北邮-通原软件实验报告-16QAM
北邮通信原理实验报告完整
北京邮电大学通信原理课程实验实验报告学院：电子工程学院专业：电子信息科学与技术班级：2010211203班学号：姓名：2013年6月3日实验二抑制载波双边带的产生一、实验目的1.了解抑制载波双边带(SC-DSB)调制器的基本原理。
2.测试SC-DSB 调制器的特性。
二、实验步骤1.将TIMS 系统中的音频振荡器(Audio Oscillator)、主振荡器(Master Signals)、缓冲放大器(Buffer Amplifiers)和乘法器(Multiplier)按下图连接。
图1 实验连接图方式一2.用频率计来调整音频振荡器，使其输出为1kHz 作为调制信号，并调整冲放大器的K1,使其输出到乘法器的电压振幅为1V。
3.调整缓冲放大器的K2，使主振荡器输至乘法器的电压为1V 作为载波号。
4.测量乘法器的输出电压，并绘制其波形。
如下图2所示。
图2 乘法器输出电压波形5.调整音频振荡器的输出，重复步骤4。
如下图3所示。
图3 调整后输出波形6.将电压控制振荡器（VCO）模快和可调低通滤波器（Tuneable LPF）模块按下图4连接。
图4 实验连接图方式二7.VCO 得频率选择开关器至于“LO”状态下，调整VCO 的Vin（控制电压DC －3V~3V ）使VCO 的输出频率为10kHZ。
8.将可调低通滤波器的频率范围选择范围至“wide”状态，并将频率调整至最大，此时截至频率大约在12kHz 左右。
LPF 截止频率最大的时候输出如图5所示。
图5 截止频率最大时输出9．将可调低通滤波器的输出端连接至频率计，其读数除360 就为LPF 的3dB 截止频率。
10．降低可调LPF 的截止频率，使SC-DSB 信号刚好完全通过低通滤波器，记录此频率（fh=fc+F）。
11．再降低3dB 截止频率，至刚好只有单一频率的正弦波通过低通滤波器，记录频率（fl=fc-F）只通过单一频率的LPF 输出如图6所示。
图6 单一低通滤波器输出12．变化音频振荡器输出为频率为800Hz、500Hz，重复步骤10、11，得到的波形如图7和8所示。
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。
北邮通信原理实验报告
北邮通信原理实验报告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 t ω=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。
北邮通信原理软软件实验报告
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。
北京邮电大学通信原理硬件实验报告
北京邮电大学通信原理硬件实验报告通信系统仿真实践实验报告北京邮电大学实验报告题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告班级： 2021211127 专业：信息工程姓名：成绩：通信系统仿真实践实验报告实验三简单基带传输系统一、实验目的和要求目的：熟悉系统仿真软件systemview，掌握观察系统时域波形，特别是眼图的操作方法。
要求：自己构建一个简单的基带传输系统，进行系统性能的测试。
二、实验原理和内容实验内容：构造一个简单示意性基带传输系统。
以双极性 PN码发生器模拟一个数据信源，码速率为100bit/s，低通型信道噪声为加性高斯噪声（标准差＝0.3v）。
要求：1．观测接收输入和滤波输出的时域波形； 2．观测接收滤波器输出的眼图。
实验原理：简单的基带传输系统原理框图如下，该系统并不是无码间干扰设计的，为使基带信号能量更为集中，形成滤波器采用高斯滤波器。
高斯噪声源系统框图PN码发生器形成滤波器低通抽样判决三、主要仪器设备计算机、SystemView仿真软件四、实验步骤与操作方法第1步：进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数: ①运行时间：Start Time: 0秒； Stop Time: 0.5秒；②采样频率：Sample Rate：10000Hz。
第2步：调用图符块创建仿真分析系统,各模块参数如下：编号 0 图符块属性Source 类型 PN Seq 参数 Amp=1v,Offset=0v,Rate=100Hz,Levels=2, 通信系统仿真实践实验报告Phase=0 deg 1 Comm Pulse Shape Gaussian,Time 2 3 4 Adder Source Operator -- Gauss Noise Linear Sys Offset=0 sec,Pulse Width=0.01 sec, Std Dev=0.0005v. -- Std Dev=0.3v,Mean=0v Butterworth Poles,Fc=200Hz. Lowpass IIR,5 5 Operator Sampler Interpolating,Rate=100Hz,Aperture=0 sec, Aperture Jitter=0 sec, Last Value ,Gain=2 Comparison=’>=’,True Output=1V,False Output =0v, Ainput=t6 Output0,B input=t8 Output0 6 7 Operator Operator Hold Compare 8 9 10 11 12 Source Sink Sink Sink Sink Sinusoid Analysis Analysis Analysis Analysis Amp=0v,Freq=0Hz,Phase=0 deg Input from t0 Output Port0 Input from t0 Output Port0 Input from t0 Output Port0 Input from t0 Output Port0 第3步：单击运行按钮，运算结束后按“分析窗”按钮，进入分析窗后，单击“绘制新图”按钮，分别显示出“PN码输出”、“信道输入”、“信道输出”和“判决比较输出”时域波形；第4步：观察信源 PN码和波形形成输出的功率谱；第5步：观察信道输入和输出信号眼图。
通信原理软件实验实验报告
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
北邮通原课设实验报告
通信原理课程设计报告直扩通信系统的simulink仿真摘要：本次通原课程设计，我们利用MATLAB中的simulink仿真平台对直接序列扩频通信系统进行了仿真。
本报告首先简要介绍了直接序列扩频通信的原理与simukink工具箱，然后分别仿真了直扩系统的发射机和接收机，并对仿真结果进行分析。
最后我们仿真并分析了直扩系统抗窄带干扰，多径干扰及多址干扰的能力。
关键词：simulink仿真；直接序列扩频；抗干扰分析目录第一章概述 (3)1.1直扩通信系统介绍 (3)1.2 simulink仿真平台介绍 (3)第二章直扩系统simulink仿真搭建 (4)2.1 发射端仿真 (4)2.2 接受端仿真 (6)第三章直扩通信系统抗干扰性能分析 (9)3.1 直扩系统抗窄带干扰 (9)3.2 直扩系统抗多径干扰 (11)3.3 直扩系统抗多址干扰 (13)第四章问题与总结 (15)第五章小组分工说明 (15)参考文献 (16)第一章概述1.1直扩通信系统介绍扩频通信是利用扩频信号传送信息的一种通信方式。
扩频信号的频谱宽度比信源信息带宽大很多。
扩频信号具有良好的相关特性，包括尖锐的自相关特性和低值的互相关特性。
这些特性使扩频通信具有良好的抗干扰能力和隐蔽性。
频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成的，用编码及调制的方法来实现，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
扩频的主要方式有两种，包括直接序列扩频和跳频。
直接序列扩频，简称直扩。
所传送的信息符号经伪随机序列编码后对载波进行调制。
伪随机序列的速率远大于要传送信息的速率，因而调制后的信号频谱宽度将远大于所传送信息的频谱宽度。
图1 为直扩系统的组成框图。
由信源输出的信号与伪随机码产生器产生的伪随机码（PN 码）进行相加，产生速率与伪随机码速率相同的扩频序列, 然后再用扩频序列去调制载波。
在接收端, 接收到的扩频信号经高放和混频后, 用与发端同步的伪随机序列对中频扩频调制信号进行相关解扩，然后再进行解调，恢复出所传输的信息。
北邮-通原软件实验报告-16QAM
实验一： 16QAM调制与解调一、实验目的1、熟悉16QAM信号的调制与解调，掌握SYSTEMVIEW软件中，观察眼图与星座图的方法。
2、强化SYSTEMVIEW软件的使用，增强对通信系统的理解。
二、实验原理1、16QAM16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。
16QAM 调制原理方框图：图一16QAM调制框图16QAM解调原理方框图：图二16QAM解调框图16QAM 是用两路独立的正交 4ASK 信号叠加而成，4ASK 是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是 2ASK 体制的推广，和 2ASK 相比，这种体制的优点在于信息传输速率高。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。
16 进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM 的产生有 2 种方法：（1）正交调幅法，它是有 2 路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；（2）复合相移法：它是用 2 路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
在这里我们使用第一种方法。
16QAM信号的星座图：图三16QAM星座图上图是16QAM的星座图，图中f1(t)和f2(t)是归一化的正交基函数。
各星座点等概出现。
星座图中最近的距离与解调误码率有很密切的关系。
上图中的最小距离是dmin=2。
16QAM的每个星座点对应4个比特。
哪个星座点代表哪4比特，叫做星座的比特映射。
通常采用格雷映射，其规则是：相邻的星座点只差一个比特。
实验所需模块连接图如下所示：图四模块连接图设置系统时间为20Sec（观察眼图），仿真频率1000Hz三、实验步骤（1）按照实验所需模块连接图，连接各个模块（2）设置各个模块的参数：①信号源部分：PN序列发生器产生双极性NRZ序列，频率10HZ图五信号源设置示意图②载频：频率设置为100Hz。
图六载频发生器设置示意图③高斯噪声：均值为0，方差为0。
图七高斯噪声设置示意图④低通滤波器：3 Poles，Fc=10Hz；图八低通滤波器设置示意图（3）观察调制波形和眼图。
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实验一： 16QAM调制与解调
一、实验目的
1、熟悉16QAM信号的调制与解调，掌握SYSTEMVIEW软件中，观察眼图与星座图的方
法。
2、强化SYSTEMVIEW软件的使用，增强对通信系统的理解。
二、实验原理
1、16QAM
16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式。
16QAM 调制原理方框图：
图一16QAM调制框图
16QAM解调原理方框图：
图二16QAM解调框图
16QAM 是用两路独立的正交 4ASK 信号叠加而成，4ASK 是用多电平信号去键控载波而得到的信号。
它是 2ASK 体制的推广，和 2ASK 相比，这种体制的优点在于信息传
输速率高。
正交幅度调制是利用多进制振幅键控（MASK）和正交载波调制相结合产生的。
16 进制的正交振幅调制是一种振幅相位联合键控信号。
16QAM 的产生有 2 种方法：
（1）正交调幅法，它是有 2 路正交的四电平振幅键控信号叠加而成；
（2）复合相移法：它是用 2 路独立的四相位移相键控信号叠加而成。
在这里我们使用第一种方法。
16QAM信号的星座图：
图三16QAM星座图
上图是16QAM的星座图，图中f1(t)和f2(t)是归一化的正交基函数。
各星座点等概出现。
星座图中最近的距离与解调误码率有很密切的关系。
上图中的最小距离是dmin=2。
16QAM的每个星座点对应4个比特。
哪个星座点代表哪4比特，叫做星座的比特映射。
通常采用格雷映射，其规则是：相邻的星座点只差一个比特。
实验所需模块连接图如下所示：
图四模块连接图
各个模块参数设置：
三、实验步骤
（1）按照实验所需模块连接图，连接各个模块
（2）设置各个模块的参数：
①信号源部分：PN序列发生器产生双极性NRZ序列，频率10HZ
图五信号源设置示意图
②载频：频率设置为100Hz。
图六载频发生器设置示意图③高斯噪声：均值为0，方差为0。
图七高斯噪声设置示意图④低通滤波器：3 Poles，Fc=10Hz；
图八低通滤波器设置示意图
（3）观察调制波形和眼图。
（4）逐渐加入噪声，观察其对眼图和星座图的影响
（5）改变带宽时，通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响四、实验结果
（1）噪声为0时，16QAM信号波形图与星座图
图十16QAM信号波形图
图十一16QAM信号星座图
图十二16QAM信号眼图
通过对无噪声条件下，对16QAM眼图、星座图、波形图的观察，我们发现16QAM信号有16个离散的状态，属于幅度与相位联合调制。
当仅观察I路或Q路时，我们可以发现这是一个4ASK信号，有四个离散的电平。
当观察眼图时，我们发现眼睛睁开很大，眼图十分清晰，误码率低。
（2）逐渐改变噪声方差
①噪声方差为1，均值为0时
图十三16QAM信号眼图与星座图
②噪声方差为3，均值为0时
图十四16QAM信号眼图
图十五16QAM信号星座图
由上面两个不同的噪声方差的眼图、星座图的观察可知，当噪声功率越大时，眼睛张开的角度越小，星座图的转移路线也变得更加不清晰。
这意味着信号收到噪声污染越来越严重，解调输出误码率变高。
（3）改变噪声均值，观察均值变化时对信号的影响
①当噪声方差为0，均值为3时
图十六16QAM眼图与星座图②当噪声方差为0，均值为10时
图十七16QAM眼图
图十八16QAM星座图
由以上所有图比较，我们可以看出，当系统噪声增加时，方差的加大比均值的加大对系统的影响更大，噪声加大会导致解调信号出现误码。
反映在眼图上就是眼睛闭合，反映在星座图上就是星座图转移混乱。
五、实验讨论
从实验结果可以看出，通过对无噪声条件下，对16QAM眼图、星座图、波形图的观察，我们发现16QAM信号有16个离散的状态，属于幅度与相位联合调制。
当仅观察I路或Q路时，我们可以发现这是一个4ASK信号，有四个离散的电平。
当观察眼图时，我们发现眼睛睁开很大，眼图十分清晰，误码率低。
通过对加入噪声的眼图和星座图的观察，可知，当噪声功率越大时，眼睛张开的角度越小，星座图的转移路线也变得更加不清晰。
这意味着信号收到噪声污染越来越严重，解调输出误码率变高。
另外，当系统噪声增加时，方差的加大比均值的加大对系统的影响更大，噪声加大会导致解调信号出现误码。
反映在眼图上就是眼睛闭合，反映在星座图上就是星座图转移混乱。
实验意见与建议
1、希望老师可以考虑加入matlab的相关实验，据我了解，虽然SYSTEMVIEW直观形象，易于学生理解原理的本质，但是在研究生阶段，更多是使用matlab做仿真，希望可以早加入matlab实验！
2、希望可以加入更多在频域观察信号波形的实验，很多在时域不是很好发现的情况，在频域可以一目了然的发现到。
3、希望老师可以给同学们提前布置预习任务，这样的话，在实验时数据更多的由学生自己去决定，可以加大学习的自主性和积极性。