《通信原理》实验指导书.doc

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1、第一版前言目前国内高校通信原理实验多为两种途径：第一、利用通信仿真软件matlab进行通信仿真和设计，实验指导书为教师根据实验自行编制，如北邮。第二、购买通信试验箱，实验指导书随试验箱附送。该两种形式均不能很好的适应我校教学需要。第一种形式，由于matlab是脚本语言，所写通信仿真程序均需要在matlab环境下运行，运行时间长，故该种形式虽然通过编写通信程序代码，帮助学生理解了通信的原理，但运行效率不高，直观性不强，不能很好的激发学生到学习兴趣。第二种形式，由于采用了通信试验箱，硬件电路设计和程序多为试验箱制造商提供，实验形式多为验证性实验。故该种形式虽然实验结果直观，但是实验过后，学

2、生对通信的原理并没有加深理解，特别是没有锻炼到学生的通信开发能力，实验效果不理想。根据软件系和信工系学生编程能力尤其是C语言编程能力强的特点，利用C语言来进行通信原理的实验，即可发挥软件和信工系学生的特点，又可使实验效果直观，运行效率高，且编写后的程序可以脱离编译环境独立运行，所有的程序都可以拥有自己的版权。笔者查询过目前国内其他高校还没有系统利用C语言进行《通信原理》实验的设计。因此笔者认为该实验指导书具有以下优势：第一：充分结合了软件和信工系的特色，即帮助学生充分理解通信原理，且效果直观，能很好的激发学生的积极性！第二：能形成自己的知识产权，产品通过网络发布后，能扩大学校信息工程专

3、业的知名度。作为一种尝试，本书在叙述清楚实验原理的前提下采用C或C++语言进行实验，实验内容分为两部分，第一部分为调制部分，第二部分为编码部分：此次撰写工作得到了东华理工大学长江学院教务处的大力支持，在此表示衷心的感谢！东华理工大学长江学院信息与科学工程系和通信教研室也给予了大力支持，在此表示感谢！另外，也要对对参与此书程序设计部分的06信息工程的邱婷婷、徐志远、曹旺，08网络工程的苏元、杨智、涂斌建同学表示感谢！最后，希望此书的撰写能够激发学生学习《通信原理》的兴趣！笔者2010年5月于东华理工大学80目录第一版前言1实验一AM调制信号的产生2实验二：双边带调制16实验三：单边带调制

4、23实验四：2ASK调制33实验五NRZ编码44实验六PCM编码54实验七汉明码62实验八奇偶校验码7880实验一AM调制信号的产生一、实验目的加深理解AM调制的基本原理，掌握AM调制实现方法。二、实验原理调制的实质是进行频谱变换，经过调制后的已调波应当具备两个基本特征：一是携带基带信号的信息；二是适合信道传输。线性调制的主要内容包括：调幅（AM）系统的调制、双边带(DSB)系统的调制和单边带(SSB)系统的调制三部分。线性调制的已调信号可表示为（1-1）式中为基带调制信号。设调制信号的频谱为，则由式（1-1）不难得到已调信号的频谱为：（1-2)由以上表达式可见，在波形上，线性调制已调

5、信号的幅度随基带信号变化而呈正比的变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱结构在频域内的简单搬移。标准调幅就是常规双边带调制，简称调幅（AM）。假设调制信号的平均值为0，将其叠加一个直流偏量后与载波相乘（图1-1），即可形成调幅信号。其时域表达式为（1-3）80式中为直流分量，可以是确知信号，也可以是随机信号。图1-1AM调制模式若是确知信号，则AM信号的频谱为（1-4）其典型波形和频谱如图1-2所示图1-2AM信号的波形和频谱80由波形可以看出，当满足条件:（1-5)时，AM波的包络与调制信号的波形完全一样，因此，用包络检波的方法很容易恢复出原始调制信号；如果上述条件没有满足，

6、就会出现“过调幅”。现象，这时用包络检波将会发生失真。由频谱可以看出，AM的频谱由载频分量、上边带、下边带三部分组成。上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同，下边带是上边带的镜像。因此，AM信号时代有载波分量的双边带信号，它的带宽是基带信号带宽的2倍,即(2-6)AM信号在1Ω电阻上的平均功率应等于的均方值。当为确知信号时，的均方值即为其平方的时间平均，即(2-7)通常假设调制信号没有直流分量，即。因此(2-8)式中，=/2为载波功率，=/2为边带功率。由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两部分。只有边带功率才与调制信号有关。也就是说，载波分量不携带信息。即使在“满调

7、幅”（=时，也称100％调制）条件下，载波分量仍占据大部分功率，而含有用信息的两个边带占有的功率较小。因此，从功率上讲，AM信号的功率利用率比较低。三、实验步骤801)打开MicrosoftvisualC++应用程序。2)点击菜单栏的file菜单下的new，弹出以下对话框：选择“MFCAppwizard（exe）”，在右边的“projectname”中输入项目的名称：AM，在“location”选择项目所在的路径点击“ok”，弹出以下对话框：8