通信原理实验报告2

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1、通信原理实验报告课程名称：通信原理实验三：二进制数字信号调制仿真实验实验四：模拟信号数字传输仿真实验姓名：学　　号：班　　级：2012年　12月实验三二进制数字信号调制仿真实验一、实验目的1.加深对数字调制的原理与实现方法；2.掌握OOK、2FSK、2PSK功率谱密度函数的求法；3.掌握OOK、2FSK、2PSK功率谱密度函数的特点及其比较；4.进一步掌握MATLAB中M文件的调试、子函数的定义和调用方法。二、实验内容1.复习二进制数字信号幅度调制的原理2.编写MATLAB程序实现OOK调制；3.编写MATLAB

2、程序实现2FSK调制；4.编写MATLAB程序实现2PSK调制；5.编写MATLAB程序实现数字调制信号功率谱函数的求解。三、实验原理在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号。数字序列中每个数字产生的时间间隔称为码元间隔，单位时间内产生的符号数称为符号速率，它反映了数字符号产生的快慢程度。由于数字符号是按码元间隔不断产生的，经过将数字符号一一映射为响应的信号波形后，就形成了数字调制信号。根据映射后信号的频谱特性，可以分为基

3、带信号和频带信号。通常基带信号指信号的频谱为低通型，而频带信号的频谱为带通型。调制信号为二进制数字基带信号时，对应的调制称为二进制调制。在二进制数字调制中，载波的幅度、频率和相位只有两种变化状态。相应的调制方式有二进制振幅键控(OOK/2ASK)、二进制频移键控(2FSK)和二进制相移键控(2PSK)。下面分别介绍以上三种调制方法的原理，及其MATLAB实现：本实验研究的基带信号是二进制数字信号，所以应该首先设计MATLAB程序生成二进制数字序列。根据实验一的实践和第一部分的介绍，可以很容易的得到二进制数字序列生

4、成的MATLAB程序。假定要设计程序产生一组长度为500的二进制单极性不归零信号，以之作为后续调制的信源，并求出它的功率谱密度，以方便后面对已调信号频域特性和基带信号频域特性的比较。整个过程可用如下程序段实现：%定义相关参数clearall;closeall;A=1fc=2;%2Hz;N_sample=8;N=500；%码元数Ts=1;%1Baud/sdt=Ts/fc/N_sample;%波形采样间隔t=0:dt:N*Ts-dt;Lt=length(t);%产生二进制信源d=sign(randn(1,N));%d

5、d=sigexpand((d+1)/2,fc*N_sample);N1=length((d+1)/2);dd=zeros(fc*N_sample,N1);dd(1,:)=(d+1)/2;dd=reshape(dd,1,fc*N_sample*N1);gt=ones(1,fc*N_sample);%NRZ波形figure(1)subplot(221);%输入NRZ信号波形（单极性）d_NRZ=conv(dd,gt);plot(t,d_NRZ(1:length(t)));axis([01001.2]);ylabel(

6、'输入信号');subplot(222);%输入NRZ频谱dt=t(2)-t(1);T=t(end);df=1/T;N=length(d_NRZ(1:length(t)));f=-N/2*df:df:N/2*df-df;d_NRZf=fft(d_NRZ(1:length(t)));d_NRZf=T/N*fftshift(d_NRZf);plot(f,10*log10(abs(d_NRZf).^2/T));axis([-22-5010]);ylabel('输入信号功率谱密度（dB/Hz)');3.2OOK调制二进制

7、振幅键控(OOK/2ASK)是利用载波的幅度变化来传递数字信息的，而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中，载波的幅度只有两种变化状态，分别对应二进制信息“0”和“1”。2ASK信号的一般表达式为：其中，。所以，要进行OOK调制，定义完二进制数字序列和载波参量后，将之相乘即可。相关的MATLAB指令如下：ht=A*cos(2*pi*fc*t);s_2ask=d_NRZ(1:Lt).*ht;subplot(223)plot(t,s_2ask);axis([010-1.21.2]);ylabel('OOK');要对O

8、OK调制之前与之后信号的频域特性进行比较，可以通过比较两者的功率谱密度曲线来实现。也就是求出OOK调制信号s_2ask的功率谱密度函数，并将之与3.1中求得的基带信号的功率谱密度函数进行比较。根据《通信原理》的学习，可以知道，求解某信号功率谱密度的过程就是先求出该信号的傅立叶变换，再求该傅立叶变换的幅值的绝对值的平方的过程。如何求功率谱密度函数在实验二中已经详细介绍过了，