通信原理概论实验 数字调制系统——二进制数字调制、多进制数字调制

《通信原理概论实验》实验报告

班级：计科101 学号：

姓名：日期：2013年5月21日

实验序号：实验三

实验名称：

数字调制系统—二进制数字调制

实验目的：

（1）使用MATLAB产生三种基本的二进制数字调制信号。

（2）通过实验进一步熟悉和掌握二进制数字调制的基本原理。

实验要求：

请按照本实验说明的实验内容部分的信息独立完成本实验，并提交实验报告，实验报告请参照实验报告模板的格式。

实验内容：

1.参考第4次和第5次实验的相关代码，编制一个函数ASK，用于对任意的二进制序列产生对应的2ASK信号。

提示：本程序的代码结构和前两次实验大体相同，可在原来的程序基础上修改得到。首先要有一个输入序列，然后依次处理该序列中的每一个符号。对于2ASK 来说，如果对应符号1，则输出载波，否者输出0。输出载波的代码片段为：

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

注意：

（1）fc是载波的频率（因此之前需要定义一个fc），如果fc=1，则一个二进制符号调制后输出1个周期的正弦波，如果fc=2，则输出2个周期的正弦波，等等。

（2）该函数编制好后，在MATLAB的命令窗口输入：

x=[1 1 1 0 1 0 1 0 1 ]; %这个二进制序列可以任意修改

ASK(x) %执行函数，输出显示对应的2ASK信号

（3）程序最后一行使用：axis([0,i,-1.1,1.1]); 控制显示的刻度范围。

显示结果：

2.修改程序，编制一个函数FSK，用于对任意的二进制序列产生对应的2FSK 信号。（注意：要求本题目用两种方法实现：

（1）直接根据是符号0还是符号1，输出不同的载波。输出载波的方法同上，但注意要有两种不同频率的载波。

（2）将FSK分解为两路不同的ASK信号之和，分别求得两路ASK，然后相加得到FSK。注意两路ASK对应的二进制序列正好相反。）

function y=FSK(x)

%输入x为二进制码，输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

fc=1;

fc1=2;

for i=1:length(x) %计算机码元的值

if x(i)==1

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

else

for j=1:t0 %如果输入信息为1，码元对应的点值取1

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc1*j/t0);

end;

end

end

N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,i,-1.1,1.1]);

title('FSK');

显示结果

3.修改程序，编制一个函数PSK，用于对任意的二进制序列产生对应的2PSK信号。（注意：PSK信号的产生应该有一个前提规定，即什么样的波形表示0，什么样的波形表示1，请在程序中用注释说明这一点。）

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0); %该波形表示0

y((i-1)*t0+j)=-sin(2*pi*fc*j/t0); %该波形表示1

显示结果：

4.修改程序，编制一个函数DPSK，用于对任意的二进制序列产生对应的2DPSK 信号。（注意：要求本题目用两种方法实现：

（1）直接根据是符号0还是符号1，输出DPSK波形。

（2）将原始二进制序列的绝对码变换成相对码后，再进行绝对移相得到DPSK 信号。不管用哪种方法，均需要有一个前提规定，即什么样的相位差对应什么符号，请在程序中用注释说明这一点。）

function y=DPSK(x)

%输入x为二进制码，输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

fc=1; %初始频率

p1=1; %始初为sin，且遇到符号0变化，1不变化

for i=1:length(x) %计算机码元的值

if x(i)==1

if p1==1

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

p1=1;

else

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=-sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

p1=0;

end;

else

if p1==1

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=-sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

p1=0;

else

for j=1:t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

p1=1;

end;

end

end

N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,i,-1.1,1.1]); title('DPSK');

实验名称：

数字调制系统—多进制数字调制

实验目的：

（1）使用MATLAB产生多进制数字调制信号。

（2）通过实验进一步熟悉和掌握多进制数字调制的基本原理。

实验要求：

请按照本实验说明的实验内容部分的信息独立完成本实验，并提交实验报告，实验报告请参照实验报告模板的格式。

实验内容：

1.参考第6次实验的相关代码，编制一个函数MASK，用于对任意的二进制序

列产生对应的MASK信号（如M=4）。

提示：需要将原始的序列分成每两位为1组，按照特定组合来决定输出的载波的振幅。

注意：程序中用axis函数来控制好显示的刻度范围。

代码：

输入值为x=[1 1 0 1 1 0 0 0];

function y=MASK(x)

%输入x为二进制码，输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

fc=1; %初始频率

for i=1:2:length(x)-1 %计算机码元的值

if x(i)==1 & x(i+1)==1 %遇到分组11

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=3*sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

end;

if x(i)==1 & x(i+1)==0 %遇到分组10

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=2*sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

end;

if x(i)==0 & x(i+1)==1 %遇到分组01

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

end;

if x(i)==0 & x(i+1)==0 %遇到分组00

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=0;

end;

end;

end;

N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,length(x),-3.1,3.1]);

title('MASK');

显示结果：

2.修改程序，编制一个函数MFSK，用于对任意的二进制序列产生对应的MFSK

信号（如M=4）。

function y=MFSK(x)

%输入x为二进制码，输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

fc=1; %11时初始频率

fc1=2; %10时初始频率

fc2=3; %01时初始频率

fc3=4; %00时初始频率

for i=1:2:length(x)-1 %计算机码元的值

if x(i)==1 & x(i+1)==1 %遇到分组11 for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0);

end;

end;

if x(i)==1 & x(i+1)==0 %遇到分组10

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc1*j/t0);

end;

end;

if x(i)==0 & x(i+1)==1 %遇到分组01

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc2*j/t0);

end;

end;

if x(i)==0 & x(i+1)==0 %遇到分组00

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc3*j/t0);

end;

end;

end;

N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,length(x),-1.1,1.1]);

title('MFSK');

显示结果：

3.修改程序，编制一个函数QPSK，用于对任意的二进制序列产生对应的QPSK

信号（M=4的MPSK信号），假设使用0o、90o、180o、270o 4种相位，事先先确定好相位和二进制代码组合的对应关系，请在程序中用注释说明这一点。输入值为：x=[1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 ]；

function y=QPSK(x)

%输入x为二进制码，输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

fc=1; %初始频率

for i=1:2:length(x)-1 %计算机码元的值

if x(i)==1 & x(i+1)==1 %遇到分组11

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0+1.5*pi); %遇到11分组，初始相位为270°

end;

end;

if x(i)==1 & x(i+1)==0 %遇到分组10

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0+pi); %遇到10分组，初始相位为180°

end;

end;

if x(i)==0 & x(i+1)==1 %遇到分组01

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0+pi/2); %遇到01分组，初始相位为90°

end;

end;

if x(i)==0 & x(i+1)==0 %遇到分组00

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0); %遇到00分组，初始相位为0°

end;

end;

end;

N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,length(x),-1.1,1.1]);

title('QPSK');

显示结果：

4.修改程序，编制一个函数QDPSK，用于对任意的二进制序列产生对应的

QDPSK信号（M=4的MDPSK信号），假设使用0o、90o、180o、270o 4种相位差，事先先确定好相位差和二进制代码组合的对应关系，请在程序中用注释说明这一点。

代码实现：

function y=QDPSK(x)

%输入x为二进制码，输出y为编好的码

t0=200; %每个码元200个点

t=0:1/t0:length(x); %时间序列

fc=1; %初始频率

p=0; %初始相位为0°

for i=1:2:length(x)-1 %计算机码元的值

if x(i)==1 & x(i+1)==1 %遇到分组11

p=p+1.5*pi;

p=mod(p,2*pi);

end

if x(i)==1 & x(i+1)==0 %遇到分组为10

p=p+pi;

p=mod(p,2*pi);

end

if x(i)==0 & x(i+1)==1 %遇到分组为01

p=p+0.5*pi;

p=mod(p,2*pi);

end

if x(i)==0 & x(i+1)==0 %遇到分组为10

p=mod(p,2*pi);

end

for j=1:2*t0

y((i-1)*t0+j)=sin(2*pi*fc*j/t0+p); %遇到11分组，移动相位为270°end;

end;

N=length(y);

temp=y(N);

y=[y,temp];

plot(t,y);

axis([0,length(x),-1.1,1.1]);

title('QDPSK');

显示结果：