《通信原理》大作业分析
西电通信原理大作业

通信原理大作业班级:021215学号:姓名:一. 第四代移动通信技术综述(4G网络综述)第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络,具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。
它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。
第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。
第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务,可以在任何地方用宽带接入互联网(包括卫星通信和平流层通信),能够提供定位定时,数据采集、远程控制等综合功能。
此外,对全速移动用户能提供150 Mb/s的高质量影像服务,将首次实现三维图像的高质量传输。
他包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统)。
其广带无线局域网(WLAN)能与B-ISDN和ATM兼容,实现广带多媒体通信,形成综合广带通信网(IBCN),他还能提供信息之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。
一4G主要技术要求1. 通信速度提高,数据率超过UMTS,上网速率从2 Mb/s提高到100 Mb /s。
2. 以移动数据为主面向Internet大范围覆盖高速移动通信网络,改变了以传统移动电话业务为主设计移动通信网络的设计观念。
3. 采用多天线或分布天线的系统结构及终端形式,支持手机互助功能,采用可穿戴无线电,可下载无线电等新技术。
4. 发射功率比现有移动通信系统降低10~100倍,能够较好地解决电磁干扰问题。
5. 支持更为丰富的移动通信业务,包括高分辨率实时图像业务、会议电视虚拟现实业务等,使用户在任何地方可以获得任何所需的信息服务,且服务质量得到保证。
第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统,是宽带接入IP系统。
二、4G的主要特点1. 通信速度更快由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率,因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。
《通信原理》大作业资料

《通信原理》大作业设计题目:信道失真码的调制解调一、幅频失真与相频失真1.实验要求:利用MATLAB 仿真失真波形。
2.原理简述恒参信道的主要传输特性通常可以用其幅频率特性和相频特性来描述。
无失真传输要求振幅特性与频率无关,其传输群时延与频率无关,等于常数。
然而实际的信道往往都不能满足这些要求。
所以会产生以下两种失真:①幅度失真:是指信号中不同频率的分量分别受到信道不同的衰减。
它对摹拟信道影响较大,导致信号波形畸变,输出信噪比下降。
②相位失真是指信号中不同频率分量分别受到信道不同的时延,它对数字通信影响大,会引起严重的码间干扰,造成误码。
假定一信号为y=sint+sin(3t),经过某对角频率为1 的正弦分量增益为1,而对角频率为3 的正弦分量增益为0.5 的系统,则输出信号为y=sint+0.5sin3t ,即可摹拟幅度失真。
经过某对角频率为3 的正弦分量相移是π ,对其他参数无影响的系统,输出为y=sint+sin(3t+π ) ,即可摹拟相频失真。
3.波形仿真(1) 原始信号(2)幅度失真信号= +(3)相位失真信号= + +4.结论若信道的振幅-频率特性不理想,则信号发生的失真称为频率失真。
信号的频率失真会使信号的波形产生畸变,可能引起相邻码元波形之间发送部份重叠,造成码间串扰。
信道的相位特性不理想将使信号产生相位失真,它也会引起码间串扰,使误码率增大。
二、HDB3码的编码和解码1.实验要求掌握HDB3 码的编码规则,并利用MATLAB 仿真HDB3 码的编码和译码。
2.原理简述三阶高密度双极性码 (简称:HDB3 码) 是一种合用于基带传输的编码方式,它是为了克服AMI 码的缺点而浮现的,具有能量分散,抗破坏性强等特点。
编码规则:(1) 先将消息代码变换成AMI 码,若AMI 码中连0 的个数小于4,此时的AMI 码就是HDB3 码;(2) 若AMI 码中连0 的个数大于3,则将每4 个连0 小段的第4 个0 变换成与前一个非0 符号(+1 或者-1)同极性的符号,用表示(+1+,-1-);(3) 为了不破坏极性交替反转,当相邻符号之间有偶数个非0 符号时,再将该小段的第1 个0 变换成+B 或者-B,符号的极性与前一非零符号的相反,并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。
《通信原理》樊昌信课后习题答案及解析

习题解答《通信原理教程》樊昌信第一章 概论某个信息源由A 、B 、C 、D 等4个符号组成。
这些符号分别用二进制码组00、01、10、11表示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输,试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
(1) 这4个符号等概率出现;(2) 这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。
解: 每秒可传输的二进制位为:()20010513=⨯÷-每个符号需要2位二进制,故每秒可传输的符号数为:1002200=÷·(1) 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为:bit 24log 2=故平均信息速率为:s b R b /2002100=⨯=(2)每个符号包含的平均信息量为:bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++故平均信息速率为: s b R b /7.197977.1100=⨯=设一个信号源输出四进制等概率信号,其码元宽度为125s μ。
试求码元速率和信息速率。
】解:码元速率为:()baud R B 80001012516=⨯÷=- 信息速率为:s kb R R B b /16280004log 2=⨯==第二章 信号设一个随机过程X (t )可以表示成:()()∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2其中θ在(0,2π)之间服从均匀分布,判断它是功率信号还是能量信号并求出其功率谱密度或能量谱密度。
·解:它的能量无限,功率有界,所以是一个功率信号。
`()[]()[]()()()πτθπτθππτπθπθπτπθπππ2cos 4224cos 2cos 22122cos 22cos 22020=+++=•+++=⎰⎰d t d t t由维纳-辛钦关系有:()()ττωωτd e R P j X -+∞∞-⎰=()()[]πωδπωδπ222++-=设有一信号可表示为:()()⎩⎨⎧>≥-=000exp 4t t t t x~试问它是功率信号还是能量信号并求出其功率谱密度或能量谱密度。
通信原理大作业(1)

16-QAM 基带传输系统 1. 引言随着通信业迅速的发展,传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求,而可用频谱资源有限,业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外,人们亦不能满足通信单一的语音服务,希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要,正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术,尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率,在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下,正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
为了加深对QAM 调制解调数字传输系统的理解,本实验对整个16-QAM 基带传输系统的仿真,结构框图如图1所示:2. QAM 调制解调原理2.1 QAM 调制正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术,尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率,在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下,正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
正交幅度调制(QAM )信号采用了两个正交载波tf t f c c ππ2sin 2cos 和,每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。
发送信号波形如图2.1.1所示,2sin )(2cos )()(t f t g A t f t g A t u c T ms c T mc m ππ+=M m ,...,2,1=图2.1.1 M=16QAM 信号星座图式中{mc A }和{ms A }是电平集合,这些电平是通过将k 比特序列映射为信号振幅而获得的。
例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示,该星座是通过用M =4PAM 信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。
利用PAM 分别调制两个正交载波可得到矩形信号星座。
QAM 可以看成是振幅调制和相位调制的结合。
因此发送的QAM 信号波形可表示为),2cos()()(n c T m mn t f t g A t u θπ+= ,,....,2,11M m = ,,....,2,12Mn = 如果,211kM =,222k M=那么QAM 方法就可以达到以符号速率)(21k k R B +同时发送2221log M M k k =+个二进制数据。
西电通信原理大作业

T
R
其中,d 为发射机和接收机间隔, 为路径损耗指数,PT 为发射功率,发射 和接收天线增益为GT GR ,K 是模型中所有不变项组成的, T 和 是发射端到
T
5
接收端的发射俯仰角和方位角, R 和 是信号到达接收天线的到达俯仰角和
R
方位角。这四个角度取决于移动台和基站天线的相对位置。 Ⅲ.扇区化的小区 为了减少同频干扰,蜂窝通信系统通常要在基站中使用几个扇区化天线。 每个扇区化天线在指定扇区内发射,而且为每个扇区分配小区全部可用信道的 一部分信道。因此,由于基站的定向性,减少了基站或移动台接收机天线的同 频干扰。 考虑蜂窝系统中基站的双向链路上都配置了扇区化天线。假设波束宽度 BW=120 度,扇区化天线的正反向比是无穷大,因此在波束宽度之外没有功率发 射。还假设使用的簇大小为 N=4。首先考虑前向链路,由于基站天线的定向性, 第一层同频小区干扰基站数由 6 减为 2,反向链路上也由 6 减为 2,见后图.可 见,扇区化是减少同频干扰的有效办法。显然减弱程度取决于扇区化天线的波 束宽度和使用的簇大小。 实际中使用的扇区天线的正反向比是有限的,因此来自第一层同频小区的 干扰小区数仍为 6,不过其中的一些变得很弱,因为经正反向比衰减了。
2
人们认识到,同频干扰是制约无线通信系统的容量和链路质量的主要因素 之一。在系统容量(大尺度)和链路质量(小尺度)之间做折中时,它起着举 足轻重的作用。如在不增加系统分配频谱带宽的前提下,要获得高容量可以减 小 N,然而此时因为同频距离减小又增加了同频干扰,这会降低链路质量。 由于无线传播影响,用户移动性以及话务量变化,蜂窝系统中的有用信号 和干扰都是随机信号,很难对他们建立解析模型,主要靠仿真来估计。一般需 要对蜂窝之间的射频传播环境和移动用户的位置进行建模才能仿真。另外,每 个用户话务量的统计特征以及基站中信道分配方案的类型决定了瞬时干扰电平 和系统容量。考虑到如上特性,蜂窝系统中在考虑同频干扰对系统性能的影响 时主要采用系统的中断概率进行分析。其定义如下: Poutage = Prp SIR < ������������ R 0 = 2. 求解目标 着重对蜂窝系统的业务行为、中继、信道复用、信道、用户移动行为,扇 区化等进行建模,对中断率(质量)、可接受蜂窝面积(覆盖)进行仿真计算, 并分析上述两个系统服务质量指标与容量与扇区化、簇大小的关系。 3.建立模型 本次给出蜂窝系统的简单仿真实例,着重解决求解目标中的问题。 为了解决整体的仿真蜂窝系统,下面将先对系统的单个部件进行数学建模。 Ⅰ.业务模型---中继和服务等级 用户的统计特性主要描述为以下两方面 1.单个用户随机地接入系统,也就是随机地发出一个呼叫请求。同一用户 的两个连续的呼叫请求之间的时间间隔т ,服从指数分布。因此对应的 pdf 是 p = exp (− )
通信原理(陈启兴版)作业和思考题参考答案
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通信原理(陈启兴版)作业和思考题参考答案————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:5-1 设二进制符号序列为1 0 0 1 0 0 1 ,试求矩形脉冲为例,分别画出相应的单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分波形和四电平波形。
解 单极性、双极性、单极性归零、双极性归零、二进制差分、四电平波形分别如下图5-6(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示。
图5-6 波形图5-2 设二进制随机脉冲序列中的“0”和“1”分别由g (t )和-g (t )表示,它们的出现概率分别为2/5及3/5:(1) 求其功率谱密度;(2) 若g (t )为如图题5-2(a)所示波形,T s 为码元宽度,问该序列是否存在位定时分量f s = 1/T s ? (3) 若g (t )改为图题5-2(b),重新回答题(1)和(2)所问。
图题5-2g (t )0.5T sO -0.5T st(a)g (t )0.25T sO -0.25T st(b)11解 (1)随机二进制序列的功率谱密度212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑由题意知g 1(t ) = - g 2(t ) = g (t ),因此双极性波形序列的功率谱密度为1 0 0 1 0 0 1 +E -E(e1 0 0 1 0 0 1(a+E 01 0 0 1 0 0 1+E(c 1 0 0 1 0 0 1 +E-E(d 1 0 0 1 0 0 1+E-E(b 1100 0110(f()2222()4(1)()12()()S S S SS P f f P P G f f P G mff mf δ+∞-∞=-+--∑222241()()()2525S S S S f G f f G mf f mf δ+∞-∞=+-∑式中,G (f )⇔g (t );等式右端第一项是连续谱成分,第二项是离散谱成分。
西电电院通信原理大作业2

通信原理大作业班级: 021215学号:02121441姓名:李雷雷光纤通信技术光纤即为光导纤维的简称。
光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。
从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。
光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。
传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信就是利用光导纤维传输信号,以实现信息传递的一种通信方式。
光导纤维通信简称光纤通信。
可以把光纤通信看成是以光导纤维为传输媒介的“有线”光通信。
实际上光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。
光纤通信具有以下特点: (1)通信容量大、传输距离远。
(2)信号串扰小、保密性能好; (3)抗电磁干扰、传输质量佳。
(4)光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输; (5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。
(6)无辐射,难于窃听, (7)光缆适应性强,寿命长。
(8)质地脆,机械强度差。
(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。
(10)分路、耦合不灵活。
(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm) (12)有供电困难问题。
就光纤通信技术本身来说,应该包括以下几个主要部分:光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。
光纤光缆技术光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。
早期光纤的传输窗口只有3个,即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。
近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。
其中特别重要的是无水峰的全波窗口。
这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内,都能实现低损耗、低色散传输,使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。
2ASK调制解调通信原理大作业
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2ASK调制解调通信原理大作业通信原理是研究信息传输的基本原理和方法的学科,通信系统是实现信息传输的工程实践。
调制与解调是通信系统中的重要环节,它们负责将待传输的信号转换为适合传输的信号,或者将接收到的信号转换为原始信号。
2ASK调制解调是一种常见的调制解调方式,本文将详细介绍2ASK调制解调的原理和应用。
1.2ASK调制原理2ASK调制是指将数字信号转换为模拟信号的调制方式,其中2代表了使用两个离散的幅度值,A和-B,进行调制。
当数字信号的幅度为1时,将其调制为模拟信号的幅度A;当数字信号的幅度为0时,将其调制为模拟信号的幅度-B。
这样,就完成了数字信号到模拟信号的转换。
2ASK调制可以使用不同的载波频率进行,常见的载波频率有高频、中频和低频等。
2.2ASK解调原理2ASK解调是指将接收到的模拟信号转换为数字信号的解调方式。
解调时,通过检测模拟信号的幅度来判断数字信号的幅度。
如果模拟信号的幅度大于阈值,则解调为数字信号的幅度为1;如果模拟信号的幅度小于阈值,则解调为数字信号的幅度为0。
通过这种方式,实现了模拟信号到数字信号的转换。
3.2ASK调制解调应用案例一:红外遥控在红外遥控中,常用的调制解调方式之一就是2ASK调制解调。
遥控器通过将数字信号调制为模拟红外光信号,发送给接收器控制电器的开关。
接收器接收到模拟红外光信号后,通过2ASK解调将其转换为数字信号,再根据数字信号来控制相应的电器开关。
这种调制解调方式简单可靠,并且成本低,因此广泛应用于家电遥控领域。
案例二:车载广播在车载广播中,2ASK调制解调也被广泛应用。
广播电台通过将音频信号调制为模拟FM信号,并通过空间传输到车载电台。
车载电台通过接收到的模拟FM信号,经过2ASK解调将其转换为音频信号,然后通过扬声器播放出来。
这种调制解调方式能够比较准确地还原原始的音频信号,实现高质量的音频传输。
总结通过对2ASK调制解调的原理和应用的介绍,可以看出2ASK调制解调是一种简单、成本低、抗干扰性好的调制解调方式。
通信原理大作业 (2)
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通信原理大作业年级2010级班级0210**姓名学号张**专业电子信息工程学院电子工程学院西安电子科技大学2013年6月➢选题一:2FSK信号传输仿真一、题目要求:按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。
2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。
二、2FSK信号传输介绍数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输。
然而,实际中的大多数信道因具有带通特性而不能直接传送基带信号。
为了使数字信号在带通系统中传输,必须用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。
这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。
在接收端,通过解调器把带通信号还原为数字基带信号的过程称为数字解调。
移频键控(FSK)是数据通信中最常用的一种调制方式。
FSK方法简单,易于实现,并且解调不需要恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能较强。
缺点是占用频带较宽,频带利用不够经济。
FSK主要应用于低中速数据传输,以及衰落信道和频带较宽的信道中。
三、2FSK信号传输实现方法1.调制过程FSK即Frequency Shift Key 叫做移频键控或频移键控。
调制的方法一般有两种,一种叫直接调频法,另一种叫键控法。
所谓直接调频法,就是将输入的基带脉冲去控制一个振荡器的某种参数,而达到改变振荡频率的目的。
键控法就是利用矩形脉冲序列控制的开关电路,对两个不同的独立频率源进行选通。
一般来说,键控法采用两个独立的振荡器,得到的是相位不连续的FSK信号;而且直接调频法f1,f2由同一个谐振电路产生,则得到相位连续的FSK信号。
2FSK信号便是0符号对应于载频f1,1符号对应于载频f2(与f1不同的另一个载频)的一调制波形,而f1与f2的改变是瞬间完成的。
2.解调过程2FSK的常用解调方法是采用相干解调(如下图)。
通信原理实验报告(优秀范文5篇)
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通信原理实验报告(优秀范文5篇)第一篇:通信原理实验报告通信原理实验报告1、实验名称:2、实验目的:3、实验步骤:(详细记录你的实验过程)例如:(1)安装MATLAB6.5软件;(2)学习简单编程,画图plot(x,y)函数等(3)进行抽样定理验证:首先确定余弦波形,设置其幅度?、频率?和相位?等参数,然后画出该波形;进一步,设置采样频率?。
画出抽样后序列;再改变余弦波形的参数和抽样频率的值,改为。
,当抽样频率?>=余弦波形频率2倍时,怎么样?否则的话,怎么样。
具体程序及图形见附录1(或者直接放在这里,写如下。
)(4)通过DSP软件验证抽样定理该软件主要有什么功能,首先点“抽样”,选取各种参数:a, 矩形波,具体参数,出现图形B,余弦波,具体参数,出现图形然后点击“示例”中的。
具体参数,图形。
4、思考题5、实验心得6、附录1有附录1的话有这项,否则无。
第二篇:通信原理实验报告1,必做题目1.1 无线信道特性分析 1.1.1 实验目的1)了解无线信道各种衰落特性;2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义;3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。
1.1.2 实验内容1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路,QPSK调制信号经过了瑞利衰落信道,观察信号经过衰落前后的星座图,观察信道特性。
仿真参数:信源比特速率为500kbps,多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒,相对平均功率为[0-3-6-9]dB,最大多普勒频移为200Hz。
例如信道设置如下图所示:移动通信系统1.1.3 实验作业1)根据信道参数,计算信道相干带宽和相干时间。
fm=200;t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05];p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9];t2=t.^2;E1=sum(p.*t2)/sum(p);E2=sum(p.*t)/sum(p);rms=sq rt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm2)设置较长的仿真时间(例如10秒),运行链路,在运行过程中,观察并分析瑞利信道输出的信道特征图(观察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function)。
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》习题参考答案解析

∴
(2)若g(t)为图P5-2(a),则g(t)经过傅立叶变化可得到它的频谱,即:
将ω换为f得:
判断频域中是否存在 ,就是将 代入 中,得:
说明 时g(t)的功率为0,所以不存在该分量。
(3)若g(t)为图P5-2(b),它的频谱为:
对图(d)有:
在虚线范围内叠加不为常数,所以存在码间干扰。
5-13.为了传送码元速率RB=103(B)的数字基带信号,试问系统采用图P5-9中所画的哪一种传输特性较好?并简要说明其理由。
解:分析各个传输特性有无码间干扰,由于码元传输速率为RB=103,即频谱的周期为: ,
对于图(a)有:
在〔-103π,103π〕区间内叠加为常数Байду номын сангаас,所以不存在码间干扰;
将ω换为f得:
将 代入 中,得:
说明 时g(t)的功率为 ,所以存在该分量。
5-8.已知信息代码为1010000011000011,试确定相应的AMI码及HDB3码,分别画出它们的波形图。
解:波形土如下:
信息码:
AMI码:
HDB3码:
(0码参考)
5-11.设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H(ω),若要求以2/Ts波特的速率进行数据传输,试检验图P5-7各种H(ω)满足消除抽样点上码间干扰的条件否?
解:当码元速率为2/Ts时,它的频谱周期为: ,即在频谱上将H(ω)左右平移一个 ,若在 和 范围内为常数,则无码间干扰,否则就存在码间干扰,现分别对上图进行分析:
对图(a)有:
在虚线范围内叠加不为常数,所以存在码间干扰;
对图(b)有:
通信原理第五章大作业分解

通信原理第五章仿真作业HDB3码的编译码(要求给出眼图)HDB3编译码原理在实际的传输系统中,并不是所有的代码电气波形都可以信道中传输。
含有直流分量和较丰富的单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输,因为它有可能造成信号的严重的畸变。
传输码(或称线路码)的结构将取决于实际信道特性和系统的工作条件。
通常,传输码的结构应具有以下的特性:(1)相应的基带信号无直流分量,且低频分量少:(2)便于从信号中提取定时信息:(3)信号中高频分应尽量少以节省传输频带并减少码间串扰。
(4)不受信号源统计特性影响,即能适应于信息源变化:(5)具有内在的检错能力,传输的码型应具有一定的规律性,以便利用这一规律性进行宏观监测:(6)编译码设备要尽可能简单,等等。
满足以上特性的传输码型种类繁多,这里使用HDB3。
HDB3码是AMI码的一种改进型,其目的是为保持AMI码的优点而克服其缺点,使连“0”个数不超过3个。
其编码规则如下:(1)当信码的连“0”个数不超过3时,仍按AMI码的规则编,即传号极性交替;(2)当连“0”个数超过3个时,则将第的4个“0”改为非“0”脉冲,记为+V 或—V称之为破坏脉冲。
相邻V码的极性必须交替出现,以确保编好的码中无直流;(3)为了便于识别,V码的极性应与前一非“0”码的极性相同,否则,将四连“0”的第一个“0” 更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲,并记为“+B”或“-B”;破坏脉冲码之后的传号极性码也要交替。
虽然HDB3编码规则比较复杂,但译码却比较简单。
从上述原理看出,每一个破坏符号V总是与前一个非“0”符号同样的极性(包括B在内)。
这也就是说,从收到的符号序列中可以容易地找到破坏点V,于是也断定V 符号及其前面的3 个符号必是连“0”的符号,从而恢复4个连“0”码,再将所有-1变成+1后便等到原信息代码。
HDB3码保持了AMI码的优点外还将连“0”码限制在3 个以内,故有利于定时信号的提取仿真结果:随机产生信号:0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 00 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0编码结果:0 0 0 -1 1 0 0 0 1 -1 0 0 0 -1 0 0 01 -1 1 0 0 1 -1 0 0 1 -1 0 0 -1 1 0 0 1 -10 0 -1 0 1 -1 0 0 0 1 0 0 -1 0译码结果:0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0眼图:源代码:编码函数:function HDB3=HDB3CODE(S0);S=S0;L=length(S);L_V=-1; %°ÑÇ°Ò»¸öV³õʼ»¯Îª-1£»L_NZ=1; %°ÑÇ°Ò»¸ö·ÇÁãÖµ³õʼ»¯Îª1£»i=1;while i<=L-3z=find([S(i),S(i+1),S(i+2),S(i+3)]==0);if size(z,2)==4S(i+3)=-L_V;L_V=-L_V;if S(i+3)*L_NZ==-1S(i)=S(i+3);endL_NZ=L_V;i=i+4;continue;elseif S(i)~=0S(i)=-L_NZ;L_NZ=S(i);end%****************************if i==L-3 %Èç¹û×îºóËĸö²»È«ÎªÁã ½«ºóÈý¸ö×öAMI±ä»»for j=L-2:Lif S(j)==0j=j+1;continue;elseS(j)=-L_NZ;L_NZ=-L_NZ;endendend%**********************************endi=i+1;endHDB3=S;译码函数:function Sig=HDB3DECODE(S0)S=S0; %S±»ÐÞ¸Ä×÷ΪÊä³öS1=S; %²»±»ÐÞ¸ÄL=length(S0);%%%%%%%%%%%%%¿ªÊ¼½âÂë%%%%%%%%%%%%%%%%L_V=-1; %°ÑÇ°Ò»¸ö·ÇÁãÐźųõʼ»¯Îª1L_NZ=1;for i=1:Lif S1(i)==0i=i+1;continue;elseif S1(i)==L_NZS(i)=0;S(i-3)=0;continue;elseL_NZ=S1(i);endendendSig=abs(S);主函数:clear all;clc;S=round(1-sqrt(rand(1,50)));H=HDB3CODE(S)S1=HDB3DECODE(H)利用“码间串扰”的眼图模块画眼图%%%%%%%%»-ÑÛͼ%%%%%%%%%%%%%Ts=1;N_s=15;Num_of_Eyes=10;alpha=1;N=50; %ÐźŸöÊýdt=Ts/N_s;t=-3*Ts:dt:3*Ts;Sig0=S;Sig=sigexpand(Sig0,N_s);%%%%%%%%%%%%%%%ÉýÓàÏҳ弤ÏìÓ¦%%%%%%%%%%%%%%%%%%%Ht=sinc(t/Ts).*(cos(alpha*pi*t/Ts))./(1-4*alpha*t.^2/Ts^2+eps);st=conv(Sig,Ht);tt=-3*Ts:dt:(N+3)*N_s*dt-dt; %-3*1:dt:1003*17*dt-dtfigure(1);plot(tt,st);axis([0 20 -1.2 1.2]);xlabel('t/Ts');ylabel('»ù´øÐźÅ'); %%%%%%%%%%%%%%%ÑÛͼ%%%%%%%%%%%%%%%%%figure(2);ss=zeros(1,Num_of_Eyes*N_s);ttt=0:dt:Num_of_Eyes*N_s*dt-dt;for k=3:50ss=st(k*N_s+1:(k+Num_of_Eyes)*N_s);drawnow;plot(ttt,ss);hold on;endxlabel('t/Ts');ylabel('ÐźÅÑÛͼ');HDB3码优缺点:优点:HDB3码消除了的直流成分,具有时钟恢复和更好的抗干扰性能,这使它更适合于长距离信道传输。
通信原理大作业

通信原理大作业1、说明在通信原理课程中,介绍了通信系统的基本理论,主要包括信道、基带传输、调制/ 解调方法等。
为了进一步提高和改善学生对课程基本内容的掌握,进行课程作业方法的改革的试点,设立计算机仿真大作业。
成绩将计入平时成绩。
2、要求参加的同学3~5人一组,选择1〜2个题目,协作和共同完成计算机编程和仿真,写出计算机仿真报告。
推荐的计算机仿真环境为MATLAB也可以选择其它环境。
3、大作业选题(1) 信道噪声特性仿真产生信道高斯白噪声,设计信道带通滤波器对高斯白噪声进行滤波,得到窄带高斯噪声。
对信道带通滤波器的输入输出的噪声的时域、频域特性进行统计和分析,画出其时域和频域的图形。
(2) 基带传输特性仿真利用理想低通滤波器作为信道,产生基带信号,仿真验证奈氏第一准则的给出的关系。
改变低通滤波器的特性,再次进行仿真,验证存在码间干扰时的基带系统输出,画出眼图进行观察。
加入信道噪声后再观察眼图。
(3) 2ASK言号传输仿真按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK言号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。
2ASK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。
(4) 2FSK信号传输仿真按照2FSK产生模型和解调模型分别产生2FSK信号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。
2FSK信号的解调可以选用包络解调或者相干解调法。
(5) 2PSK信号传输仿真按照2PSK产生模型和解调模型分别产生2PSK言号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。
2PSK信号的解调选用相干解调法。
⑹2DPSK言号传输仿真按照2DPSK产生模型和解调模型分别产生2DPSK言号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。
对调制解调过程中的波形进行时域和频域观察,并且对解调结果进行误码率测量。
通信原理实验报告(8份)

通信原理实验报告(8份)姓名:学号:通信原理实验报告姓名:姓名:学号:实验一HDB3码型变换实验一、实验目的了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
掌握HDB3码的编译规则。
了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材主控&信号源、2号、8号、13号模块双踪示波器连接线三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图各一块一台若干姓名:学号:HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B,因此,在编码时需要缓存3bit的数据。
当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。
当4个连0时最后一个0变为传号A,其极性与前一个A的极性相反。
若该传号与前一个1的极性不同,则还要将这4个连0的第一个0变为B,B的极性与A相同。
实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后,得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号,再通过电平转换电路进行变换,从而得到HDB3编码波形。
同样AMI译码只需将所有的±1变为1,0变为0即可。
而HDB3译码只需找到传号A,将传号和传号前3个数都清0即可。
传号A的识别方法是:该符号的极性与前一极性相同,该符号即为传号。
实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路,再通过译码处理,得到原始码元。
四、实验步骤姓名:学号:实验项目一HDB3编译码(256KHz归零码实验)概述:本项目通过选择不同的数字信源,分别观测编码输入及时钟,译码输出及时钟,观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。
1、关电,按表格所示进行连线。
2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。
将模块13的开关S3分频设置拨为0011,即提取512K同步时钟。
姓名:学号:3、此时系统初始状态为:编码输入信号为256K的PN序列。
4、实验操作及波形观测。
通信原理大作业

通信原理大作业—无线通信的发展历程以及MATLAB实现HDB3码一、无线通信的发展历程移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。
1897年,M·G·马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里现代移动通信技术的发展始于上世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。
第一阶段从上世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。
在这期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。
该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到30~40MHz,可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。
第二阶段从上世纪40年代中期至60年代初期。
在此期间内,公用移动通信业务开始问世。
1946年,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划,贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网,称为“城市系统”。
当时使用三个频道,间隔为120kHz,通信方式为单工,随后,西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。
美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。
这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡,接续方式为人工,网的容量较小。
第三阶段从上世纪60年代中期至70年代中期。
在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(IMTS),使用150MHz和450MHz频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。
德国也推出了具有相同技术水平的B网。
可以说,这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段,其特点是采用大区制、中小容量,使用450MHz 频段,实现了自动选频与自动接续。
第四阶段从上世纪70年代中期至80年代中期。
这是移动通信蓬勃发展时期。
1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进的移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量。
通信原理大作业

通信原理大作业2ASK信号传输仿真一、选题意义2ASK(二进制振幅键控)是一种最简单的数字信号的载波传输,通过对2ASK 的仿真可以更好的理解数字调制系统的组成以及各模块的功能。
二、仿真实验任务1.掌握2ASK 调制解调原理及其实现方法。
2.按照2ASK产生模型和解调模型分别产生2ASK信号和高斯白噪声,经过信道传输后进行解调。
3.测试2ASK传输信号加入噪声后的误码率,分析2ASK传输系统的抗噪声性能;三、仿真原理本实验主要是利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个2ASK 调制与解调系统.用示波器观察调制前后的信号波形; 用频谱分析模块观察调制前后信号频谱的变化;加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率;最后根据运行结果和波形来分析该系统性能。
通过Simulink的仿真功能摸拟到了实际中的2ASK调制与解调情况。
3.1 2ASK调制与解调原理3.1.1 2ASK调制原理振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。
当数字基带信号为二进制时,则为二进制振幅键控。
设发送的二进制符号序列由0、1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立。
该二进制符号序列可表示为2()()cos()[()]cos ASK c n s cne t s t w t a g t nT w t==-∑(1)其中:二进制振幅键控信号时间波形如图1 所示。
由图1 可以看出,2ASK信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号s(t)通断变化,所以又称为通断键控信号(OOK信号)。
图1 二进制振幅键控信号时间波形在二进制数字振幅调制中,载波的幅度随着调制信号的变化而变化,实现这种调制的方式有两种:(1)模拟相乘法:通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号,这种直接利用二进制数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为模拟相乘法,其电路如图2所示。
在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制。
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《通信原理》大作业设计题目:信道失真 HDB3码的调制解调
一、幅频失真与相频失真
1.实验要求:
利用MATLAB仿真失真波形。
2.原理简述
恒参信道的主要传输特性通常可以用其幅频率特性和相频特性来描述。
无失真传输要求振幅特性与频率无关,其传输群时延与频率无关,等于常数。
然而实际的信道往往都不能满足这些要求。
所以会产生以下两种失真:
①幅度失真:是指信号中不同频率的分量分别受到信道不同的衰减。
它对模拟信道影响较大,导致信号波形畸变,输出信噪比下降。
②相位失真是指信号中不同频率分量分别受到信道不同的时延,它对数字通信影响大,会引起严重的码间干扰,造成误码。
假定一信号为y=sint+sin(3t),经过某对角频率为1的正弦分量增益为1,而对角频率为3的正弦分量增益为0.5的系统,则输出信号为y=sint+0.5sin3t,即可模拟幅度失真。
经过某对角频率为3的正弦分量相移是π,对其他参数无影响的系统,输出为y=sint+sin(3t+π),即可模拟相频失真。
3.波形仿真
(1)原始信号
t
t3
=
y+
s i n
s i n
(2)幅度失真信号
t3
t y+
=
sin
sin
.5
(3)相位失真信号
t
+ =t
yπ
+
sin
)
3
(
sin
4.结论
若信道的振幅-频率特性不理想,则信号发生的失真称为频率失真。
信号的频率失真会使信号的波形产生畸变,可能引起相邻码元波形之间发送部分重叠,造成码间串扰。
信道的相位特性不理想将使信号产生相位失真,它也会引起码间串扰,使误码率增大。
二、HDB3码的编码和解码
1.实验要求
掌握HDB3码的编码规则,并利用MATLAB仿真HDB3码的编码和译码。
2.原理简述
三阶高密度双极性码(简称:HDB3码)是一种适用于基带传输的编码方式,它是为了克服AMI码的缺点而出现的,具有能量分散,抗破坏性强等特点。
编码规则:
(1) 先将消息代码变换成AMI码,若AMI码中连0的个数小于4,此时的AMI码就是HDB3码;
(2) 若AMI码中连0的个数大于3,则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非0符号(+1或-1)同极性的符号,用表示(+1+,-1-);
(3) 为了不破坏极性交替反转,当相邻符号之间有偶数个非0符号时,再将该小段的第1个0变换成+B或-B,符号的极性与前一非零符号的相反,并让后面的非零符号从符号开始再交替变化。
例如:
消息代码: 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
AMI码: +1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1
HDB3码: +1 0 0 0 +V -1 0 0 0 -V +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1 解码规则:
(1) 若3连“0”前后非零脉冲同极性,则将最后一个非零元素译为
零,如+1000+1 就应该译成“10000”;若2连“0”前后非零脉冲极性相同,则两零前后都译为零,如-100-1,就应该译为0000。
(2) 再将所有的-1变换成+1后,就可以得到原消息代码。
3.流程图
5.波形仿真
如图下图所示:
第一张为原波形,第二张为HDB3码,第三张为HDB3码译码后的波形。
附:
MATLAB代码
xn=[1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1];
yn=xn;
num=0;
for k=1:length(xn)
if xn(k)==1
num=num+1;
if num/2 == fix(num/2)
yn(k)=1;
else
yn(k)=-1;
end
end
end
num=0;
yh=yn;
sign=0;
V=zeros(1,length(yn));
B=zeros(1,length(yn));
for k=1:length(yn)
if yn(k)==0
num=num+1;
if num==4
num=0;
yh(k)=1*yh(k-4);
V(k)=yh(k);
if yh(k)==sign
yh(k)=-1*yh(k);
yh(k-3)=yh(k);
B(k-3)=yh(k);
V(k)=yh(k);
yh(k+1:length(yn))=-1*yh(k+1:length(yn));
end
sign=yh(k);
end
else
num=0;
end
end
re=[xn',yn',yh',V',B'];
input=yh;
decode=input;
sign=0;
for k=1:length(yh)
if input(k) ~= 0
if sign==yh(k)
decode(k-3:k)=[0 0 0 0];
end
sign=input(k);
end
end
decode=abs(decode);
error=sum([xn'-decode']);
subplot(3,1,1);
stairs([0:length(xn)-1],xn);
axis([0 length(xn) -2 2]);
subplot(3,1,2);
stairs([0:length(xn)-1],yh);
axis([0 length(xn) -2 2]);
subplot(3,1,3);
stairs([0:length(xn)-1],decode);
axis([0 length(xn) -2 2]);
6.结论
在实际的基带传输系统中,并不是所有的基带波形都适合在信道中传输。
例如,含有丰富直流的低频分量的单极性基带波形就不适宜在低频传输特性差的信道中传输,因为这有可能造成信号严重畸变。
而HDB3码其特点为无直流分量,且低频分量也很少;其功率谱中无方波中的丰富的高频分量;而且易于在连“0”过长时提取位定信号,并且具有内在检错能力,因此广泛应用于各种通信传输系统中。