北京邮电大学通信原理软件实验报告
北邮通信原理软件实验报告

北邮通信原理软件实验报告北邮通信原理软件实验报告通信原理软实验实验报告学院:信息与通信工程学院班级:@@@@@@@@@@姓名:execf2t.sci;fs=800;//采样速率T=200;//截短时间N=T*fs;//采样点数dt=1/fs;//时域采样间隔t=[-T/2:dt:T/2-dt];//时域采样点df=1/T;//频域采样间隔f=[-fs/2:df:fs/2-df];//频域采样点数fm1=1;//待观测正弦波频率,单位KHz,下同fm2=0.5; //待观测余弦波频率fc=20;//载波频率//以上为初始化参数设置m1=sin((2*%pi)*fm1*t);//待观测正弦波部分M1=t2f(m1,fs);//傅里叶变换MH1=-%i*sign(f).*M1;//希尔伯特变换mh1=real(f2t(MH1,fs));//希尔伯特反变换m2=2*cos((2*%pi)*fm2*t);//待观测余弦波部分M2=t2f(m2,fs);//傅里叶变换MH2=-%i*sign(f).*M2;//希尔伯特变换mh2=real(f2t(MH2,fs));//希尔伯特反变换s1=(1+(m1+m2)/abs(max(m1+m2))).*cos((2*%pi)*fc*t); //AM信号时域表达式S1=t2f(s1,fs);//AM信号频域表达式s2=(m1+m2).*cos((2*%pi)*fc*t);//DSB-SC信号时域表达式S2=t2f(s2,fs);//DSB-SC信号频域表达式s3=(m1+m2).*cos((2*%pi)*fc*t)-(mh1+mh2).*sin((2*%pi)*fc*t);//SSB信号时域表达式,以上边带为例S3=t2f(s3,fs);//SSB信号上边带频域表达式//以上是仿真计算部分//以下为绘图部分//AM信号xset(window,1)plot(f,abs(S1))title(AM信号频谱)xlabel(f)ylabel(S(f))mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S1))]); xset( window,2)plot(t,s1)title(AM信号波形)xlabel(t)ylabel(s(t))mtlb_axis([-3,3,-3,3]);//DSB-SC信号window,3)plot(f,abs(S2))title(DSB-SC信号频谱)xlabel(f)ylabel(S(f))mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S2))]); xset( window,4)plot(t,s2)title(DSB-SC信号波形)xlabel(t)s(t))mtlb_axis([-1,4,-3,3]);//SSB信号(以上边带为例)xset(window,5)plot(f,abs(S3))title(SSB信号频谱)xlabel(f)ylabel(S(f))mtlb_axis([-25,25,0,max(abs(S3))]) xset(window,6)plot(t,s3)title(SSB信号波形)xlabel(t)ylabel(s(t))mtlb_axis([0,6,-3,3]) 2、产生的波形图:1)AM信号:2)AM信号频谱:3)DSB-SC信号:4)DSB-SC信号的频谱:5)SSB信号波形:6)SSB信号频谱:3、实验心得:做这个实验时的我的理论知识已经准备得比较充分了,所以难点主要在编程方面。
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3、实验模块连接图
图三模块连接图
各个模块参数设置:
模块
参数
PN序列发生器
幅度1V,频率10HZ,维度2
延时器
0.77Sec
图十滤波器阶数不足时的波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,由于采样频率接近于2fm,所以当滤波器的带外特性不好,衰减过慢的时候,高频的信号不能保证完全滤除。这时候恢复的信号也是失真的。(原信号的最高频率 =14hz)
图九抽样脉冲的脉宽加大后波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,抽样序列的脉宽过大时,会导致采样信号的时间离散型不好,但是根据新的这样的采样信号,还是可以恢复出原信号的。(原信号的最高频率 =14hz)
(5)当抽样频率为30hz,低通滤波器的阶数降低(降低到2阶)
根据以上实验结果,我们可知,当 (本处为略大于)时,可以由抽样序列唯一的恢复原信号。(原信号的最高频率 =14hz)
(2)当抽样频率为40hz, 时
图七采样频率为40hz波形图
图中,最上方波形为加法器的输出波形,中间波形为低通滤波器的输出波形,下方波形为乘法器的输出波形。
根据以上实验结果,我们可知,当 时,可以由抽样序列唯一的恢复原信号。(原信号的最高频率 =14hz)
五、实验讨论
从实验结果可以看出,抽样频率为30hz,原信号的频率为14hz,满足抽样定理。抽样后的信号通过低通滤波器后,恢复出的信号波形与原基带信号相同,可以无失真的恢复原信号。
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实验八:一、实验目的假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz,请仿真出AM,DSB-SC、SSB信号,观察已调信号的波形和频谱。
二、实验模型基带信号m(t)可以分成两个信号的叠加,分别记为m1(t),m2(t)。
借助公式s DSB-SC=m(t)cos(2*pi*fc*t),S AM=(1+m(t))cos(2*pi*fc*t),s SSB=m(t)cos(2*pi*fc*t)+H[m(t)]sin(2*pi*fc*t)分别仿真出m1(t)和m2(t)的信号波形,然后叠加便可以得到m(t)的波形和频谱三、仿真设计设计程序时先确定采样点、采样频率,然后分别表示出m1(t)和m2(t)的表达式,然后表示出后面仿真SSB信号所需要的两个信号的希尔伯特变换表达式。
其中表示希尔伯特变换时,采用的方法是先表示出频域的形式MH1和MH2,然后再傅里叶反变换得出对应的mh1和mh2。
对应代码如下:m1=sin(2*pi*fm1*t);M1=t2f(m1,fs);MH1=-j*sign(f).*M1;mh1=real(f2t(MH1,fs));m2(t)信号做相同的处理。
处理完信号后,就利用上述的三个公式,表示出AM、DSB-SC和SSB信号s1、s2和s3和其对应傅里叶变换得到其频谱S1 、S2、S3。
为了方便实验结果的观察与对比,将这三组图处理在一张图内,利用的函数是subplot。
四、实验结果五、分析讨论由实验结果可见,AM与DSB-SC相比,频谱多了一个离散的大载波直流分量,而且DSB-SC信号波形会有相位翻转的现象出现;而DSB-SC和SSB相比,SSB信号的频谱是DSB-SC的一个边带,本实验中采用的上边带滤波。
可见实验结果与理论结果是相一致的。
六、思考题1.如何仿真VSB系统?答:将残留边带滤波器用M文件实现,然后当做函数使用,在程序中调用。
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北京邮电大学通信原理实验报告学院:信息与通信工程学院班级:姓名:姓名:实验一:双边带抑制载波调幅(DSB-SC AM)一、实验目的1、了解DSB-SC AM 信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。
2、了解DSB-SC AM 信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。
3、了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。
4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。
二、实验原理DSB 信号的时域表达式为()()cos DSB c s t m t tω=频域表达式为1()[()()]2DSB c c S M M ωωωωω=-++其波形和频谱如下图所示DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号,其频谱不包含离散的载波分量。
DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。
为了能在接收端获取载波,一种方法是在发送端加导频,如上图所示。
收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。
此锁相环必须是窄带锁相,仅用来跟踪导频信号。
在锁相环锁定时,VCO输出信号sin(2πf c t+φ)与输入的导频信号cos(2πf c t)的频率相同,但二者的相位差为(φ+90°),其中很小。
锁相环中乘法器的两个输入信号分别为发来的信号s(t)(已调信号加导频)与锁相环中VCO的输出信号,二者相乘得到[A C m(t)cos(2πf c t)+A p cos(2πf c t)]∙sin(2πf c t+φ)=A c2m(t)[sinφ+sin(4πf c t+φ)]+A p2[sinφ+sin(4πf c t+φ)]在锁相环中的LPF带宽窄,能通过A p2sinφ分量,滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量,因为很小,所以约等于。
LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。
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通信原理软件实验报告学院:信息与通信工程学院班级:一、通信原理Matlab仿真实验实验八一、实验内容假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz,请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号,观察已调信号的波形和频谱。
二、实验原理1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到,其表达式及时间波形图为:应当注意的是,m(t)的绝对值必须小于等于1,否则会出现下图的过调制:AM信号的频谱特性如下图所示:由图可以发现,AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2、双边带抑制载波调幅(DSB—SC AM)信号的产生双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到,如图所示:m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示:若调制信号m(t)是确定的,其相应的傅立叶频谱为M(f),载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到,因此经过调制之后,基带信号的频谱被搬移到了载频fc处,若模拟基带信号带宽为W,则调制信号带宽为2W,并且频谱中不含有离散的载频分量,只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。
3、单边带条幅SSB信号双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。
从信息论关点开看,此双边带是有剩余度的,因而只要利用双边带中的任一边带来传输,仍能在接收机解调出原基带信号,这样可减少传送已调信号的信道带宽。
单边带条幅SSB AM信号的其表达式:或其频谱图为:三、仿真设计1、流程图:Array2、实验结果&分析讨论实验仿真结果从上至下依次是AM信号、DSB信号、SSB信号。
从仿真结果看,AM调制信号包络清晰,可利用包络检波恢复原信号,接收设备较为简单。
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北邮通信原理软件实验报告北邮通信原理软件实验报告一、实验目的本次实验旨在加深对通信原理知识的理解,并通过实际操作掌握常用通信原理技术。
二、实验内容及原理本次实验分为三项实验内容:1、FSK解调实验FSK是一种通信调制技术,在数字信号传输领域中比较常用。
FSK解调实验中,我们使用MATLAB软件编写程序,模拟FSK解调过程,了解解调过程中的基本原理。
FSK是通过改变载波频率来传输信息的调制技术。
在数字信号的传输中,我们一般将数字信号分为两种,0和1,然后分别将它们对应到两个频率上,再将这两个频率进行交错发送,接收方通过检测频率的变化来判断发送方的信息。
在FSK解调实验中,我们使用的解调技术是匹配滤波器法。
解调的过程是将接收到的信号经过低通滤波器,合并成一个信号。
2、QAM解调实验QAM是一种把两路模拟信号叠加的数字调制技术,它是组合了ASK和PSK的数字传输技术。
QAM解调实验中,通过MATLAB软件仿真的方法,模拟QAM解调过程,了解解调过程中的基本原理。
QAM技术是将两路数模合成的模拟信号进行数字化处理,将两路模拟信号进行分别调制成两个独立的数字信号,然后将这两个数字信号通过载波同步合成一个数字信号进行传输。
在QAM解调实验中,我们使用的解调技术是相干解调。
解调的过程是将接收到的信号经过相干解调器解调,得到原始的时域信号,然后通过低通滤波器进行滤波。
3、OFDM调试实验OFDM技术是目前广泛应用于高速数据传输的一种技术,它是通过将信号分成多个子载波进行传输,提高频率利用率,并实现抗多径衰落的效果。
OFDM调试实验中,我们通过软件界面和Matlab代码相结合,模拟OFDM调制和解调过程,了解其中的基本原理。
OFDM技术是通过将原始信号分成多个子信道,每个子信道独立传输,最终将其合并成整个信号。
因此,在OFDM模式下,每个子信道的公共频率就成为可利用的带宽,提高了传输率并减少了所需的带宽。
在OFDM调试实验中,我们使用了MATLAB软件进行调制和解调。
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对s(t)的解决方法:我们把按区间截短为,再对 sT (t) 按时间间隔均匀取样得到个样
值。仿真时我们用这个样值集合来表示信号。这样,将会出现一系列新的问题,现在从频 域分析其频谱的变化。显然反映了仿真系统对信号波形的分辨率,越小则仿真的精确度越 高。据通信原理所学,信号被取样以后的频谱是频率的周期函数,其重将(-inf, inf)截短 为[-T/2,T/2],再将[-T/2,T/2]的信号均匀采样,采样点数为N=T/dt
下面我们看看时域取样点数和频域取样点数的关系:
时域取样点数:
将T
=
1 ∆f
带入Nt
=
T ∆t
,
得Nt
=
1 ∆t∆f
频域取样点数:
将 Bs
=
1 2∆t
带入N
f
= 2Bs , ∆f
得N f
=
1 ∆t∆f
所以,时域取样点数与频域取样点数取值相同,这样就可以保证连续时间信号及连续 频率信号均不出现重叠失真。
来产生白高斯噪声。设仿真系统的取样点数是N,系统带宽为 ,矢量x=n0*Bs*randn(1,N) 的总功率为n0*Bs,最高频率分量为Bs,并且各样点的值互不相关,故它代表双边功率谱 密度为 的白噪声。 4.随机码序列的产生 语句round(rand(1,M))产生M个取值1、0等概的随机码。函数round表示四舍五入。函数 rand产生均匀分布于区间 的随机数。 语句sign(randn(1,M))产生M个取值 1等概的随机码。函数sign(x)对矢量x的元素取正负 号,而高斯数randn取正负值的概率是相等的. 5.数字基带传输系统
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第二学期《通信原理软件》实验报告专业班级姓名学号开课系室报告日期目录实验一声音播放和滤波 (6)实验二时域仿真精度分析 (17)实验三频域仿真精度分析 (21)实验四噪声产生 (27)实验五取样和重建 (37)实验八抑制双边带的调制与解调 (46)实验十二ASK调制与解调 (53)综合实验数字基带系统仿真 (61)实验一 声音播放和滤波实验目的掌握声音播放模块,FIR 滤波器的使用方法。
深入理解频率的大小如何影响声音的变化,FIR 滤波器的特性和模块各参数的作用。
主要功能:利用FIR 滤波器实现对声音信号中某些频率的滤除,频带内的信号分量通过,频带外的滤除,来观察声音的变化。
实验原理声音频率的大小影响声音的音调,即频率越高我们听到的声音越尖,频率越低听到的声音越低沉;因此设置声音信号的频率为不同的频率时,我们可以通过声音播放器发出的声音感知声音音调的变化。
FIR 滤波器又名为有限冲激响应滤波器,利用离散时间系统的特性来对输入信号的波形或频谱进行加工处理,本实验中即利用该滤波器实现对声音信号中某些频率的滤除,频带内的信号分量通过,频带外的滤除,来观察声音的变化。
10||2,111()1cos ,||22220,1||2ss s s r s s s s a f T T T T a a a H f f f T T T a f T πα-≤≤⎧⎪⎧⎫⎡⎤⎛⎫--+⎪⎪⎪=+-≤≤⎨⎨⎬⎢⎥ ⎪⎝⎭⎪⎪⎣⎦⎪⎩⎭⎪+⎩> 下图所示是满足上式的理想的FIR 滤波器的时域冲激响应和传递函数。
声音播放和滤波系统框图如图1.1所示:图1.1 声音播放和滤波系统框图实验方案所需元件:●正弦波发生器(sinusoid generator)(两个,①产生频率为200Hz的正弦波,②频率为800Hz的正弦波)●音频播放模块(Play sound,选自Scicom_sinks元件库)●触发时钟(CLOCK_c)●FIR滤波器(FIR Filter,选自Scicom_Filter原件库)●频谱示波器模块(FFT,选自Scicom_sinks元件库)具体步骤如下:将正弦波发生器、音频播放模块、触发时钟、频谱示波器模块按下图连接:打开Diagram菜单栏中的Context输入框,输入下图内容:设置正弦波模块,产生频率为200Hz的信号,设置Play sound模块的参数。
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北京邮电大学实验报告题目:基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告实验一:验证抽样定理一、实验目的1、掌握抽样定理2. 通过时域频域波形分析系统性能二、实验原理低通滤波器频率与m(t)相同三、实验步骤1. 要求三个基带信号相加后抽样,然后通过低通滤波器恢复出原信号。
2. 连接各模块完成系统,同时在必要输出端设置观察窗。
3. 设置各模块参数。
三个基带信号的频率从上到下分别设置为10hz、12hz、14hz。
抽样信号频率设置为28hz,即2*14hz。
(由抽样定理知,)将低通滤波器频率设置为14hz,则将恢复第三个信号(其频率为14hz)进行系统定时设置,起始时间设为0,终止时间设为1s.抽样率设为1khz。
3.观察基带信号、抽样后的信号、最终恢复的信号波形四、实验结果最上面的图为原基带信号波形,中间图为最终恢复的信号波形,最下面的图为抽样后的信号波形。
五、实验讨论从实验结果可以看出,正如前面实验原理所述,满足抽样定理的理想抽样应该使抽样后的波形图如同冲激信号,且其包络图形为原基带信号波形图。
抽样后的信号通过低通滤波器后,恢复出的信号波形与原基带信号相同。
由此可知,如果每秒对基带模拟信号均匀抽样不少于2次,则所得样值序列含有原基带信号的全部信息,从该样值序列可以无失真地恢复成原来的基带信号。
讨论:若抽样速率少于每秒2次,会出现什么情况?答:会产生失真,这种失真被称为混叠失真。
六、实验建议、意见增加改变抽样率的步骤,观察是否产生失真。
实验二:奈奎斯特第一准则一、实验目的(1)理解无码间干扰数字基带信号的传输;(2)掌握升余弦滚降滤波器的特性;(3)通过时域、频域波形分析系统性能。
二、实验原理在现代通信系统中,码元是按照一定的间隔发送的,接收端只要能够正确地恢复出幅度序列,就能够无误地恢复传送的信号。
因此,只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真,而不必追求整个波形不变。
奈奎斯特准则提出:只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变,即使其波形已经发生了变化,也能够在抽样判决后恢复原始的信号,因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。
奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个传送过程传递函数满足:,其充分必要条件是x(t)的傅氏变换X ( f )必须满足奈奎斯特准则还指出了信道带宽与码速率的基本关系。
即RB =1/TB=2ƒN=2BN。
式中Rb 为传码率,单位为比特/每秒(bps)。
fN和BN分别为理想信道的低通截止频率和奈奎斯特带宽。
上式说明了理想信道的频带利用率为RB /BN=2。
在实际应用中,理想低通滤波器是不可能实现的,升余弦滤波器是在实际中满足无码间干扰传输的充要条件,已获得广泛应用的滤波器。
升余弦滤波器的带宽为:。
其中,α为滚降系数,0 ≤α≤1,三、实验步骤1.根据奈奎斯特准则,设计实现验证奈奎斯特第一准则的仿真系统,同时在必要输出端设置观察窗。
设计图如下2.设置各模块参数:3.图形编号功能参数Token2 基带信号-PN序列幅度Amp = 1 v;信息速率Rate = 10Hz 维数Levels = 2;相位Phase = 0 degToken 3 延时器延时Delay=0.460 secToken4 升余弦滤波器带宽Symbol Rate = 100 Hz升余弦系数Roll-Off Factor = 0Token9 LowPassFIR理想信道带宽Fc = 5 Hz;(是基带信号频率10hz 的一半,正是传输信号的奈奎斯特带宽。
)Token14 高斯噪声方差Std Dev = 0 v;均值Mean = 0 v;Token10 采样采样速率Rate=1KHzToken11 判决Gate Delay=0sec ,Threshold=0V,TRUEOUTPUT=1V,FALSE OUTPUT=-1V4.在信道带宽一定的条件下,首先在无噪声的情况下,分别观察输入信号与输出信号特性。
5.在信道带宽一定的条件下,逐渐加入噪声,观察输入信号、输出信号波形;6.在信道带宽一定的条件下,将输入信号的传输速率增大一倍,为20hz,观察输入信号、输出信号波形;7.将滚降系数改为1,观察输入信号、输出信号波形四、实验结果以下各图黄线为输入信号,绿线为输出信号1.在信道带宽一定的条件下,首先在无噪声的情况下,分别观察输入信号与输出信号特性。
发现输入信号与输出信号波形基本一致,验证了奈奎斯特第一准则。
2.在信道带宽一定的条件下,逐渐加入噪声,观察输入信号、输出信号波形;1)噪声标准差为1v时2)噪声标准差为2v3)噪声标准差为3v4)噪声标准差为5v由以上各图可知,加入噪声幅度较小时,仍能正常传输。
当加入噪声幅度较大时,可观察到明显的码间干扰,输出波形与输入波形不一致。
3.在信道带宽一定的条件下,将输入信号的传输速率增大一倍,为20hz,观察输入信号、输出信号波形;此时信道带宽不满足奈奎斯特带宽,输出波形与输入波形明显不一致4.将滚降系数改为1,观察输入信号、输出信号波形输出波形变化不大,与输入波形仍然基本一致。
五、实验讨论改变滚降系数对输出波形的影响?答:当α=0时,就是理想奈奎斯特滤波器,此时的传输带宽是理想奈奎斯特滤波器的最小带宽,但当α>0时,系统传输带宽就超过了奈奎斯特最小带宽,这时码率速率 Rs 就小于 2 倍带宽,如果解调器在每个码元间隔内仅做一次采样,那么会因为采样点太少而不能可靠恢复模拟波形,产生失真。
但是数字通信系统不需要恢复模拟波形,只需要在取样时刻无码间串扰就行,而升余弦系列滤波器在取样时刻具有无码间串扰特性。
因此,仍符合奈奎斯特第一准则,(即实验中改变滚降系数对波形影响不大),它所实现的频谱效率要比理论最高效率下降一个滚降系数α倍。
六、实验建议、意见在改变滚降系数的情况下,增加对改变噪声、改变信号传输速率情况的检验。
实验三:16QAM调制与解调一、实验目的1 掌握正交幅度调制的基本原理;2 掌握正交幅度相干解调的原理3 通过时域、频域波形以及信号的星座图分析系统性能。
二、实验原理1.MQAM 的调制原理输入的二进制序列经过串并变换器,输出为速率减半的两路并行序列,再分别经过2 电平到L 电平的变换,形成L 电平的基带信号,再分别对同相载波和正交相乘,最后将两路信号相加,得到MQAM 信号2. MQAM 信号的解调原理MQAM 信号采用正交相干解调方法。
解调器的输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后,经低通滤波器输出两路多电平基带信号。
多电平判决器对多电平基带信号进行判决,再经并串变换器输出。
MQAM 的解调原理框图,如图。
三、实验步骤1. 设计仿真系统2. 设置各模块参数信号源参数设置:基带信号码元速率设为10Hz,这里省去了2-4电平转换电路,载频设为100Hz。
图形编号功能参数Token0 Token1 基带信号-PN序列幅度Amp = 1 v;信息速率Rate = 10Hz维数Levels = 4;相位Phase = 0 degToken 3 Token 15 载波幅度Amp = 1 v(0-p);频率Freq = 100 Hz;相位Phase = 0 deg,Token11、12 Butterworth Lowpass IIR;相干解调带宽Fc=10Hz;Token5 高斯噪声方差Std Dev = 0 v;均值Mean = 0 v;Token10 采样采样速率Rate=1KHzToken11 判决Gate Delay=0sec ,Threshold=0V,TRUEOUTPUT=1V,FALSE OUTPUT=-1V3. 仿真,观察波形信号、16QAM星座图、眼图4. 无噪声情况下增加低通滤波器的带宽,观察波形信号、16QAM星座图、眼图5. 将高斯噪声标准差增大为1v,然后逐渐增大低通滤波器带宽,观察波形信号、16QAM星座图、眼图四、实验结果1. 16QAM星座图从上图可以清晰地看到16个点。
眼图2.无噪声情况下增加低通滤波器的带宽⑴带宽增大为原来的2倍,为20hz 16QAM星座图眼图⑵无噪声,带宽为原来的5倍,为50hz16QAM星座图眼图对比以上无噪声时不同带宽情况下的星座图,可以发现当滤波器带宽增大时,各个点之间的分界会变得比较模糊,即码间干扰增大。
带从眼图的对比中也能发现,随着滤波器带宽的增大,眼睛闭合地越严重,说明码间干扰增大。
3.将高斯噪声标准差增大为1v,然后逐渐增大低通滤波器带宽⑴带宽不变16QAM星座图与没有噪声时对比,星座图稍有模糊,但是十六个点的位置仍很明确。
眼图⑶带宽增大为原来的2倍,为20hz16QAM星座图眼图⑷带宽增大为原来的5倍,为50hz16QAM星座图眼图从以上图的对比可知,同等带宽下,增大噪声时,带宽越大星座图变化的越明显。
同等噪声下,增大带宽时,带宽越接近基带信号速率,抗噪性越好。
五、实验讨论为什么低通滤波器带宽要设成跟基带信号速率相近?答:这样可以滤除噪声,只允许信号的主瓣通过六、实验建议、意见应增加对不同噪声下星座图变化的检测。
实验四:二进制移相键控一、实验目的(1)掌握BPSK 调制的基本原理;(2)掌握BPSK 解调的方法、基本原理;(3)掌握载波同步的原理;(4)通过时域、频域波形分析系统性能。
二、实验原理二进制移相键控(2PSK)是利用载波的相位来携带二进制信息的调制方式,通常用和分别代表0 和1。
(1)调制原理时域表达式为:其中{}为双极性二进制数字序列,{+1, −1};为二进制符合间隔;为基带发送成形滤波器的冲激响应,设A =1。
2PSK 信号的产生框图(2)解调原理2PSK 信号的幅度是恒定的,已调信号中含有相位信息,因此需要采用相干解调。
其解调原理框图如图(3)载波同步2PSK 信号的功率谱中没有离散的载波分量,所以在2PSK 相干解调恢复载波时,不能直接用窄带滤波器来提取载波,需要将2PSK 信号经过非线性变换来产生离散的载波分量。
科斯塔斯环法如图。
三、实验步骤1. 根据调制解调原理,设计实现二进制移相键控调制解调通信系统。
框图如下:2.设定符号0 二进制仿真信源:source: PN Seq 幅度1V,频率10Hz;3. 设定符号1 载波信号:source: Sinusoid 幅度1V,频率50Hz;4. 连接各模块完成调制系统,同时在必要输出端设置观察窗;5. SystemView 仿真系统的系统定时设置:起始时间(StartTime)、终止时间(Stop Time)、采样间隔(Time Spacing)、采样数目(No. of Samples)、频率分辨率(Freq.Res.)等。
(注意设置合理的采样频率);6. 观察基带信号、载波和调制信号的时域、频域波形。