：AM调制信号波形：AM信号频谱：DSB信号波形：DSB信号频谱：SSB信号波形：SSB信号频谱：由实验结果可见：1.AM信号频谱与DSB-SC信号频谱多了一离散的载波分量；2.在AM调制中，调制系数必须不大于1。
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北京邮电大学实验报告题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告实验一：验证抽样定理一、实验目的1、掌握抽样定理2. 通过时域频域波形分析系统性能二、实验原理低通滤波器频率与m（t）相同三、实验步骤1. 要求三个基带信号相加后抽样，然后通过低通滤波器恢复出原信号。
2. 连接各模块完成系统，同时在必要输出端设置观察窗。
3. 设置各模块参数。
三个基带信号的频率从上到下分别设置为10hz、12hz、14hz。
抽样信号频率设置为28hz，即2*14hz。
（由抽样定理知，）将低通滤波器频率设置为14hz，则将恢复第三个信号（其频率为14hz）进行系统定时设置，起始时间设为0，终止时间设为1s.抽样率设为1khz。
3.观察基带信号、抽样后的信号、最终恢复的信号波形四、实验结果最上面的图为原基带信号波形，中间图为最终恢复的信号波形，最下面的图为抽样后的信号波形。
五、实验讨论从实验结果可以看出，正如前面实验原理所述，满足抽样定理的理想抽样应该使抽样后的波形图如同冲激信号，且其包络图形为原基带信号波形图。
抽样后的信号通过低通滤波器后，恢复出的信号波形与原基带信号相同。
由此可知，如果每秒对基带模拟信号均匀抽样不少于2次，则所得样值序列含有原基带信号的全部信息，从该样值序列可以无失真地恢复成原来的基带信号。
讨论：若抽样速率少于每秒2次，会出现什么情况？答：会产生失真，这种失真被称为混叠失真。
六、实验建议、意见增加改变抽样率的步骤，观察是否产生失真。
实验二:奈奎斯特第一准则一、实验目的（1）理解无码间干扰数字基带信号的传输；（2）掌握升余弦滚降滤波器的特性；（3）通过时域、频域波形分析系统性能。
二、实验原理在现代通信系统中，码元是按照一定的间隔发送的，接收端只要能够正确地恢复出幅度序列，就能够无误地恢复传送的信号。
因此，只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真，而不必追求整个波形不变。
奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号，因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。
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北邮通信原理软件实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过使用软件进行通信原理实验，探究数字通信系统的原理和性能。
二、实验内容1.利用软件计算并绘制理想低通滤波器的频率响应曲线。
2.通过软件模拟并比较维纳滤波器与理想低通滤波器的频率响应曲线。
3.仿真带通调制器和解调器在理想信道中的性能。
三、实验步骤1.理想低通滤波器的设计：（1）利用软件，设置滤波器参数，如截止频率和滤波器类型。
（2）计算并绘制理想低通滤波器的频率响应曲线。
2.维纳滤波器与理想低通滤波器的比较：（1）利用软件设置维纳滤波器参数，如截止频率和信噪比。
（2）仿真并比较维纳滤波器与理想低通滤波器的频率响应曲线。
3.带通调制器和解调器的性能仿真：（1）设置带通调制器和解调器的参数，如载波频率和调制系数。
（2）仿真并分析带通调制器和解调器的性能，如频率响应和误码率。
四、实验结果五、实验分析通过本次实验，我们对数字通信系统的原理和性能有了更深入的了解。
首先，理想低通滤波器的频率响应曲线能够更清晰地展现滤波器的特性，帮助我们更好地了解滤波器的设计和应用。
其次，维纳滤波器相对于理想低通滤波器而言，频率响应存在一定的失真，但对于噪声有一定的抑制作用。
在实际应用中，需要根据具体需求选择适合的滤波器类型。
最后，带通调制器和解调器的性能仿真结果能够帮助我们评估系统的性能，如误码率和频率响应。
通过调整调制系数和载波频率，可以使系统在一定范围内具有较好的性能。
六、实验结论通过本次实验的软件仿真，我们探究了数字通信系统的原理和性能。
实验结果显示，理想低通滤波器具有良好的频率响应特性；维纳滤波器能对噪声进行一定的抑制，但频率响应存在一定的失真；带通调制器和解调器在适当的调制系数和载波频率下能够获得较低的误码率和良好的频率响应。
总之，本次实验通过软件仿真，使我们更好地理解了通信原理中的数字通信系统及其性能分析方法，提高了我们的实践能力和理论知识水平。
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北邮通原软件实验报告北京邮电大学实验报告题目：班级：专业：姓名：成绩：实验1：抽样定理一．实验目的（1）掌握抽样定理（2）通过时域频域波形分析系统性能二．实验原理抽样定理：设时间连续信号m（t），其最高截止频率为fm ，如果用时间间隔为T抽样过程原理图（时域）重建过程原理图（频域）具体而言：在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
或者说，如果一个连续信号f（t）的频谱中最高频率不超过f h，这种信号必定是个周期性的信号，当抽样频率f S≥2 f h时，抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息，而不会有信息丢失，当需要时，可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。
根据这一特性，可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。
三．实验步骤1.将三个基带信号相加后抽样，然后通过低通滤波器恢复出原信号。
实现验证抽样定理的仿真系统，同时在必要的输出端设置观察窗。
如下图所示2.设置各模块参数三个基带信号频率从上至下依次为10hz、20hz、40hz。
抽样信号频率fs设置为80hz，即2*40z。
（由抽样定理知，fs≥2fH）。
低通滤波器频率设置为40hz 。
设置系统时钟，起始时间为0，终止时间设为1s.抽样率为1khz。
3.改变抽样速率观察信号波形的变化。
四．实验结果五．实验建议、意见将抽样率fs设置为小于两倍fh的值，观察是否会产生混叠失真。
实验2：验证奈奎斯特第一准则一．实验目的（1）理解无码间干扰数字基带信号的传输；（2）掌握升余弦滚降滤波器的特性；（3）通过时域、频域波形分析系统性能。
二．实验原理基带传输系统模型奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号，因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。
无码间干扰基带传输时，系统冲击响应必须满足x(nTs)=1(n=0); x(nTs)=0(n=!0)。
北邮通原软件实验报告
《通信原理软件》实验报告学院：信息与通信工程学院专业：通信工程姓名：学号：班级：班级序号：实验二时域仿真精度分析一、实验目的1. 了解时域取样对仿真精度的影响2. 学会提高仿真精度的方法二、实验原理一般来说，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[-T/2,+T/2]截短为St(t).按时间间隔△t 均匀取样，得到的取样点数为N=T/△t仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。
△t 反映了仿真系统对信号波形的分辨率，△t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，对应的频谱是频率的周期函数，其重复周期是1/△t。
如果信号的最高频率为f H，那么必须有f H<=1/2△t才能保证不发生频域混叠失真，这是奈奎斯特抽样定理。
设Bs=1/2△t则称Bs为仿真系统的系统带宽。
如果在仿真程序中设定的采样间隔是△t,那么不能用此仿真程序来研究带宽大于Bs的信号或系统。
换句话说，就是当系统带宽一定的情况下，信号的采样频率最小不得小于2*Bs，如此便可以保证信号的不失真，在此基础上时域采样频率越高，其时域波形对原信号的还原度也越高，信号波形越平滑。
也就是说，要保证信号的通信成功，必须要满足奈奎斯特抽样定理，如果需要观察时域波形的某些特性，那么采样点数越多，可得到越真实的时域信号。
三、实验内容将模块按下图连接：参数设置：四、实验结果修改参数后结果为：五、思考题1. 观察分析两图的区别，解释其原因可以看出信号2的波形严重失真，这是因为第二次的时钟设置是0.3，第一次的时钟设置是0.01；在第一次的时候，信号的采样频率是f=1/t=1/0.01=100,每秒采样点数为100；第二次的采样频率为f=1/0.3=33.3，每秒采样点数严重减少为33.3个；而由奈奎斯特抽样定理知道，这个采样频率必须满足以下条件：fH<=1/2△t此时，根据计算可知，真实fH = 20hz，fH1=50hz，fH 2=0.5*33.3，约为16.6. 故信号失真了。
北邮通信原理实验
北京邮电大学通信原理实验报告学院：电子工程学院班级：姓名：班内学号：实验二抑制载波双边带的产生一、实验目的1.了解抑制载波双边带(SC-DSB)调制器的基本原理。
2.测试SC-DSB 调制器的特性。
二、实验步骤1.将TIMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按下图连接。
图1 实验连接图方式一2.用频率计来调整音频振荡器，使其输出为1kHz 作为调制信号，并调整冲放大器的K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。
3.调整缓冲放大器的K2，使主振荡器输至乘法器的电压为1V 作为载波号。
4.测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。
如下图2所示。
图2 乘法器输出电压波形5.调整音频振荡器的输出，重复步骤4。
如下图3所示。
图3 调整后输出波形三、思考题1.如何能使示波器上能清楚地观察到载波信号的变化？答：可以通过观察输出信号的频谱来观察载波的变化，另一方面，调制信号和载波信号的频率要相差大一些，可通过调整音频震荡器来完成。
2.用频率计直接读SC—DSB 信号，将会读出什么值。
答：围绕一个中心频率来回摆动的值。
实验三振幅调制（Amplitude modulation）一、实验目的1.了解振幅调制器的基本工作原理。
2.了解调幅波调制系数的意义和求法。
二、实验步骤1.将Tims 系统中的音频振荡器（Audio Oscillator）、可变直流电压（Variable DC）、主振荡器（Master Signals）、加法器（Adder）和乘法器（Multiplier）按图1连接。
图1 振幅调制方法一2.音频振荡器输出为1kHz，主振荡器输出为100kHz，将乘法器输入耦合开关置DC 状态。
3.将可变直流器调节旋钮逆时针旋转至最小，此时输出为-2.5V，加法器输出为+2.5V。
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《通信原理软件》实验报告学院：信息与通信工程学院专业：通信工程姓名：学号：班级：班级序号：实验二时域仿真精度分析一、实验目的1. 了解时域取样对仿真精度的影响2. 学会提高仿真精度的方法二、实验原理一般来说，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[-T/2,+T/2]截短为St(t).按时间间隔△t均匀取样，得到的取样点数为N=T/△t仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。
△t 反映了仿真系统对信号波形的分辨率，△t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，对应的频谱是频率的周期函数，其重复周期是1/△t。
如果信号的最高频率为f H，那么必须有f H<=1/2△t才能保证不发生频域混叠失真，这是奈奎斯特抽样定理。
设Bs=1/2△t则称Bs为仿真系统的系统带宽。
如果在仿真程序中设定的采样间隔是△t,那么不能用此仿真程序来研究带宽大于Bs的信号或系统。
换句话说，就是当系统带宽一定的情况下，信号的采样频率最小不得小于 2*Bs，如此便可以保证信号的不失真，在此基础上时域采样频率越高，其时域波形对原信号的还原度也越高，信号波形越平滑。
也就是说，要保证信号的通信成功，必须要满足奈奎斯特抽样定理，如果需要观察时域波形的某些特性，那么采样点数越多，可得到越真实的时域信号。
三、实验内容将模块按下图连接：参数设置：四、实验结果修改参数后结果为：五、思考题1. 观察分析两图的区别，解释其原因可以看出信号2的波形严重失真，这是因为第二次的时钟设置是0.3，第一次的时钟设置是0.01；在第一次的时候，信号的采样频率是f=1/t=1/0.01=100,每秒采样点数为100；第二次的采样频率为f=1/0.3=33.3，每秒采样点数严重减少为33.3个；而由奈奎斯特抽样定理知道，这个采样频率必须满足以下条件：fH<=1/2△t此时，根据计算可知，真实fH = 20hz，fH1=50hz，fH 2=0.5*33.3，约为16.6. 故信号失真了。
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通信原理软件实验报告学院：信息与通信工程学院班级：学号：班内序号：姓名：1/63一、通信原理matlab仿真实验实验八一、实验内容假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*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和频谱。
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-scAm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：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。
2/632、双边带抑制载波调幅（Dsb—scAm）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。
3、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。
通信原理实验报告(北邮)
通信原理实验实验报告实验二抑制载波双边带的产生（DS B SC g e n er at i on）一、实验目的：1．了解抑制载波双边带（SC-DSB）调制器的基本原理。
2．测试S C-DSB 调制器的特性。
二、实验步骤：1．将T IMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按图（1）连接。
图（1）抑制载波的双边带产生方法一2．用频率计来调整音频振荡器，使其输出为1kHz，作为调制信号，并调整缓冲放大器的 K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。
3．调整缓冲放大器的 K2，使主振荡器输至乘法器的电压为 1V，作为载波信号。
4．测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。
5．调整音频振荡器的输出，重复步骤4。
6．将电压控制振荡器（VCO）模快和可调低通滤波器（Tuneable LPF）模块按图（2）连接。
图（2）抑制载波的双边带产生方法二7．VCO 得频率选择开关器至于“LO”状态下，调整VCO 的Vin（控制电压DC－3V~3V ）使VCO 的输出频率为10kHZ。
8．将可调低通滤波器的频率范围选择范围至“wide”状态，并将频率调整至最大，此时截至频率大约在12kHz 左右。
9．将可调低通滤波器的输出端连接至频率计，其读数除360 就为LPF 的3dB 截止频率。
10．降低可调LPF 的截止频率，使SC-DSB 信号刚好完全通过低通滤波器，记录此频率（fh=fc+F）。
11．再降低3dB 截止频率，至刚好只有单一频率的正弦波通过低通滤波器，记录频率（ fl=fc-F）12．变化音频振荡器输出为频率为800Hz、500Hz，重复步骤10、11。
三、实验结果：1. 音频振荡器输出1KHz 正弦信号作为调制信号。
已调信号波形图：2. 音频振荡器输出1.5KHz 正弦信号作为调制信号。
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北邮通信原理软件实验报告题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告目录实验一：抽样定理 (2)一、实验目的 (2)二、实验原理 (2)三、实验步骤 (4)四、实验结果 (6)五、实验讨论 (9)实验二：验证奈奎斯特第一准则 (10)一、实验目的 (10)二、实验原理 (10)三、实验步骤 (13)四、实验结果 (14)五、实验讨论 (18)实验三：16QAM调制与解调 (21)一、实验目的 (21)二、实验原理 (22)三、实验步骤 (25)四、实验结果 (27)五、实验讨论 (33)实验意见与建议 (34)实验一：抽样定理一、实验目的1、验证抽样定理：设时间连续信号f（t），其最高截止频率为fm ，如果用时间间隔为T<=1/2fm的开关信号对f（t）进行抽样时，则f（t）就可被样值信号唯一地表示。
2、降低或提高抽样频率，观察对系统的影响二、实验原理抽样定理：设时间连续信号f（t），其最高截止频率为fm ，如果用时间间隔为T<=1/2fm的开关信号对f（t）进行抽样时，则f（t）就可被样值信号唯一地表示。
抽样定理示意图：图一抽样定理示意图从图中可以看出，当f c≥2f m时，不会发生频域混叠现象，使用一个匹配的低通滤波器即可无失真的恢复出原信号，当f c<2f m时，会发生频域混叠现象，这时，已经无法将原信号恢复出来。
实验所需模块连接图如下所示：图二模块连接图仿真时长设置为1Sec，仿真速率为1000Hz。
首先利用三个正弦波信号源产生三个正弦波，其频率分别为10hz，12hz，14hz，再利用脉冲发生器产生抽样脉冲，将脉宽设置为1e-3sec，脉冲频率分别设置为20hz，30hz，40hz。
对三个信号做加法，所得信号的最高频率为14hz，然后令该信号与抽样脉冲相乘，得到的结果即为时间离散的抽样序列。
最后将抽样序列通过五阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率14hz，将恢复信号与原信号作比较，比较不同抽样频率带来的影响。
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编程题实验三：通过仿真测量占空比为25%、50%、75%以及100%的单双极性归零码波形及其功率谱。
（编程）源程序：clear allexec t2f.sci ;exec f2t.sci ;M=1000; //观察码元个数L=2^5; //每个码元间隔内的采样点数N=M*L; //总采样点数Rs=5;//采样速率Ts=1/Rs; //码元间隔T=M*Ts; //观察时间fs=N/T; //频率分辨率t=[-(T/2):1/fs:(T/2-1/fs)];EP=zeros(1,N);//累计初值，单，为全零向量EPs=zeros(1,N);//累计初值，双，为全零向量for loop=1:1000 //1000个样本a=round((rand(1,M)));as=2*round((rand(1,M)))-1;tmp=zeros(L,M);tmps=zeros(L,M);//L1=L*0.25;//占空比25%//L1=L*0.5;//占空比50%//L1=L*0.75;//占空比75%L1=L*1;//占空比100%tmp([1:L1],:)=ones(L1,1)*a;tmps([1:L1],:)=ones(L1,1)*as;s=tmp(:)';ss=tmps(:)';S=t2f(s,fs);Ss=t2f(ss,fs);P=abs(S).^2/T;Ps=abs(Ss).^2/T;EP=EP*(1-1/loop)+P/loop;EPs=EPs*(1-1/loop)+Ps/loop;end;xset("window",1)title("单极性不归零码信号的波形")plot(t,s,'LineWidth',2);mtlb_axis([-2,2,-1.1,1.1]);xlabel("t/ms")ylabel("s(t)(V)")mtlb_griddf=1/T;f=[-fs/2:df:fs/2-df];xset("window",2)title("单极性不归零码信号的功率谱") xlabel("f/KHz")plot(f,EP);mtlb_axis([-40,40,0,0.5]);xset("window",9)title("双极性归零码信号的波形") plot(t,ss);mtlb_axis([-2,2,-1.1,1.1]);xlabel("t/ms")ylabel("s(t)(V)")df=1/T;f=[-fs/2:df:fs/2-df];xset("window",4)title("双极性归零码信号的功率谱") xlabel("f/KHz")plot(f,EPs);mtlb_axis([-40,40,0,0.5])实验结果：A.占空比为100%、B、占空比为75%C、占空比50%D.、占空比为25%的时候：实验结论：(1)、关于码的极性的讨论：当是单极性码的时候，功率谱具有连续谱，直流分量，和谐波分量（若占空比为25%和75%，功率谱中没有4n次谐波分量；若占空比为50%，功率谱中没有偶次谐波分量）。
当是双极性码的时候，功率谱只有连续谱，没有直流分量和谐波分量。
、（2）、关于占空比的讨论：随着占空比的增加，功率谱的主瓣宽度逐渐减小，且减小的越慢。
实现数字基带传输系统实验目的：利用编程实现数字基带传输系统（参考第2章编程语法-实验题-附录.pdf中例5）1）画出发送端输入码序列波形和功率谱、发送滤波器输出波形和功率谱2）画出接收端采样判决后码序列波形和功率谱、接收滤波器输出波形和功率谱3）画出接收滤波器输出信号眼图（在升余弦滚将系数分别为0、0.5、1的情况下）4）分别画出升余弦滚将系数为0、0.5、1，采样判决点在眼图最大处的系统的实际误码曲线（Pe~s/n0曲线），并在同坐标系中画出理论误码曲线5）改变采样点重复1）~4）。
程序代码：主程序：clear allexec t2f.sci;exec f2t.sci;exec eyes.sci;k=13;N=2^k;//采样点数L=16;//每码元的采样点数M=N/L;//码元数Rb=2; //码速率是2Mb/sTs=1/Rb; //码元间隔dt=Ts/L; //时域采样间隔fs=1/dt;//采样速率df=1/(N*dt); //频域采样间隔T=N*dt; //截短时间Bs=N*df/2; //系统带宽f=[-Bs+df/2:df:Bs]; //频域横坐标t=[-T/2+dt/2:dt:T/2]; //时域横坐标alpha=1; //升余弦滚降系数Hcos=zeros(1,N);ii=find(abs(f)>(1-alpha)/(2*Ts)&abs(f)<=(1+alpha)/(2*Ts));Hcos(ii)=Ts/2*(1+cos(%pi*Ts/alpha*(abs(f(ii))-(1-alpha)/(2*Ts)))); ii=find(abs(f)<=(1-alpha)/(2*Ts));Hcos(ii)=Ts;GT=sqrt(Hcos);GR=GT; //最佳系统的发送接收滤波器的傅式变换EPC=zeros(1,N);EPB=zeros(1,N);EP1=zeros(1,N);EP2=zeros(1,N);RECT=ones(L,1);for l1=1:20;Eb_N0(l1)=(l1-1); //信噪比eb_n0(l1)=10^(Eb_N0(l1)/10);Eb=1;n0=Eb/eb_n0(l1); //信道的噪声谱密度sita=n0*Bs; //信道中噪声功率n_err=0; //误码计数for loop=1:100a=sign(rand(1,M,"normal"));tmp1=RECT*a;seq_send=tmp1(:)'; //发送端产生序列！！S1=t2f(seq_send,fs);P1=abs(S1).^2/T;//样本信号的功率谱密度EP1=EP1*(1-1/loop)+P1/loop;//随机过程的功率谱是各个样本的功率谱的数学期望EP11=20+10*log10(EP1+%eps);sp=zeros(1,N);//产生冲激序列sp(1:L:N)=a/dt;SP=t2f(sp,fs);SH=SP.*GT;sh=real(f2t(SH,fs)); //通过发送滤波器后的信号！！PB=abs(SH).^2/T; //过升余弦后能量谱密度EPB=EPB*(1-1/loop)+PB/loop;//求平均EPBB=20+10*log10(EPB+%eps);nw=sqrt(sita)*rand(1,N,"normal"); //信道噪声SY=SH.*GR;sy=real(f2t(SY,fs));r=sy+nw; //接收信号R=t2f(r,fs);PC=abs(R).^2/T;EPC=EPC*(1-1/loop)+PC/loop;//收端EPCC=20+10*log10(EPC+%eps);sd=r(L/4:L:N);//*取样！！！sdp=sign(sd);//判决tmp2=RECT*sdp;seq_reci=tmp2(:)'; //接收端信号！！S2=t2f(seq_reci,fs);P2=abs(S2).^2/T;//样本信号的功率谱密度EP2=EP2*(1-1/loop)+P2/loop;EP22=20+10*log10(EP2+%eps);n_err=n_err+length(find(sdp~=a));//错误累计endPe(l1)=n_err/(M*loop);xset("window",5)plot(Eb_N0,log10(Pe+%eps),'g'); //Pe~Eb/N0曲线画图xlabel('Eb/N0');ylabel('Pe');title("Pe~Eb/N0曲线");eb_n0=10.^(Eb_N0/10);set(gca(),"auto_clear","off")k = log10(0.5*erfc(sqrt(eb_n0)));plot(Eb_N0,k)mtlb_axis([0,15,-3.5,0]);xlabel('Eb/N0')ylabel('Pe')legend('实际的','理论的');set(gca(),"auto_clear","on")endxset("window",1)subplot(2,2,1)plot(t,seq_send)title("最初产生序列输出波形")mtlb_axis([0,L,-1.5,1.5])xgridsubplot(2,2,2)plot(t,sh)title("通过发送滤波器后的信号波形")xlabel("t(ms)")ylabel("s2(t)(V)")mtlb_axis([0,L,-2.5,2.5])xgridsubplot(2,2,3)plot(t,sy)title("采样前的信号波形")xlabel("t(ms)")ylabel("y(t)(V)")mtlb_axis([0,L,-2,2])xgridsubplot(2,2,4)plot(t,seq_reci)title("判决后输出序列")mtlb_axis([0,L,-1.5,1.5])xgridxset("window",2)subplot(2,2,1)plot(f,EP11)xlabel("f/kHz")ylabel("|FMf|/(V/Hz)")mtlb_axis([-10,10,-20,max(EP11)]) title("发送序列频率谱")xgridsubplot(2,2,2)plot(f,EPBB)title("发送滤波器输出功率谱") xlabel("f(kHz)")ylabel("功率谱(W/kHz)")mtlb_axis([-10,10,0,max(EPBB)]) xgridsubplot(2,2,3)plot(f,EPCC)title("判决后输出功率谱") xlabel("f(kHz)")ylabel("功率谱(W/kHz)")mtlb_axis([-10,10,0,max(EPCC)]) xgridsubplot(2,2,4)plot(f,EP22)xlabel("f/kHz")ylabel("|FMf|/(V/Hz)")mtlb_axis([-10,10,-20,max(EP22)]) title("接收序列频率谱")xgridxset("window",3)subplot(2,1,1)title("发送端眼图")eyes(sh,L,3)xgridsubplot(2,1,2)title("接收端眼图")eyes(sy,L,3)xgrid眼图程序：function eyes(result,L,Na)N=length(result);tt=0:1:Na*L;set(gca(),"auto_clear","off") for jj=1:Na*L:N-Na*Lplot(tt,result(jj:jj+Na*L)); endset(gca(),"auto_clear","on"); endfunction实验结果：滚降系数为1：滚降系数为0.5：滚降系数为0：思考题：（1）数字基带系统中的升余弦滚降滤波器对输入信号进行的什么处理？结合扩展实验（1）和（2）的实验结果，从频域和时域的角度叙述。