通信系统仿真与ASIC设计实验
《通信系统仿真技术》实验报告
封面作者：Pan Hongliang仅供个人学习《通信系统仿真技术》实验报告实验一：SystemView操作环境的认识与操作1.实验题目：SystemView操作环境的认识与操作2.实验内容：正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）、平方分析、及其谱分析；并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。
3.实验原理：在设计窗口中单击系统定时快捷功能按钮，根据仿真结果设定相关参数。
采样点数=（终止时间-起止时间）×〔采样率〕+1正玄信号S(t)=cos(wt)其平方P（t）=cos(wt)*cos(wt)=[cos(2wt)+1]/2P(t)频率是S(t)的二倍4.实验仿真：实验结论：SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。
实验二：学习系统参数的设定与图符的操作实验题目：学习系统参数的设定与图符的操作实验内容：将一正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）V）与高斯信号相加后观察输出波形及其频谱，由小到大改变高斯噪声的功率，重新观察输出波形及其频谱。
实验原理：高斯信号就是信号的各种幅值出现的机会满足高斯分布的信号。
当高斯信号不存在是正玄信号不失真，随着高斯信号的增加正玄信号的失真会越来越大。
实验仿真：实验结论：恒参信道的干扰信号常用高斯白噪声信号来等效。
而无线信道是一种时变的衰落信道，其衰落特性主要表现为具有多普勒功率谱特性的快衰落和具有阴影效应的慢衰落。
实验三：接收计算器的使用及滤波器的设计实验题目：接收计算器的使用及滤波器的设计实验内容：1、正弦信号（频率为学号后两位，幅度为（1+学号后两位*0.1）V）、及其平方分析窗口的接收计算器的使用；（实现3个以上运算功能）。
2、单位冲激响应仿真、增益响应分析。
数字下变频的抽取滤波器组的ASIC设计
谢谢观看
2、可扩展性：数字下变频技术可以通过软件编程实现不同的频率转换，便于 系统的升级和扩展。
3、低功耗：数字下变频技术使用数字电路实现，相对于模拟电路，具有较低 的功耗。
4、高可靠性：数字下变频技术具有较高的稳定性和可靠性，不受环境因素的 影响。
参考内容
引言
数字下变频（DDC）和匹配滤波器是数字信号处理领域的两个重要概念。数字 下变频是将高频信号转换为低频信号的过程，而匹配滤波器则是一种用于信号 检测和识别的滤波器。本次演示旨在探讨基于FPGA的数字下变频及匹配滤波器 的研究，旨在实现高效、实时的信号处理，提高系统性能。
数字滤波器的基本概念
数字滤波器是一种通过数字计算方法对输入信号进行滤波处理的装置。与模拟 滤波器不同，数字滤波器具有更高的稳定性和精度，可以实现对输入信号的任 意处理，并且不会受到环境温度和噪声的干扰。数字滤波器可以根据不同的应 用场景进行分类，如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和陷波滤波器等。
匹配滤波器
匹配滤波器是一种特殊的滤波器，其作用是最大化输出信号的信噪比。匹配滤 波器的输出与输入信号具有相同的幅度和相位响应，因此它可以有效地提高信 号的能量，降低噪声的干扰。在实际应用中，匹配滤波器的设计通常采用恒定 幅度和恒定相位响应的滤波器，其实现方法包括时域和频域两种方法。在数字 下变频中，匹配滤波器可以有效地提高信号的质量和分辨率。
结论
本次演示对数字滤波器的设计技术进行了详细的介绍，包括其基本概念、分类、 设计原理以及多种设计方法。通过这些内容的介绍，可以了解到数字滤波器设 计技术在信号处理领域中的重要性和广泛应用。随着科技的不断发展和进步， 相信数字滤波器的未来发展将会更加广阔，其在新型滤波器、高速滤波器和多 维滤波器等方面的研究与应用将会得到更深入的拓展。
北邮 电子科学与技术 ASIC专业实验 实验报告
指导老师：刘雯
电子工程学院
ASIC 专业实验
实验报告
班 级：2012211205 姓 名：翁雪妍 学 号：2012210961 指导老师：刘雯
ASIC 专业实验
指导老师：刘雯
一、课程任务
1.完整完成一个 CPU 芯片的功能设计并通过验证（包括前端逻辑设计和仿真），主要对应课 程的 LAB 1 – LAB 8 部分 2.熟悉综合的过程，并验证综合后的电路（逻辑综合） 3.对关键部件进行布局布线（版图设计）
end 3'b011://3
begin {sel,rd,ld_ir,inc_pc,halt,ld_pc,data_e,ld_ac,wr}<=9'b1_1_1_0_0_0_0_0_0;
end 3'b100://4
begin {sel,rd,ld_ir,inc_pc,halt,ld_pc,data_e,ld_ac,wr}<=9'b1_1_1_0_0_0_0_0_0;
end 3'b101://5
begin {sel,rd,ld_ir,inc_pc,ld_pc,data_e,ld_ac,wr}<=8'b0_0_0_1_0_0_0_0; halt<=opcode==`HLT;
end 3'b110://6
begin {sel,ld_ir,inc_pc,halt,ld_pc,data_e,ld_ac,wr}<=8'b0_0_0_0_0_0_0_0; rd<=alu_op;
总的来说，我们完成的是 Top-down 自顶向下的 CPU 设计，一个基本的 CPU 要包括三部 分功能：数据存储、数据运算和控制部分。与之相对应的硬件结构也分为三部分：存储器、 数据通路和控制器。
2PSK通信系统仿真实验报告
2PSK通信系统仿真实验报告班级：姓名：学号：、实验目的1.了解通信系统的组成、工作原理、信号传输、变换过程;2.掌握通信系统的设计方法与参数设置原则；3.掌握使用SystemView软件仿真通信系统的方法；4.进行仿真并进行波形分析；二、实验任务使用Systemview进行系统仿真任务，要经过以下几个步骤：1.系统输入正弦波频率：500 Hz;码元传输速率：64kBd;2.设计一通信系统，并使用SystemView软件进行仿真；3.获取各点时域波形，波形、坐标、标题等要清楚；滤波器的单位冲击相应和幅频特性曲线；4.获取主要信号的功率谱密度；5.获取眼图；6.提取相干载波；7.数据分析及心得体会要求手写。
三、原理简介1.PCM系统原理.脉冲编码调制通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制（Pulse Code Modulation PCM，简称脉码调制。
原理框图如图1-1所示：PCM信号输出A冲激脉冲图1-1 PCM编码方框图.编码过程由冲激脉冲对模拟信号进行抽样，抽样信号虽然是时间轴上离散的信号，但仍是模拟信号。
为了实现以数字码表示样值必须采用“四舍五入” 的方法将抽样值量化为整数，量化后的抽样信号与量化前的抽样信号相比较，有所失真且不再是模拟信号，这种量化失真在接收端还原成模拟信号时表现为噪声，称为量化噪声。
量化噪声的大小取决于把样值分级取整”的方式，分的级数越多，即量化级差或间隔越小，量化噪声也越小。
在量化之前通常用保持电路将其作短暂保存，以便电路有 时间对其进行量化。
然后在图 1-1中的编码器中进行二进制编码。
这样，每个二进制码组就代表了一个量化后的信号抽样值，即完成了 PCM 编码的过程。
译码过程与编码过程相反。
如图 1-2所示。
2. 二进制移相键控（2PSK 的基本原理：2PSK 二进制移相键控方式，是键控的载波相位按基带脉冲序列的规律而改 变的一种数字调制方式。
北邮ASIC实验报告 3
北京邮电大学ASIC原理课程实验实验报告设计要求：（3,1,8）卷积码编码器学院：电子工程学院专业：电子信息科学与技术班级：学号：姓名：2013年6月20日一、设计要求）卷积码编码器，并对其进行仿真。
3,1,8verilog语言编写一个（运用二、卷积码编码器原理卷积码拥有良好的纠错性能，是一种被广泛应用于移动通信的信道编码系统。
一个（n,k,m）卷积码编码器由k个输入，具有m阶存储的n个输出的线形时序电路实现。
通常，n和k是较小的整数，且k＜n，但m比较大。
当k＝1时，信息序列不再分成小块，以便可以连续处理。
卷积码（n,k,m）表示码率R＝k/n，编码器级数m＝s－1，其中s是码约束长度。
反向CDMA信道使用（3，1，8）卷积码，码率R＝1/3,约束长度为9，由于k ＝1，n＝3，m＝8，则该卷积编码器包含单个输入端，一个8级移位寄存器，三个模2加法器和一个3向编码器输出的连续转向器。
编码器每输入一位信息比特将产生三位编码输出。
这些编码符号中，第一个输出符号G0是生成序列g1⑴编码产生的符号，第二个输出符号G1是由生成序列g1⑵编码产生的符号，最⑶编码产生的符号，如下图所示。
是由生成序列g1后一个输出符号G2该电路由一个八位寄存器、三个码生成逻辑、一个时隙发生器和一个四选一由时隙发clk1C[1:0]和G1G0、和G2，码选择信号mux复用器构成。
的输入为Yout。
生器产生，输出信号即为整个电路的输出时，电路清零。
，异步清零信号置为0rst=0卷积编码器的初始状态用rst，初始状态之后输出的第一个编码符号由生成0卷积编码器的初始状态全为⑵，）g1101101111=g1g1序列⑴编码产生。
这里，三个生成序列分别为⑴（。
=(111001001)⑶=(110110011), g1．即三个生成多项式分别为：C0＝1+X+X2+X3+X5+X6+X8 (557)C1＝1+X+X4+X5+X7+X8 (663)C2＝1+X3+X6+X7+X8 (711)三、实验设计与实现根据以上实验要求，我们首先设想了分为几个模块，然后将各个模块进行整合实现编码器的功能，根据我们的设想编写相应的verilog程序，进行调试、实现。
通信系统仿真1
一、物理层仿真实验1、实验目的：初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建，并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线，完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号，并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果，但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的，只能算是伪随机数。
从预测的角度看，周期数据是完全可以预测的，但当周期趋于无穷大时，可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有：Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加，进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器：Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值（x0,y0,z0），这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是：30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列：Ui=（Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323）mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是：将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X，条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声，其含义是功率谱是白的，信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量，可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下：X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量，产生的X和Y均为高斯随机变量。
通信仿真实验报告
通信系统仿真实验实验报告要求：1.所有实验均要手画仿真模型框图，或对仿真原理解释说明；2.必须清楚的标题仿真系统中所设置的参数；3.仿真程序一般不要放在正文内部，而是改在每个实验报告的最后，作为附件。
但正文部分可以解释说明所用到的重要的仿真技巧，库数等等。
4.所有仿真程序产生的结果都要有手写分析，即要判决仿真结果是否正确，说明了什么问题，能够得出什么结论，要如何改进等等。
实验一 随机信号的计算机仿真实验目的：仿真实现各种分布的随机数发生器 实验内容：1、均匀分布随机数的产生用线性同余法，编写Matlab 程序，产生均匀分布的随机数。
()())5000mod(]1323241[1+=+n x n x 初始种子x(0)自己选择。
线性同余算法是使用最为广泛的伪随机数产生器,该算法含有4个参数：模数m(m>0)，乘数a(0≤a< m)，增量c(0≤c<m)，初值即种子(Seed)X 。
(0≤ X 。
<m)．使用迭代公式： X(n+1) = (a ·X(n) +c)modm 得到随机数序列{X(n)}其中周期为50002、用反函数法，将均匀分布的随机变量变换为具有单边指数分布的随机变量。
编写Matlab 程序，产生指数分布的随机数。
计算并比较理论pdf 和从直方图得到的pdf 。
指数分布随机变量pdf 定义为：0),()exp(2)(>-=αααx u x x p X ，)(x u 为单位阶跃函数。
先自行设置取样点数，取a=5；产生均匀分布随机变量，转化为单边指数分布，理论与仿真符合设计题:3、用Matlab编程分别产生标准正态分布、指定均值方差正态分布、瑞利分布、赖斯分布、中心与非中心χ2分布的随机数，并画出相应的pdf。
y1=normpdf(x,0,1); y2=normpdf(x,4,2);瑞丽p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);中心4、 设输入的随机变量序列X(n)为N=1000独立同分布高斯分布的离散时间序列，均值为0，方差为1，采样间隔0.01s 。
通信原理实验报告三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较
实验三主要数字调制系统的抗误码性能的仿真比较一、实验目的1.熟悉2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式；2.学会对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计；3.学会分析误码率与信噪比间的关系。
二、实验内容设定噪声为高斯白噪声, 对2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK等各种调制方式及相应的主要解调方式下（分相干与非相干）的误码率进行统计, 并与理论值进行比较, 以图形方式表示误码率与信噪比间的关系。
三、实验原理2ASK: 有两种解调方法: 非相干解调（包络检波法）和相干解调（同步检测法）。
其中包络检波法不需相干载波, 利用e0(t)波形振幅变化表示信息的特点, 取出其包络, 经抽样判决即可恢复数码。
相干解调需要与相干载波相乘。
2FSK: 常用的解调方法: 非相干解调（包络检波法）；相干解调；鉴频法；过零检测法及差分检波法。
将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调。
其中的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小, 可以不专门设置门限。
判决规则应与调制规则相呼应。
例如,若调制时规定“1”-》载频f1, 则接收时应规定: 上支路样值>下支路样值判为1, 反之则判为0.2PSK: 该方式中载波的相位随调制信号“1”或“0”而改变, 通常用相位0°或180°来分别表示“1”或“0”。
2PSK信号是以一个固定初相的未调载波为参考的。
解调时必须有与此同频同相的同步载波。
而2PSK信号是抑制载波的双边带信号, 不存在载频分量, 因而无法从已调信号中直接用滤波法提取本地载波。
只有采用非线性变换, 才能产生新的频率分量。
2DPSK: 由于2DPSK信号对绝对码{an}来说是相对移相信号, 对相对码{bn}来说是绝对移相信号。
因此, 只需在2PSK调制器前加一个差分编码器即可产生2DPSK信号。
解调：1、极性比较法（码变换法）（相干解调）, 此法即是2PSK解调加差分移码。