第一篇：Matlab在《現(xiàn)代通信原理與系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

Matlab在《現(xiàn)代通信原理與系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

摘要：為了提高研究生教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生更加透徹地理解所學(xué)知識(shí)，拓展學(xué)生向研究性發(fā)展的外延培養(yǎng)，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，開發(fā)了《現(xiàn)代通信原理與系統(tǒng)》課程相關(guān)的仿真演示實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)踐中，通過Matlab仿真實(shí)驗(yàn)演示，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高了?n程教學(xué)效果，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：通信原理；Matlab；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；系統(tǒng)仿真

中圖分類號(hào)：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）25-0267-03

一、引言

《現(xiàn)代通信原理與系統(tǒng)》課程是光纖通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等等課程的重要基礎(chǔ)，該門課程數(shù)學(xué)知識(shí)復(fù)雜，理論性內(nèi)容較多，部分涉及非線性電子線路，比較抽象，缺乏直觀性，學(xué)生難以想象，不好理解，相關(guān)實(shí)驗(yàn)也是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的感受不深，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行原理、運(yùn)行情況了解不深，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生綜合思維能力、創(chuàng)新能力沒有起到任何作用。為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生更加透徹地理解所學(xué)知識(shí)，拓展學(xué)生向研究性發(fā)展的外延培養(yǎng)，訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，筆者通過該門課程典型實(shí)驗(yàn)仿真，動(dòng)態(tài)演示，在課堂上形象生動(dòng)展現(xiàn)波形，幫助學(xué)生深入了解課程內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)效率。

二、模擬調(diào)制實(shí)驗(yàn)仿真

讓載波的某個(gè)參量隨模擬調(diào)制信號(hào)的變化而變化的方式叫作模擬調(diào)制，模擬調(diào)制有線性模擬調(diào)制與非線性模擬調(diào)制。通過線性模擬調(diào)制與非線性模擬調(diào)制，利用Matlab仿真，加深學(xué)生對(duì)于調(diào)制、解調(diào)概念的理解，掌握線性調(diào)制與非線性調(diào)制的區(qū)別。通俗地講，線性模擬調(diào)制就是將調(diào)制信號(hào)“放”到了載波的振幅參量上，在頻域發(fā)生頻譜的搬移，經(jīng)過解調(diào)，將調(diào)制信號(hào)從載波的振幅參量上“取”出來(lái)，恢復(fù)成原始的調(diào)制信號(hào)。這樣做的目的有三：第一方面，把低頻信號(hào)變換成利于無(wú)線發(fā)送或在信道中傳輸?shù)母哳l信號(hào)；第二方面，使得多路信號(hào)在一個(gè)信道中同時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)信道多路復(fù)用；第三方面，可以改善傳輸系統(tǒng)的性能?；谶@樣的優(yōu)勢(shì)，信號(hào)傳輸?shù)倪^程中可以采用模擬線性調(diào)制，但是我們?nèi)粘Ｓ^察到的波形或者學(xué)生腦子里想象的基本都是信號(hào)的幅值隨時(shí)間的變化，都是時(shí)域里的波形，而調(diào)制、解調(diào)所說的對(duì)于信號(hào)的“放”和“取”，發(fā)生了頻譜搬移，從時(shí)域到頻域，再?gòu)念l域到時(shí)域，學(xué)生很難理解如何實(shí)現(xiàn)頻譜搬移以及頻域的圖形是什么樣子。通過實(shí)驗(yàn)仿真，動(dòng)態(tài)演示，學(xué)生實(shí)實(shí)在在看到了載波、調(diào)制信號(hào)、已調(diào)信號(hào)以及解調(diào)信號(hào)的時(shí)域波形和頻域的頻譜，便于理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。線性調(diào)制各波形如圖1所示。

由圖1仿真圖形學(xué)生很容易理解：模擬線性調(diào)制，已調(diào)信號(hào)的頻譜與調(diào)制信號(hào)的頻譜在形狀上沒有變化，只在幅值上差一個(gè)倍數(shù)，信號(hào)在時(shí)域是重疊的，在頻域是不重疊的，通過解調(diào)，可以很容易在頻域把所需要的信號(hào)分離出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)信道多路復(fù)用，提高傳輸效率。

三、脈沖編碼調(diào)制實(shí)驗(yàn)仿真

現(xiàn)實(shí)生活中，人類感覺器官可以接受的信息，如語(yǔ)言、圖像等大多數(shù)都是以模擬形式出現(xiàn)的，也就是說信源與信宿處理的都是模擬信號(hào)，但在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信道傳輸?shù)膮s是數(shù)字信號(hào)。為了解決這樣的問題，需要經(jīng)過抽樣（模擬信號(hào)離散化）、量化（離散信號(hào)數(shù)字化）和編碼（數(shù)字信號(hào)二值化）三個(gè)處理步驟，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這種通信方式，稱之為脈沖編碼調(diào)制。脈沖編碼調(diào)制抗干擾能力強(qiáng)，在數(shù)字程控電話機(jī)交換系統(tǒng)、光纖通信、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信等方面得到了較為廣泛的應(yīng)用。雖然數(shù)字程控電話機(jī)交換系統(tǒng)、光纖通信等等與我們的生活息息相關(guān)，但是具體的原理不好理解，通過仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生切實(shí)看到了模擬信號(hào)被取樣，變成離散信號(hào)，見圖2，并且掌握了模擬信號(hào)離散化的原理；再經(jīng)過量化，將原來(lái)任意取值的離散信號(hào)經(jīng)四舍五入變成了有限個(gè)值，也就是沒有在實(shí)線上的點(diǎn)經(jīng)過四舍五入變成了實(shí)線上有限的點(diǎn)，理解了量化的概念，見圖3；再經(jīng)過編碼成為用0和1表示的信號(hào)，見圖4。

通過實(shí)驗(yàn)仿真，學(xué)生真正理解了：抽樣的作用是“模擬信號(hào)離散化”，量化的作用是“離散信號(hào)數(shù)字化”，編碼的作用是“數(shù)字信號(hào)二值化”。

四、升余弦滾降系統(tǒng)性能仿真

數(shù)字通信系統(tǒng)中，基帶信號(hào)的頻譜較寬，容易產(chǎn)生碼間串?dāng)_，信號(hào)通過這樣的信道，不可避免地產(chǎn)生畸變。因此，在信道帶寬有限的條件下，為了降低誤碼率需要對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行脈沖成形處理，改善平鋪特性，產(chǎn)生適合信道傳輸?shù)牟ㄐ?。升余弦滾降系統(tǒng)的傳輸特性表達(dá)式：

其中，α為滾降系數(shù)，Ts為碼元間隔。由圖5可以看出，滾降特性所形成的波形在采樣點(diǎn)上均為零，從而抑制了碼間串?dāng)_，并且“拖尾”現(xiàn)象隨著α的增大而振蕩幅度減小、衰減速度加快。

為了對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)性能有一個(gè)直觀的了解，利用眼圖法能夠方便地估計(jì)系統(tǒng)性能。所謂眼圖是一種定性分析系統(tǒng)特性的方法。將待測(cè)的基帶信號(hào)加到示波器的輸入端，同時(shí)把位定時(shí)信號(hào)作為掃描同步信號(hào)，使其與接收碼元同步，觀察示波器上顯示的圖形，由于在傳播二進(jìn)制代碼時(shí)，很像人的眼睛，稱之為眼圖法。圖6為升余弦滾降系統(tǒng)信號(hào)傳輸過程中觀察到的眼圖。改變?cè)肼暤墓β首V密度，“眼睛”的張開角度發(fā)生變化，從而反映噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響，使教學(xué)內(nèi)容更加直觀生動(dòng)有趣。

五、結(jié)束語(yǔ)

仿真軟件在《現(xiàn)代通信原理與系統(tǒng)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，不但將課程中較難理解的內(nèi)容形象生動(dòng)地展示出來(lái)，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解更加透徹，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和效率，從而提高了教學(xué)質(zhì)量和效果，而且從根本上提高了學(xué)生分析問題和解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，是課程教學(xué)改革中有益的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]李芳，李征，等.“現(xiàn)代通信原理與系統(tǒng)”課程建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（4）：135-136.[2]張鳴，李白萍.Matlab仿真在通信原理課程中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（11）：87-89.[3]夏江濤，孫冬嬌.Matlab在現(xiàn)代通信原理課程中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014，31（1）：110-113.[4]肖珂，張?jiān)虑?Matlab在《通信原理》課程實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)林教育版，2009，11（2）：243-246.[5]張衛(wèi)鋼.通信原理與通信系統(tǒng)[M].第3版.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2012.

第二篇：現(xiàn)代通信原理實(shí)驗(yàn)教案

現(xiàn)代通信原理

實(shí)驗(yàn)教案

楊 斌

實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字基帶信號(hào)及傳輸

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、非歸零碼等基帶信號(hào)的產(chǎn)生原理及其波形的特點(diǎn)。

2．掌握ＡＭＩ碼、ＨＤＢ３碼、雙相碼的編碼規(guī)則。3．掌握插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。4．學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的時(shí)分多路信號(hào)傳輸系統(tǒng)。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1．用示波器觀察單極性非歸零碼（ＮＲＺ），傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（ＡＭＩ），三階高密度雙極性碼(HDB3)。

2．改變碼序列，比較其單極性碼，ＡＭＩ碼，ＨＤＢ３碼波形，并驗(yàn)證是否符合其編碼規(guī)則。3．觀察ＨＤＢ３編碼中的四連零檢測(cè)、補(bǔ)Ｖ、加Ｂ補(bǔ)奇、單／雙極性變換的波形，并驗(yàn)證是否符合編碼規(guī)則。

4．觀察并比較單、雙極性碼（非歸零、歸零）、時(shí)鐘信號(hào)、時(shí)序信號(hào)及雙相碼的波形和相位特點(diǎn)。

5．分析電路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，產(chǎn)生100％占空比的AMI碼，比較100％占空比AMI碼與50％占空比AMI碼的功率譜。（選作）6．分析電路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，產(chǎn)生不同碼速率的信息。（選作）7．嘗試用信源電路的組合，產(chǎn)生其它碼型。（選作）

三、預(yù)習(xí)要求：

1．復(fù)習(xí)教材中有關(guān)基帶信號(hào)及時(shí)分復(fù)用的內(nèi)容。2．認(rèn)真預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的工作原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3．熟悉有關(guān)器件的功能及其應(yīng)用方法以及兩模塊框圖的信號(hào)流程和設(shè)計(jì)原理。4．對(duì)于選作實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試步驟。

四、實(shí)驗(yàn)儀器：、兩路3A直流穩(wěn)壓電源

一臺(tái)

2、雙蹤示波器

一臺(tái)

3、頻率計(jì)

一臺(tái)

4、數(shù)字信源模塊

一塊

5、HDB3編譯碼模塊

一塊

6、頻譜儀

一臺(tái)（選做）2

五、基本實(shí)驗(yàn)參考實(shí)驗(yàn)步驟： 1．熟悉信源模塊的工作原理。

2．調(diào)整直流電源輸出分別為＋１２Ｖ，－１２Ｖ。3．用示波器觀察數(shù)字信源模塊上的各種波形。

（1）接通電源

用示波器觀察兩個(gè)通道探頭分別接Ｐ１０的２５６kHZ時(shí)鐘和Ｔ２０的單極性歸零碼并觀察其波形。

（2）用Ｕ２１產(chǎn)生Ｘ１１１００１０（Ｘ為任意碼，１１１００１０為７位幀同步碼）、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４產(chǎn)生任意信息代碼，并觀察本實(shí)驗(yàn)中集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號(hào)幀結(jié)構(gòu)以及ＮＲＺ碼的特點(diǎn)。

（3）用示波器觀察P１９~P２１，P２２，P２３各點(diǎn)的波形。

（4）用示波器觀察AMI碼與單極性歸零碼的關(guān)系。（5）觀察T１、T２、T３、T４四路時(shí)序信號(hào)的相位關(guān)系。（6）觀察單極性非歸零碼與雙相碼的波形關(guān)系。

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：

１．根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和記錄各點(diǎn)波形（用座標(biāo)紙繪），并分析波形與理論是否相符。２．比較不同信碼中的ＡＭＩ碼與ＨＤＢ３碼波形是否相同，為什么？

３．什么是時(shí)序信號(hào)，比較各時(shí)序信號(hào)的相位關(guān)系，并分析時(shí)序信號(hào)在信號(hào)合路時(shí)的作用。

實(shí)驗(yàn)二

HDB3編、譯碼實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?１． 加深對(duì)HDB3編、譯碼的工作原理的理解。２． 了解HDB3編碼與譯碼器的電路組成及工作過程。３． 了解HDB3碼信號(hào)中提取位同步信號(hào)（時(shí)鐘）的方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： １． 觀察HDB3編碼器中的四連零檢測(cè)、補(bǔ)V、加B補(bǔ)奇、單／雙極性變換以及

HDB3碼的波形，并驗(yàn)證是否符合編碼規(guī)則。２． 觀察HDB3譯碼器中的雙／單極性變換、Ｖ碼檢測(cè)及扣Ｖ扣Ｂ后的譯碼波形以及時(shí)鐘提取電路輸出的位同步信號(hào)波形。３． 手動(dòng)加入誤碼時(shí)，觀察解碼輸入和檢錯(cuò)顯示。４． 當(dāng)輸入信碼為外加偽隨機(jī)信碼時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案觀察輸入信碼和HDB3碼的功率頻譜。（選做）５． 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，觀察與比較100％占空比HDB3碼與50％占空比HDB3碼的功率譜。（選做）

三、預(yù)習(xí)及預(yù)習(xí)報(bào)告要求： １． 預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)的工作原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。２． 對(duì)于選作實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試步驟。

四、實(shí)驗(yàn)儀器：、兩路3A直流穩(wěn)壓電源

一臺(tái)

2、雙蹤示波器

一臺(tái)

3、頻率計(jì)

一臺(tái)

4、數(shù)字調(diào)制模塊

一塊

5、數(shù)字解調(diào)模塊

一塊

6、頻譜儀

一臺(tái)（選做）

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：

１．根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和記錄各點(diǎn)波形（用座標(biāo)紙繪），要求繪出３２位碼的完整波形，并分析波形與理論上的是否相符。

２．若把對(duì)應(yīng)的ＡＭＩ碼送入ＨＤＢ３譯碼中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？并說明道理。３．本實(shí)驗(yàn)的誤碼檢測(cè)電路只能檢測(cè)哪類誤碼差錯(cuò)，為什么？ ４．對(duì)本實(shí)驗(yàn)有何體會(huì)，有何改進(jìn)意見？

實(shí)驗(yàn)三 數(shù)字調(diào)制與解調(diào)

2FSK調(diào)制與解調(diào)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、了解二進(jìn)制移頻鍵控2FSK信號(hào)的產(chǎn)生過程及電路的實(shí)現(xiàn)方法。

2、了解非相干解調(diào)器過零檢測(cè)的工作原理及電路的實(shí)現(xiàn)方法。

3、了解相干解調(diào)器鎖相解調(diào)法的工作原理及電路的實(shí)現(xiàn)方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、了解相位不連續(xù)2FSK信號(hào)的頻譜特性，了解頻偏△f=(f1-f2)/2不同時(shí)，傳輸2FSK信號(hào)所需帶寬的情況與2ASK信號(hào)帶寬進(jìn)行比較。

2、了解2FSK（相位不連續(xù)）調(diào)制，非相干、相干解調(diào)電路的組成及工作原理。

3、觀察2FSK調(diào)制，非相干、相干解調(diào)各點(diǎn)波形。

4、了解畸變信道模擬電路的原理，畸變信號(hào)送入過零檢測(cè)電路與鎖相解調(diào)電路，會(huì)產(chǎn)生如何結(jié)果。（選作）5、2FSK信號(hào)保持f1=1024KHz.改變f2使f2-f1=3fs時(shí)，改變f2使f2-f1=2fs時(shí)解調(diào)器解調(diào)效果。（選作）

6、改變f1、f2的頻率大小，觀察不同調(diào)制指數(shù)下的調(diào)制解調(diào)效果。（選作）

7、利用實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電路，設(shè)計(jì)出其它解調(diào)方法，并自行驗(yàn)證。（選作）

三、預(yù)習(xí)要求：

1、復(fù)習(xí)教材有關(guān)2FSK調(diào)制與解調(diào)的理論。

2、復(fù)習(xí)模擬鎖相環(huán)的原理和實(shí)驗(yàn)方法。

3、認(rèn)真預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的工作原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

1、對(duì)于選作實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試步驟。

四、實(shí)驗(yàn)儀器：、兩路3A直流穩(wěn)壓電源

一臺(tái)

2、雙蹤示波器

一臺(tái)

3、頻率計(jì)

一臺(tái)

4、數(shù)字調(diào)制模塊

一塊

5、數(shù)字解調(diào)模塊

一塊

7、頻譜儀

一臺(tái)（選做）

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1、將數(shù)字調(diào)制器、過零檢測(cè)器、鎖相解調(diào)器觀察輸出波形畫出，并給以必要的 說 明。

2、畫圖時(shí)將波形的相位關(guān)系正確表示出來(lái)，若波形之間產(chǎn)生相位差說明原因。

3、通過實(shí)驗(yàn)說明各種解調(diào)方法各有什么優(yōu)缺點(diǎn)。

4、本實(shí)驗(yàn)有何收獲，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)意見。

2PSK、2DPSK調(diào)制與解調(diào)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解2PSK、2DPSK的調(diào)制原理及電路的實(shí)現(xiàn)方法；

2、掌握絕對(duì)碼、相對(duì)碼相互變換方法；

3、了解2PSK調(diào)制與解調(diào)存在的相位含糊問題；

4、了解2PSK、2DPSK的相干解調(diào)原理及電路的實(shí)現(xiàn)方法

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、用示波器觀察2PSK、2DPSK調(diào)制器信號(hào)波形與絕對(duì)碼比較是否符合調(diào)制規(guī)律；

2、用示波器觀察2PSK、2DPSK信號(hào)頻譜；

3、用示波器觀察2PSK、2DPSK信號(hào)解調(diào)器信號(hào)波形；

4、觀察相位含糊所產(chǎn)生的后果；

5、觀測(cè)絕/相、相/絕變換的規(guī)律，設(shè)計(jì)出另一種定義的絕/相、相/絕變換電路，并測(cè)試。（選作）

6、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，比較不同信道帶寬下調(diào)制解調(diào)的性能。（選作）

7、利用各種實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電路，自行組合出差分非相干解調(diào)的實(shí)驗(yàn)。（選作）

8、加入噪聲后，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)試誤碼情況。（選作）

三、預(yù)習(xí)要求：

1、復(fù)習(xí)教材有關(guān)2PSK、2DPSK的調(diào)制與解調(diào)的理論。

2、復(fù)習(xí)絕/相、相/絕變換的原理。

3、認(rèn)真預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的工作原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

4、對(duì)于選作實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試步驟。

四、實(shí)驗(yàn)儀器

1、兩路3A直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)

2、頻率計(jì)一臺(tái)

3、雙蹤示波器一臺(tái)

4、數(shù)字調(diào)制模塊一塊

5、數(shù)字解調(diào)模塊一塊

6、頻譜儀一臺(tái)

7、連接線若干

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1、畫出2DPSK調(diào)制器、相干解調(diào)器詳細(xì)方框圖。

2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試記錄依次畫絕對(duì)碼為11101100時(shí)2DPSK調(diào)制器、相干解調(diào)器各點(diǎn)波形，并作必要說明。

實(shí)驗(yàn)四 P CM 基帶通話系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、將所做過的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)內(nèi)容綜合運(yùn)用，組成兩個(gè)采用PCM的2人可通話的基帶傳輸系統(tǒng)。

2、了解獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)K在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中所起的作用。改變獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)K的參數(shù)，直觀感受對(duì)系統(tǒng)的影響。

3、掌握獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)K之間正確的連接方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、掌握獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)K之間正確的連接方法。

2、連接不用時(shí)域均衡器的PCM兩人通話的基帶傳輸系統(tǒng)。

3、連接使用時(shí)域均衡器的PCM兩人通話的基帶傳輸系統(tǒng)。（選作）

4、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，用其它線路碼進(jìn)行基帶傳輸系統(tǒng)。（選作）

注意：以上實(shí)驗(yàn)信號(hào)的流程是單向的。要實(shí)現(xiàn)2人通話，將耳機(jī)交叉后。

三、預(yù)習(xí)要求

1、復(fù)習(xí)教材前面相關(guān)各章節(jié)的理論。

2、認(rèn)真預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的工作原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3、對(duì)于選作實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案及測(cè)試步驟。

四、實(shí)驗(yàn)儀器

1、兩路3A直流電源一臺(tái)

2、頻率計(jì)一臺(tái)

3、示波器一臺(tái)

4、數(shù)字信源模塊、數(shù)字調(diào)制模塊、載波、時(shí)鐘提取模塊、數(shù)字解調(diào)模塊、幀同步提取模塊、終端模塊、PCM編譯碼模塊各一塊。

5、連接線若干

五、實(shí)驗(yàn)原理

1、不使用時(shí)域均衡器模塊的基帶傳輸系統(tǒng)：

該系統(tǒng)傳輸?shù)腍DB3碼是理想碼，即不產(chǎn)生畸變、也不需采取均衡措施?；鶐鬏斚到y(tǒng)發(fā)端：包括PCM編碼器、HDB3編碼器、復(fù)接器等。這些電路都以數(shù)字信源模塊的時(shí)鐘相位作為基準(zhǔn)，因此PCM編碼器所需的時(shí)鐘、幀同步信號(hào)、主時(shí)鐘都是由信源模塊提供。其信號(hào)流程圖如下：

基帶傳輸系統(tǒng)收端：包括HDB3譯碼器、時(shí)鐘提取電路、幀同步提取模塊、終端模塊，這些電路都是后面模塊以前面模塊的時(shí)鐘相位作為基準(zhǔn)。因此，PCM譯碼器需要外時(shí)鐘、外幀同步信號(hào)。而主時(shí)鐘可根據(jù)集成電路的要求，采用異步時(shí)鐘。我們采用PCM模塊自身的主時(shí)鐘2048KHz。其信號(hào)流程如下圖：

2、使用時(shí)域均衡器的基帶傳輸系統(tǒng)：

該系統(tǒng)所傳輸?shù)腍DB 3碼產(chǎn)生畸變。這是模擬傳輸線傳輸中的由于時(shí)延、衰減等等造成的信碼畸變。在收端必須采用均衡的辦法加以彌補(bǔ)。其信號(hào)流程如下圖：

基帶傳輸系統(tǒng)發(fā)端時(shí)相同的，收端則增加了時(shí)域均衡器。在時(shí)域均衡器內(nèi)有信碼畸變電路，它應(yīng)該屬于傳輸線部分。除此之外還有時(shí)鐘提取電路，它真實(shí)的反映了收端時(shí)鐘的產(chǎn)生過程。在收端同樣是后面的模塊以前面模塊的時(shí)鐘相位為基準(zhǔn)。

使用時(shí)域均衡器模塊的基帶傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該復(fù)習(xí)時(shí)域均衡器模塊實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法，當(dāng)信碼畸變電路固定后，正確調(diào)整可變系數(shù)求和電路，使得眼圖波形張開最大。改變時(shí)鐘延時(shí)使其處于最佳取樣時(shí)刻，否則會(huì)產(chǎn)生大量誤碼使信號(hào)中斷。

六、實(shí)驗(yàn)步驟

1、連接好整個(gè)系統(tǒng)的電源線和信號(hào)線

2、連接不使用時(shí)域均衡器的基帶傳輸系統(tǒng)

3、采用數(shù)等襯言源模塊、時(shí)域均衡器模塊，復(fù)習(xí)正確調(diào)試時(shí)域均衡器的方法

4、連接使用時(shí)域均衡器的基帶傳輸系統(tǒng)

七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、畫出發(fā)端、收端關(guān)鍵波形，且繪出相位關(guān)系

2、畫出可通話2DPSK方框原理圖

3、分析聯(lián)調(diào)時(shí)所遇問題，寫出是如何解決。

第三篇：通信原理實(shí)驗(yàn) FSK傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)試驗(yàn)

通信原理實(shí)驗(yàn)

專

業(yè)：通信工程 班

級(jí)： 姓

名：

指導(dǎo)老師：

日

期：2014.6.9

實(shí)驗(yàn)一 FSK傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)試驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉 FSK 調(diào)制和解調(diào)基本工作原理； 2.掌握 FSK 數(shù)據(jù)傳輸過程；

3.掌握 FSK 正交調(diào)制的基本工作原理與實(shí)現(xiàn)方法； 4.掌握 FSK 性能的測(cè)試；

5.了解 FSK 在噪聲下的基本性能。

二．實(shí)驗(yàn)儀器

1.JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 2.20MHz雙蹤示波器

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

測(cè)試前檢查：首先將通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)調(diào)制方式設(shè)置成“FSK 傳輸系統(tǒng)”；用示波器測(cè)量TPMZ07 測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)，發(fā)現(xiàn)有脈沖波形，則說明實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)已正常工作。

（一）FSK調(diào)制 1.FSK基帶信號(hào)觀測(cè)

(1).TPi03 是基帶FSK 波形（D/A 模塊內(nèi)）。通過菜單選擇為1 碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，觀測(cè)TPi03 信號(hào)波形，測(cè)量其基帶信號(hào)周期。如圖1.1.1所示。

(2).通過菜單選擇為0 碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，觀測(cè)TPi03 信號(hào)波形，測(cè)量其基帶信號(hào)周期。如圖1.1.2所示。將測(cè)量結(jié)果與1 碼比較。

圖1.1.1 全1碼的基帶信號(hào)

圖1.1.2 全0碼的基帶信號(hào) 分析：由圖可知，輸入全1碼時(shí)的基帶信號(hào)周期約為27us，輸入全0碼時(shí)的基帶信號(hào)周期約為54us，則輸入全0碼時(shí)的基帶信號(hào)周期約為全1碼時(shí)的2倍。

2.發(fā)端同相支路和正交支路信號(hào)時(shí)域波形觀測(cè)

TPi03和TPi04分別是基帶FSK 輸出信號(hào)的同相支路和正交支路信號(hào)。測(cè)量?jī)尚盘?hào)的時(shí)域信號(hào)波形時(shí)將輸入全0 碼，測(cè)量其兩信號(hào)是否滿足正交關(guān)系。波形如圖1.1.3所示。

圖1.1.3 TPi03 和TPi04波形

分析：由圖可以看出TPi03 和TPi04的波形相位相差π，滿足正交關(guān)系。思考：產(chǎn)生兩個(gè)正交信號(hào)去調(diào)制的目的是防止碼間串?dāng)_。

3.發(fā)端同相支路和正交支路信號(hào)的李沙育波形觀測(cè)

將示波器設(shè)置在（x-y）方式，可從相平面上觀察TPi03和TPi04的正交性，其李沙育應(yīng)為一個(gè)圓。通過菜單選擇在不同的輸入碼型下進(jìn)行測(cè)量。輸入碼型為全0碼、全1碼、0/1碼和特殊碼是的李沙育波形分別如圖1.1.4、圖1.1.5、圖1.1.6和圖1.1.7所示。

圖1.1.4 全0碼

圖1.1.5 全1碼

圖1.1.6 0/1碼

圖1.1.7 特殊碼

分析：輸入各種不同的碼序列得到的李沙育圖形都呈現(xiàn)出圓形。

4.連續(xù)相位FSK調(diào)制基帶信號(hào)觀測(cè)

TPM02是發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)（DSP+FPGA模塊左下腳），TPi03是基帶FSK 波形。測(cè)量時(shí)，通過菜單選擇為0/1碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，并以TPM02作為同步信號(hào)。觀測(cè)TPM02與TPi03點(diǎn)波形應(yīng)有明確的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系。并且，在碼元的切換點(diǎn)發(fā)送波形的相位連續(xù)。如圖1.1.8所示。通過菜單選擇為特殊序列碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，重復(fù)上述測(cè)量步驟。記錄測(cè)量結(jié)果，如圖1.1.9所示。

圖1.1.8 0/1碼

圖1.1.9 特殊碼

思考：圖中，觀測(cè)兩重疊波形，TPM02為高時(shí)，TPi03的頻率高，TPM02為低時(shí)，TPi03的頻率低，但TPi03的波形連續(xù)，即非連續(xù)相位FSK調(diào)制在碼元切換點(diǎn)的相位是連續(xù)的。

5.FSK調(diào)制中頻信號(hào)波形觀測(cè)

(1).選擇0/1碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，以TPM02作為同步信號(hào),觀測(cè)TPM02與TPK03點(diǎn)波形有明確的信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系,如圖1.1.10所示。

(2).選擇特殊序列碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，重復(fù)上述測(cè)量步驟，如圖1.1.11所示。(3).斷開跳線器Ki01或Ki02，重復(fù)上述測(cè)量步驟。觀測(cè)信號(hào)波形的變化，分析變化原因，如圖1.1.12和圖1.1.13所示。

圖1.1.10 0/1碼

圖1.1.11 特殊碼

圖1.1.12 0/1碼

圖1.1.13 特殊碼

分析：將正交調(diào)制輸入信號(hào)中的一路基帶調(diào)制信號(hào)斷開后，由圖可知，波形總體上不變，但頻率分量有所增加。這是因?yàn)樵贔SK正交方式調(diào)制中，如果只采用一路同向FSK信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)FSK頻譜信號(hào)，使頻率分量增加。

（二）FSK解調(diào) 1.解調(diào)基帶FSK信號(hào)觀測(cè)

用中頻電纜連結(jié)KO02和JL02，測(cè)量解調(diào)基帶信號(hào)測(cè)試點(diǎn)TPJ05，用TPM02作同步。

(1).選擇1碼，觀測(cè)TPJ05測(cè)量其信號(hào)周期,如圖1.2.1所示；

(2).選擇為0/1碼，觀測(cè)TPJ05，如圖1.2.2所示。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，分析解調(diào)端的基帶信號(hào)與發(fā)送端基帶波形（TPi03）不同的原因。

圖1.2.1 全1碼

圖1.2.2 0/1碼

分析：全1碼輸入時(shí)，TPJ05的輸出波形的頻率不變；0/1碼輸入時(shí)，高電平處TPJ05的頻率高，低電平處TPJ05的頻率低。

思考：解調(diào)端的基帶信號(hào)與發(fā)送端基帶波形（TPi03）不同的原因是：存在噪聲的影響且信道特性不穩(wěn)定，存在著衰落。

2.解調(diào)基帶信號(hào)的李沙育（x-y）波形觀測(cè)

將示波器設(shè)置在（x-y）方式，觀察TPJ05和TPJ06的波形。(1).選擇1碼，仔細(xì)觀測(cè)其李沙育信號(hào)波形,如圖1.2.3所示；(2).選擇為0/1碼，仔細(xì)觀測(cè)李沙育信號(hào)波形，如圖1.2.4所示；

圖1.2.3 全1碼

圖1.2.4 0/1碼

分析：全1碼時(shí)，李沙育信號(hào)波形近似為一個(gè)圓環(huán)，更接近橢圓；0/1碼時(shí)，李沙育信號(hào)波形同樣近似為一個(gè)圓環(huán)，且環(huán)形粗一點(diǎn)。

思考：接收端與發(fā)送端李沙育波形不同的原因：存在噪聲的影響且信道特性不穩(wěn)定，存在著衰落。

3.接收位同步信號(hào)相位抖動(dòng)觀測(cè)

用發(fā)送時(shí)鐘TPM01信號(hào)作同步，選擇不同的測(cè)試序列測(cè)量接收時(shí)鐘TPMZ07的抖動(dòng)情況。輸入碼型為全1碼和全0碼，其波形分別如圖1.2.5和1.2.6所示：

圖1.2.5 全1碼

圖1.2.6 全0碼

分析：方波高電平初始端存在脈沖。

思考：全0或全1碼下觀察不到位定時(shí)的抖動(dòng)是因?yàn)椋涸谌?碼和全0碼的情況下，所有的輸入碼元均相同，無(wú)電平跳變，不存在相位的變化，因此觀察不到相位抖動(dòng)。

4.解調(diào)器位定時(shí)恢復(fù)與最佳抽樣點(diǎn)波形觀測(cè)

TPMZ07為接收端DSP調(diào)整之后的最佳抽樣時(shí)刻輸入m序列，觀察TPMZ07（以此信號(hào)作同步）和TPN04波形的之間的相位關(guān)系，如圖1.2.7所示。

圖1.2.7 解調(diào)器位定時(shí)恢復(fù)與最佳抽樣點(diǎn)波形

分析：最佳抽樣時(shí)刻位于抽樣判決點(diǎn)的中間時(shí)刻，也即具有最大能量處。

5.位定時(shí)鎖存和位定時(shí)調(diào)整觀測(cè)

(1).輸入為m序列時(shí)，觀察TPM01（以此信號(hào)作同步）和TPMZ07（收端最佳判決時(shí)刻）之間的相位關(guān)系，如圖1.2.8所示；

(2).不斷按確認(rèn)鍵，觀察TPMZ07的調(diào)整過程和鎖定后的相位關(guān)系，如圖1.2.9所示；

(3).輸入全1重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，解釋原因。按確認(rèn)鍵前后波形如圖1.2.10和圖1.2.11所示；

(4).斷開JL02接收中頻環(huán)路，觀測(cè)TPM01和TPMZ07之間的相位關(guān)系，并解釋測(cè)量結(jié)果的原因。

圖1.2.8 m序列確認(rèn)前

圖1.2.9 m序列確認(rèn)后

圖1.2.10 全1碼確認(rèn)前

圖1.2.11 全1碼確認(rèn)后

分析：

（1）輸入為m序列時(shí)，方波高電平初始端存在脈沖，發(fā)端時(shí)鐘和最佳判決時(shí)刻之間的相位同步。

（2）不斷按確認(rèn)鍵，波形總體上保持不變。

（3）輸入為全1碼時(shí)，按確認(rèn)鍵調(diào)整過程中脈沖位置發(fā)生了變化，即發(fā)端時(shí)鐘和最佳判決時(shí)刻之間的相位發(fā)生了變化，原因是全1碼時(shí)，輸入波形沒有變化，位定時(shí)失步；斷開中頻環(huán)路，按確認(rèn)鍵，則脈沖位置發(fā)生變化，原因是斷開中頻環(huán)路后，無(wú)法正確判斷出碼元的起止。

6.觀察在各種輸入碼字下FSK的輸入/輸出數(shù)據(jù)

通過菜單選擇為不同碼型輸入數(shù)據(jù)信號(hào)，觀測(cè)TPM04點(diǎn)輸出數(shù)據(jù)信號(hào)是否正確。觀測(cè)時(shí)用TPM02點(diǎn)信號(hào)同步。輸入碼型分別為特殊碼、全1碼和0/1碼是波形分別如圖1.2.12、圖1.2.13和圖1.2.14所示：

圖1.2.12 特殊碼

圖1.2.13 全1碼

圖1.2.14 0/1碼

分析：可以看出特殊碼和0/1碼輸出波形與輸入波形基本一致，只是相位上有一定的偏移，全1碼為直線。

四．實(shí)驗(yàn)思考題

1.FSK 正交調(diào)制方式與傳統(tǒng)的一般FSK 調(diào)制方式有什么區(qū)別? 其有哪些特點(diǎn)？

答：兩者區(qū)別:一般FSK調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0還是1，在兩個(gè)獨(dú)立的振蕩器中切換。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的時(shí)刻相位是不連續(xù)的，因此這種FSK信號(hào)稱為不連續(xù)FSK信號(hào)。而FSK正交調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號(hào)的方法是，首先產(chǎn)生FSK基帶信號(hào)，利用基帶信號(hào)對(duì)單一載波振蕩器進(jìn)行頻率調(diào)制。FSK正交調(diào)制方式可以消除各個(gè)頻率間的相互干擾，從而消除由于頻率干擾造成的誤碼。若頻率不正交，在抽樣時(shí)刻各支路信號(hào)波形是相關(guān)的，一條支路的誤碼必然導(dǎo)致判決結(jié)果的錯(cuò)誤，從而增大了誤碼率。

FSK正交調(diào)制方式的特點(diǎn)：隨著FSK碼長(zhǎng)的增加，F(xiàn)SK信號(hào)的帶寬增加，頻帶利用率降低。即以增加信號(hào)頻帶來(lái)?yè)Q取誤碼率的降低。

2.TPi03 和TPi04 兩信號(hào)具有何關(guān)系？

答：TPi03和TPi04分別為同向支路和正交支路，兩信號(hào)為正交關(guān)系。

五．心得體會(huì)

因?yàn)槭堑谝粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，一開始對(duì)找JH5001通信原理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的模塊以及測(cè)試點(diǎn)有點(diǎn)生疏，并且與雙蹤示波器有一根導(dǎo)線接觸不良，但是實(shí)驗(yàn)總體完成的還是相對(duì)比較順利的。通過實(shí)驗(yàn)，加深了對(duì)FSK調(diào)制和解調(diào)的基本工作原理、FSK數(shù)據(jù)傳輸、FSK正交調(diào)制的基本工作原理與實(shí)現(xiàn)方法以及FSK性能測(cè)試的理解。并且增強(qiáng)了我們的動(dòng)手與合作能力。

第四篇：Matlab在控制工程中的應(yīng)用

Matlab在控制工程中的應(yīng)用

摘要：

簡(jiǎn)要介紹MATLAB軟件及其控制系統(tǒng)工具箱的功能，并通過具體實(shí)例說明MATLAB軟件在《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)中的優(yōu)越性，從多方面探討在教學(xué)過程中，如何更好地利用MATLAB軟件.主要從系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及頻率特性、穩(wěn)定性分析和系統(tǒng)校正的設(shè)計(jì)、線性離散系統(tǒng)的分析及系統(tǒng)模型的估計(jì)等方面使MATLAB得圖形化和交換功能充分的體現(xiàn)了出來(lái)，使抽象復(fù)雜的理論變得生動(dòng)形象、加深了對(duì)某些概念的理解、激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)興趣。最后總結(jié)了關(guān)于怎樣學(xué)好MATLAB的心得體會(huì)。

1.MATLAB簡(jiǎn)介

MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó)MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。到目前為止，已經(jīng)經(jīng)發(fā)展成為優(yōu)秀的適合多學(xué)科的功能強(qiáng)大的科技應(yīng)用軟件之一，在30多個(gè)面向不同領(lǐng)域而擴(kuò)展的工具箱的支持下，MATLAB在許多領(lǐng)域中成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析、算法研究和應(yīng)用開發(fā)的基本工具和首選平臺(tái)。

MATLAB的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)重要的發(fā)展時(shí)期：

1）20世紀(jì)70年代后期，時(shí)任美國(guó)新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任的Cleve?Moler教授為學(xué)生開發(fā)了矩陣特征值求解及線性方程求解的FORTRAN程序庫(kù)及接口程序，取名為MATLAB，并開始流傳。

2）1983年春，Cleve?Moler博士與John?Little等人用c語(yǔ)言開發(fā)了MATLAB的第二代專業(yè)版，具有數(shù)值計(jì)算及數(shù)據(jù)圖形化功能。3）1984年，Cleve?Moler與John?Little成立了MathWorks公司，正式把MATLAB推向市場(chǎng)。4）1993年～1995年，MathWorks公司推出了MATLAB?4.0版，充分支持Microsoft?Win—dows下的界面編程，1995年推出4.2C版。

5）1997年，MathWorks公司推出了MATLAB?5.0版，支持更多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，無(wú)論界面還是功能都較4.x版有長(zhǎng)足進(jìn)展。1999年推出了5.3版，進(jìn)一步改善了MATLAB的功能。

6）2000年10月，MathWorks公司推出了MATLAB?6.0版，該版的推出是MATLAB軟件的一次飛躍，它的可視化界面煥然一新，風(fēng)格更加平易近人，而且還添加了對(duì)JAVA的支持，函數(shù)庫(kù)也進(jìn)一步進(jìn)行了擴(kuò)充，運(yùn)算速度更快、性能更好。2001年6月，MathWorks公司推出了MATLAB?6.1版。2002年8月，MathWorks公司推出了MATLAB?6.5版。

2.MATLAB與控制工程及實(shí)例說明

Nyquist圖和Bode圖是系統(tǒng)頻率特性的兩種重要的圖形表示形式，也是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行頻率特性分析的重要方法。無(wú)論是Nyquist圖還是Bode圖，都非常適于用計(jì)算機(jī)進(jìn)行繪制，Matlab提供了繪制系統(tǒng)頻率特性極坐標(biāo)圖的nyquist函數(shù)和繪制對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖的bode函數(shù)。

24(0.25s+0.5)例如：傳遞函數(shù)為G(s)=的系統(tǒng)的Nyquist圖及Bode圖的求取。

(5s+2)(0.05s+2)1)Matlab文本及Nquist圖形如下：

k=24,nunG1=k*[0.25,0.5];denG1=conv([5 2],[0.05 2]);[re,im]=nyquist(nunG1,denG1);plot(re,im);grid k=24,nunG1=k*[0.25,0.5];denG1=conv([5 2],[0.05 2]);[re,im]=nyquist(nunG1,denG1);plot(re,im);grid

0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2-1.400.511.522.53

2)Matlab文本及Bode圖如下：

k=24;numG1=k*[0.25 0.5];denG1=conv([5 2],[0.05 2]);w=logspace(-2,3,100);bode(numG1,denG1,w);

Bode Diagram100Magnitude(dB)Phase(deg)-10-20-30-400-45-9010-210-1100101102103Frequency(rad/sec)

在MATLAB中，可以用impulse函數(shù)、step函數(shù)和lsim函數(shù)對(duì)線性連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)進(jìn)行仿真計(jì)算。其中impulse函數(shù)用于生成單位脈沖響應(yīng)；step函數(shù)用于生成單位階躍響應(yīng)；lsim函數(shù)用于生成對(duì)任意輸入的時(shí)間響應(yīng)。

例如：已知某高階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

2S2?20S?50G(S)?6 S?15S5?84S4?223S3?309S2?240S?100

求該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)和單位速度響應(yīng)和單位加速度響應(yīng)。

獲得單位脈沖響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形: >> num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> impulse(num,den)

獲得單位階躍響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形： >> num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> step(num,den)

獲得單位速度響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形： >> num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> t=[0:0.01:1];>> u=(t);>> lsim(num,den,u,t)

獲得單位加速度響應(yīng)程序語(yǔ)句及圖形： > num=[2 20 50];>> den=[1 15 84 223 309 240 100];>> t=[0:0.01:1];>> u=(0.5*t.*t);>> lsim(num,den,u,t)

3，總結(jié): MATLAB其實(shí)很簡(jiǎn)單,只有自己親自思考,多動(dòng)手,不怕失敗,我們才能好真正的掌握這門技術(shù).其實(shí)我們學(xué)習(xí)Matlab的時(shí)候不要試著掌握它的每一個(gè)功能，熟悉和你專業(yè)最相關(guān)的部分就可以了.另外我感覺在MATLAB很好玩,從剛開始的什么都不懂到最后自己寫程序并且到處相應(yīng)的結(jié)果,真的是一件很開始的事情.所以說這次學(xué)到了很多有用的東西.

第五篇：移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)-教學(xué)大綱

《 移動(dòng)通信 》課程教學(xué)大綱

一、課程名稱：（移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)）(32學(xué)時(shí)）

二、先修課程： 通信原理、通信網(wǎng)基礎(chǔ)

三、適用專業(yè)：通信工程專業(yè)

四、課程教學(xué)目的

本課程是通信工程本科專業(yè)課。移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域發(fā)展最快、應(yīng)用最廣和最前沿的通信技術(shù)。移動(dòng)通信的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)任何人可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間與其他任何人進(jìn)行任何方式的通信。移動(dòng)通信技術(shù)包括了組網(wǎng)技術(shù)、多址技術(shù)、語(yǔ)音編碼技術(shù)、抗干擾抗衰落技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、交換技術(shù)以及各種接口協(xié)議和網(wǎng)管等等多方面的技術(shù)。因此從某種意義上可以說，移動(dòng)通信系統(tǒng)匯集了當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)各種先進(jìn)的技術(shù)。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解和掌握移動(dòng)通信的基本理論，了解和掌握移動(dòng)通信的發(fā)展、蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本概念、移動(dòng)通信的信道、移動(dòng)通信系統(tǒng)的調(diào)制和抗干擾技術(shù)、語(yǔ)音編碼技術(shù)、移動(dòng)通信中的多址接入、移動(dòng)通信網(wǎng)以及GSM系統(tǒng)、CDMA系統(tǒng)和3G技術(shù)以及未來(lái)無(wú)線通信的發(fā)展等。

五、課程教學(xué)基本要求

1．理解和掌握無(wú)線信道和傳播、傳播損耗模型；

2．掌握移動(dòng)通信中的信源編碼的基本概念和調(diào)制解調(diào)技術(shù)； 3．理解和掌握移動(dòng)通信中的各種抗衰落抗干擾技術(shù)； 4．掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)；

5．掌握GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)、理解GPRS系統(tǒng)的基本原理以及EDGE的基本原理； 6．掌握基于CDMA20001X系統(tǒng)、WCDMA系統(tǒng)和TD－SCDMA系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用； 7．了解未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展。

六、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配（不含實(shí)驗(yàn)）

第一章 概述 1學(xué)時(shí) 第二章 移動(dòng)通信電波傳播環(huán)境與傳播預(yù)測(cè)模型 內(nèi)容： ? ? ? ? ? ? 無(wú)線傳播的特點(diǎn)以及對(duì)無(wú)線通信的影響； 無(wú)線信道的特性，研究方法

無(wú)線信道的分析基礎(chǔ)（分布，特性參數(shù)等）簡(jiǎn)單介紹建模技術(shù)和仿真技術(shù)基礎(chǔ) 介紹常見的幾種傳播預(yù)測(cè)模型 說明應(yīng)用范圍和應(yīng)用方法

4學(xué)時(shí) ? 介紹傳播模型校正方法和校正實(shí)例

第三章 信源編碼和調(diào)制技術(shù) 3學(xué)時(shí)

內(nèi)容： ? 信源編碼技術(shù)的概念 ? 數(shù)字調(diào)制的基本概念與回顧 ? 移動(dòng)通信中對(duì)調(diào)制技術(shù)的特殊要求 ? GMSK調(diào)制技術(shù) ? QPSK調(diào)制技術(shù) ? 高階調(diào)制 ? 多載波調(diào)制 ? OFDM技術(shù)與應(yīng)用

第四章 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 4內(nèi)容： ? 無(wú)線通信中衰落概念回顧和抗衰落的基本概念 ? 分集、合并技術(shù)，瑞克接收機(jī)技術(shù)

? 信道編碼技術(shù)（側(cè)重卷積碼技術(shù)和Turbo碼技術(shù)介紹）? 均衡技術(shù)的原理和維特比均衡的原理 ? 擴(kuò)頻、跳頻技術(shù)抗衰落的基本原理 ? 多天線和空時(shí)編碼

? AMC和HARQ兩種自適應(yīng)鏈路增強(qiáng)技術(shù)的基本原理

第五章 蜂窩組網(wǎng)技術(shù) 5 內(nèi)容： ? 組網(wǎng)概述

? 蜂窩小區(qū)和頻率復(fù)用 ? 切換、位置更新 ? 多址接入

? 碼分多址關(guān)鍵技術(shù)

? 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量分析 ? 功率控制技術(shù) ? 切換、位置更新 ? 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

學(xué)時(shí)

學(xué)時(shí) 第六章 GSM系統(tǒng)和GPRS系統(tǒng) 5學(xué)時(shí)

內(nèi)容： ? 概述

? GSM的業(yè)務(wù)及分類 ? GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? GSM的信道 ? GSM的無(wú)線傳輸 ? GSM的語(yǔ)音處理 ? GSM系統(tǒng)的信令協(xié)議 ? 接續(xù)和移動(dòng)性管理 ? GPRS概述 ? GPRS的業(yè)務(wù) ? GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ? GPRS協(xié)議結(jié)構(gòu)

? GPRS的會(huì)話和移動(dòng)性管理 ? GPRS空中接口介紹

? EDGE技術(shù)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)

第七章 第三代移動(dòng)通信CDMA系統(tǒng)

內(nèi)容： ? 3G概述

? IS－95和CDMA20001X技術(shù) ? WCDMA技術(shù) ? TD－SCDMA技術(shù)

第八章 未來(lái)發(fā)展 2內(nèi)容： ? LTE ,LTE+等的基本概念和技術(shù) ? IMT-advance一些概念 ? 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

期中考試

機(jī)動(dòng)

學(xué)時(shí)

學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

4七、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：移動(dòng)通信的基本理論、技術(shù)；移動(dòng)通信系統(tǒng)的理論和網(wǎng)絡(luò)

難點(diǎn)：移動(dòng)通信無(wú)線傳播理論；抗衰落技術(shù)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和基于CDMA技術(shù)的3G網(wǎng)絡(luò)

八、使用教材及參考書目

教材：移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)，啜鋼、王文博、常永宇、李宗豪.2005.9，北京郵電大學(xué)出版社.參考書目：

1．[美] Theodore S.Rappaport.Wireless communications principles and practice.電子工業(yè)出版社影印版.1998.9 2．郭梯云等.數(shù)字移動(dòng)通信.人民郵電出版社.1995.3 3．啜鋼，王文博，常永宇等 移動(dòng)通信原理與應(yīng)用 北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002 4．吳志忠 移動(dòng)通信無(wú)線傳播 北京：人民郵電出版社，2002 5．楊大成等 移動(dòng)傳播環(huán)境 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 6．許希斌等譯 Jhong Sam Lee Leonard E.Miller 著.CDMA 系統(tǒng)工程手冊(cè).人民郵電出版社.2001.2 7．張平，王衛(wèi)東，陶小峰等編著.WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng).人民郵電出版社.2001.3 8．啜鋼等 CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 9．李建東，楊家瑋 個(gè)人通信.北京：人民郵電出版社，1998 10．Wi1lliam C.Y.Lee 著，宋維模，姜煥成等譯.移動(dòng)通信工程理論和應(yīng)用.北京：人民郵電出版社，2002 11．孫孺石，丁懷元，穆萬(wàn)里，王澤權(quán)著.GSM數(shù)字移動(dòng)通信工程.人民郵電出版社，1996 12．The GSM System for Mobile Communications.Michel Mouly and Marie-Bernadette Pauter, 1992 13．鐘章隊(duì)，蔣文怡，李紅君等編著.GPRS 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù).人民郵電出版社.2001.12 14．楊大成等.cdma2000 1x移動(dòng)通信系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003

執(zhí)筆人: 啜鋼