实验三白噪声信道模拟实验
噪声实验报告工作原理(3篇)
第1篇一、引言噪声作为环境污染的重要组成部分，严重影响人们的生活质量和身心健康。
为了了解噪声的来源、传播规律以及对人体的影响，噪声实验被广泛应用于环境保护、城市规划、工业生产等领域。
本文将介绍噪声实验的工作原理，以期为相关领域的噪声治理提供理论支持。
二、噪声实验基本概念1. 噪声：指频率、幅度和波形无规律的声波。
噪声对人们的生活、工作和学习产生负面影响，如影响睡眠、降低工作效率、损害听力等。
2. 噪声级：表示声音强度的物理量，单位为分贝（dB）。
噪声级越高，表示声音越强。
3. 噪声源：产生噪声的物体或场所。
噪声源可分为自然噪声源和人为噪声源。
4. 噪声传播：噪声从噪声源发出，通过空气、固体或液体等介质传播到接收点。
5. 噪声控制：采取措施降低噪声对环境的影响，包括声源控制、传播途径控制和接收点控制。
三、噪声实验工作原理1. 噪声测量（1）声级计：用于测量噪声级，具有高灵敏度和高精度。
声级计通常采用A计权网络，以模拟人耳对噪声的响应。
（2）频谱分析仪：用于分析噪声的频谱分布，了解噪声的频率成分。
（3）声场分析仪：用于测量声场分布，了解噪声在空间中的传播规律。
2. 噪声源识别（1）声源定位：利用声级计、频谱分析仪等设备，根据噪声特征和传播规律，确定噪声源的位置。
（2）声源分析：对噪声源进行详细分析，了解其产生机理、频率成分和声功率等参数。
3. 噪声传播规律研究（1）声波传播：研究声波在空气、固体和液体等介质中的传播规律，包括声速、衰减和衍射等现象。
（2）声场分布：研究声场在空间中的分布规律，包括直达声、反射声和散射声等。
4. 噪声控制技术研究（1）声源控制：通过改变噪声源的结构、材料和运行方式，降低噪声产生的可能性。
（2）传播途径控制：利用吸声、隔声、消声等手段，降低噪声在传播过程中的能量。
（3）接收点控制：通过隔音、降噪等措施，降低噪声对人们生活、工作和学习的影响。
四、噪声实验方法1. 实验测量法：通过现场测量噪声级、频谱分布、声场分布等参数，分析噪声的来源和传播规律。
实验三 2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书
实验三：2ASK与2FSK调制解调系统仿真实验指导书2012年11月一、实验目的1)对2ASK 与2FSK 数字调制系统进行建模仿真，了解其工作原理； 2)熟悉运用simulink 搭建完整信号调制解调系统；3)对比信号基带波形与解调后的波形差异，比较两种方法的优劣。
二、实验内容运用simulink 搭建完整的2ask 与2fsk 调制解调系统。
2ASK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生，由DSB AM 调制与解调器模拟2ASK 调制解调，用加性高斯白噪声信道，最后配上速率转换器与显示器。
如果需要，也可加入频谱仪对前后的频谱进行分析。
2FSK 输入由伯努利二进制随机数产生器产生，由基带M-FSK 调制与解调器模拟2fsk 调制解调，用加性高斯白噪声信道，最后配上速率转换器及显示器构成。
如果需要，也可以加入频谱仪对前后频谱进行分析。
三、实验原理1 2ASK 调制解调原理数字幅度调制又称幅度键控（ASK ），二进制幅度键控记作2ASK 。
2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续地输出。
有载波输出时表示发送“1”，无载波输出时表示发送“0”。
根据幅度调制的原理，2ASK 信号可表示为：式1式中，ωc 为载波角频率， s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列式2其中，g(t)是持续时间为Tb 、高度为1的矩形脉冲，常称为门函数；αn 为二进制数字序列。
式32ASK 信号的产生方法（调制方法）有两种，如下图所示。
图（a ）是一般的模拟幅度调制方法，这里的由式2规定；图（b ）是一种键控方法，这里的开关电路受控制。
图（c ）给出了及的波形示例。
二进制幅度键控信号，由于一个信号状态始终为0，相当于处于断开状态，故又常称为通断键控信号（OOK 信号）。
tt s t e c ωcos )()(0=∑-=n b n nT tg a t s )()(图1 2ASK 信号产生方法与波形示例2ASK 信号解调的常用方法主要有两种：包络检波法和相干检测法。
实验室噪声测定实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解噪声的基本概念和测量方法；2. 掌握噪声测量仪器的使用方法；3. 培养实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理噪声是指不规则、无规律的声音。
噪声的测量通常采用声级计，声级计是一种用于测量声音强度的仪器。
本实验采用声级计对实验室噪声进行测量，测量结果以分贝（dB）为单位。
三、实验仪器与设备1. 声级计：用于测量实验室噪声；2. 音频信号发生器：用于产生标准噪声信号；3. 电脑：用于数据采集和存储；4. 话筒：用于接收噪声信号；5. 实验室：实验场地。
四、实验步骤1. 准备工作：检查实验仪器是否完好，连接好声级计、音频信号发生器和电脑；2. 校准声级计：按照声级计说明书进行校准，确保测量结果的准确性；3. 测量实验室噪声：将声级计放置在实验室中央，距离地面1.2米处，开启声级计，调整测量频率为1kHz，开始测量实验室噪声；4. 数据采集：将测量结果记录在实验记录表上；5. 重复测量：为了提高测量结果的可靠性，对实验室噪声进行多次测量，取平均值；6. 测量标准噪声信号：开启音频信号发生器，产生标准噪声信号，调整声级计至标准噪声信号处，记录声级计读数；7. 数据分析：将实验室噪声测量结果与标准噪声信号进行对比，分析实验室噪声水平。
五、实验结果与分析1. 实验室噪声测量结果：经多次测量，实验室噪声平均值为60dB；2. 标准噪声信号测量结果：标准噪声信号声级为70dB；3. 实验室噪声分析：实验室噪声平均值为60dB，略低于标准噪声信号声级，说明实验室噪声水平相对较低。
六、实验结论通过本次实验，我们掌握了噪声的基本概念和测量方法，学会了使用声级计测量实验室噪声。
实验结果表明，实验室噪声水平相对较低，符合国家标准。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意保持实验室安静，避免外界噪声干扰；2. 声级计放置位置要稳定，避免晃动；3. 校准声级计时，要严格按照说明书进行操作；4. 实验结束后，将实验仪器归位，保持实验室整洁。
实验三 主动降噪实验
实验原理
2）非自适应有源噪声控制系统：
该系统一般由初级声源、控制器、次级声源和传 感器组成。其特点是控制器不带反馈，可以是模 拟控制器，也可以是数字控制器。这种系统适用 的范围有限。
实验仪器
实验步骤
1）完成各仪器能否正常工作的检验，保证实验正常进行；
2）按计划搭建实验平台，如图7所示； 3）打开Matlab软件，将编好的程序烧录其中，准备开始实验； 4）选择相对安静的空间，运行程序，程序会自动会输出8张图，分 别包括降噪前、后的波形图和幅值频谱图； 5）待程序运行完毕，观察最后一次降噪的幅值频谱图，和原噪声进 行比较是否达到了降噪的效果，如不满足需要进行调试，再次重复 实验； 6）满足要求后，结束程序，拆除实验平台，整理实验设备； 7）整理相关实验图片和数据，进行数据分析； 8）分析实验误差，得出结论并撰写实验报告。
正式实验过程
3）第二步为降噪第一阶段，次生源会发出和原噪声一致 的声信号，以pi/3为精度，不断移动次生源的相位，直 到筛选出目标相位（相邻两点叠加后信号的幅值小于原 噪声的幅值），此时跳出该循环，并输出另外两幅图， 即第一步降噪的信号波形图和幅值频谱图。
正式实验过程
4）第三步为降噪第二阶段，目标函数进入第二个循环， 以pi/12为精度，不断移动次生源的相位，直到筛选出目 标相位（叠加后信号的幅值降低50%），此时跳出该循环， 并输出两幅图，即第二步降噪的信号波形图和幅值频谱 图。
正式实验过程
5）第四步为降噪第三阶段，目标函数进入第三个循环， 以pi/24为精度，不断移动次生源的相位，直到筛选出目 标相位（叠加后信号的幅值降低70%），此时跳出该循环， 次生源便以该相位值持续发出信号，即持续降噪效果， 输出最后两幅图，即第三步降噪的信号波形图和幅值频 谱图。
信道模拟实验报告
信道模拟实验报告
6.用示波器观察JI、JQ，与原始信号I-OUT 和Q-OUT 比较。
信道输入(上)和信道输出1处(下)
信道输出1处
二位误码时的波形
BS(上)眼图(下)
实验思考
1. 观察眼图时，NRZ信号速率设置为7.8K，经过什么样的电路在信道输出点2
进行观察？也即NRZ信号和信道输出点2的信号差异是什么？
答：经过了低通滤波电路在信道输出点2处进行观察。
NRZ信号与信道输出点2的信号差异在于NRZ中含有高频分量(在信号发生突变时的跳变部分含有高频成分)，而在信号输出点2处因为低通滤波的作用，使得其输出波形变得更为圆滑(高频无法经过低通滤波)不再含有高频。
3. 信道编码的作用是什么？你听过的有哪些？实际中常用的呢？
答：信道编码是调制之前的重要一步，目的在与提高传输的质量问题，是信号在传输过程中误码率降到最小，同时在信道编码这一环要加入一定量的冗余码以保证系统可以拥有差错和纠错的能力以及达到秘密传输的要求。
我听说过的信道编码分两大类，一类是分组码，一类是卷积码。
分组码是指在原信息后面加冗余进行检错或纠错的编码，卷积吗是指信息之间互相交错互相提供冗余的编码。
分组码的性能要逊于卷积码，但是复杂度也要远低于卷积码。
实际生活中常用的是LDPC码、TURBO码。
信道编码大致分为两类：①信道编码定理，从理论上解决理想编码器、译码器的存在性问题，也就是解决信道能传送的最大信息率的可能性和超过这个最大值时的传输问题。
②构造性的编码方法以及这些方法能达到的性能界限。
实验小结
通过本次实验了解了理想信道随机信道的区别，对信道的区别有了更深的了解。
信道仿真实验
信道仿真实验一、实验目的1、了解通信系统信道模型的基本概念。
2、掌握高斯白噪声的统计特性及其对通信系统的影响。
3、掌握带限线性滤波器信道模型的特性和对通信系统的影响。
4、掌握瑞利衰落信道的统计特性及其对通信系统的影响。
二、实验仪器1、移动通信实验箱一台；2、台式计算机一台；三、实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。
将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。
在主界面上双击“信道仿真”实验图标，进入此实验界面。
2、先点击“初始化”键，再点击“输入数据”键，用于产生信道仿真所需的输入数据。
界面显示输入数据窗口，“数据长度”对话框可输入1～16 之间的数，产生相应个数的字节，如果学生想手动输入数据，可在窗口正下方以16 进制方式输入数据，如“12 bc ae 3e”等，中间以空格键分隔，输入完毕后按“手动输入”键，这时便可以从界面上看到手动输入的数据对应的二进制代码；如果学生不想手动输入数据，只需按动“随机生成”键，便可以生成实验所需要的输入数据。
然后按动“返回”键，输入数据窗口自动关闭，输入数据工作结束。
这里需要注意的是，如果不按动“返回”键而人工关闭此窗口，输入数据工作并未完成。
3、输入数据产生后就可以进行下面的信道仿真实验。
首先进行高斯白噪信道模型实验。
（1）在信道选择栏中选中“高斯”。
（2）在高斯信道参数信噪比一栏中输入一个数值，然后点击“仿真－>GO”键，波形显示区将显示本信噪比下的输入信号波形、输出信号波形以及噪声波形。
（3）修改信噪比的值，可重复以上实验。
若输入为0，则表示信噪比为0dB，0dB 意味着输入信号的功率和噪声功率的大小相当，由于噪声功率过大，因此输出信号与输入信号的相似程度很低。
将信噪比提高到一定的值（如：40dB），再点击“仿真”键再观察输入信号和输出信号。
完成实验报告的第 1 题。
4、下面进行带限线性滤波器信道模型实验，这个信道模型是对存在码间干扰的信道的建模，反映信道特性的信道参数由学生自定义输入。
高斯白噪声信道模拟器的设计与实现
高斯白噪声信道模拟器的设计与实现摘要本文设计了一个信道模拟器，用来模拟高斯白噪声信道。
整个系统采用DSP（数字信号处理器）作为核心处理器，另外加上A/D、D/A完成信号采集及数字加噪，输入信号经A/D数字化后，在DSP内叠加噪声，然后叠加有噪声的数字信号经D/A输出模拟信号，完成加噪过程。
高斯白噪声随机数由软件在DSP内部产生。
输出信噪比可调，可以通过外接键盘进行设置。
通过测试，该信道模拟器能够实时模拟高斯白噪声信道，完成加噪。
关键词信道模拟器高斯白噪声 DSP1．引言在无线通信系统设计中，为了使系统满足性能要求，经常需要对无线传输设备的性能进行测试。
一种方法是在实际通信环境中进行现场测试，另一种方法是在实验室条件下利用信道模拟器进行性能测试。
信道模拟器可以通过改变信道参数模拟多种典型信道环境，便于控制。
这样就可以随时进行多次重复试验，进而了解一种通信设备或通信手段在不同信道条件下的性能或在同一信道条件下，比较不同通信设备或通信手段的优缺点，缩短开发周期，降低开发费用。
现有的信道模拟器一般都是基于各种信道仿真模型，如Jake模型、Rummler模型、Suzuki 模型等。
在硬件上，随着数字信号处理技术和大规模集成电路的发展，大多使用DSP或FPGA作为核心器件。
本文中使用DSP作为核心器件，对信道的加性高斯白噪声特性进行模拟。
2．总体设计与实现该信道模拟器主要由核心处理模块、ADC模块、DAC模块和人机接口模块组成。
核心处理模块包括DSP和存储器，ADC模块包括滤波器和ADC，DAC模块包括DAC和滤波器，人机接口模块包括键盘和显示器。
系统框图如下：图1 总体方框图输入的已调信号经ADC模块直接采样，转变为数字信号。
核心处理模块产生高斯随机数并将其加到输入的数字信号上，然后输出。
输出数字信号经DAC模块变为模拟信号并最终输出。
2.1 核心处理模块核心处理器使用TMS320VC5509A。
由于这一型号DSP内部主要是易失性存储器，所以需要外接非易失性存储器，用来存储程序。
实验三、白噪声信道模拟实验
实验三、白噪声信道模拟实验一、实验目的1、了解白噪声产生原因。
2、了解多径干扰对信号的影响。
二、实验内容观察白噪声对信号的干扰。
三、基本原理在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可分为3类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。
这里加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正态则是指噪声分布遵从正态（高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的，仅含有这类噪声的信道一般文献上称为AWGN信道。
这类噪声是最基本的噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。
这类噪声以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，其特点是，无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。
热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。
导体中的每一个自由电子由于其热能而运动。
电子运动的途径，由于和其他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。
所有电子运动的总结果形成通过导体的电流。
电流的方向是随机的，因而其平均值为零。
然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。
这个交流成分称为热噪声。
散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的。
散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。
在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。
这就是说，如果我们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不是常量而是随机变量。
因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变的，而是在一个平均值上起伏变化。
总电流实际上是许多单个电子单独作用的总结果。
由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且观察表明，每1安培多平均电流相当于在1秒钟内通过约6×1018个电子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。
于是，根据中心极限定理可知，总电流是一个高斯随机过程。
也就是说散弹噪声是一个高斯随机过程。
宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。
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实验三、白噪声信道模拟实验
一、实验目的
1、了解白噪声产生原因。
2、了解多径干扰对信号的影响。
二、实验内容
观察白噪声对信号的干扰。
三、基本原理
在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可分为3类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。
b5E2RGbCAP 这里加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正态则是指噪声分布遵从正态<高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的，仅含有这类噪声的信道一般文献上称为AWGN信道。
这类噪声是最基本的噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。
这类噪声以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，其特点是，无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。
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热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。
导体中的每一个自由电子由于其热能而运动。
电子运动的途径，由于和其他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。
所有电子运动的总结果形成通过导体的电流。
电流的方向是随机的，因而其平均值为零。
然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。
这个交流成分称为热噪声。
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散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的。
散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。
在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。
这就是说，如果我们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不是常量而是随机变量。
因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变的，而是在一个平均值上起伏变化。
总电流实际上是许多单个电子单独作用的总结果。
由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且观察表明，每1安培多平均电流相当于在1秒钟内通过约6×1018个电子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。
于是，根据中心极限定理可知，总电流是一个高斯随机过程。
也就是说散弹噪声是一个高斯随机过程。
RTCrpUDGiT
宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。
它在整个空间的分布是不均匀的，最强的来自银河系的中部，其强度与季节、频率等因素有关。
实测表明，在20～300MHz的频率范围内，它的强度与频率的三次方成反比。
因而，当工作频率低于300MHz时就要考虑到它的影响。
实践证明宇宙噪声也是服从高斯分布律的，在一般的工作频率范围内，它也具有平坦的功率谱密度。
5PCzVD7HxA
从通信系统来看，白噪声是最基本的噪声来源。
但是从调制信道的角度来看，到达或集中于解调器输入端的噪声并不是上述白噪声本身，而却是它的某种变换方式——通常是一种带通型噪声。
这是因为，在到达解调器之前，起伏噪声通常要经过接收转换器，而
接收转换器主要作用之一是滤出有用信号和部分的滤除噪声，因此，它可等效为一个带通滤波器。
它的输出噪声是带通型噪声。
由于这种噪声通常满足“窄带”的定义，故常称它为窄带噪声。
又考虑到带通滤波器常常是一种线性网络，其输入端的噪声是高斯白噪声。
因此，它的输出窄带噪声应是窄带高斯噪声。
jLBHrnAILg
四、实验原理
1、实验模块简介
本实验需用到基带成形模块、IQ调制解调模块及信道模拟模块。
<1）基带成形模块
产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带
成形，形成两路正交基带信号。
<2）IQ调制解调模块
产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频
信号正交解调。
<3）信道模拟模块
采用数字信号处理算法模拟白噪声、慢衰落及多径干扰三种信道。
2、电路说明
IQ调制模块输出的10.7M已调信号，送入信道模拟模块，首先进行降频理，
将频率降为1.5M，主要目的是为了A/D采样及数字处理方便。
1.5M 信号经信号
调理电路以适合A/D采样。
在FPGA时序电路的控制下，A/D芯片将模拟信号转
换为数字处理送入FPGA中进行处理。
FPGA中有四个独立的处理模块，分别是模拟信号采样控制及信号通道、
白噪声产生、慢衰信号产生及信号多径时延模块。
根据使用者选择的不同输出
不同的信号。
当用户选择白噪声信道，FPGA输出两路数字信号，一路是原信号、一路是
白噪声信号，经D/A转换后变为两路模拟信号。
两路信号可以分别进行幅度调
节，以满足实验需求。
两路信号经加法器相加后成为白噪声干扰信号，送入混
频电路，将频率变回为10.7M送出，完成白噪声干扰。
五、实验框图
六、实验步骤
1、在实验箱上正确安装基带成形模块<以下简称基带模块）、IQ调
制解调模块<以下简称IQ模块）及信道模拟模块<以下简称信道模块）。
xHAQX74J0X
2、关闭实验箱电源，按如下方式连线：<点击查看连线）
a﹑用台阶插座线完成如下连接
源端口目的端口连线说明
基带模块：PN31IQ模块：I-IN提供PN31伪随机序列
b﹑用同轴电缆线完成如下连接
源端口目的端口连线说明
IQ模块：输出(J2>信道模块：输入将调制信号送入模拟信道
中
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。
3、示波器探头接信道模块“AD”测试点，调节“AD幅度”电位
器，使“AD”处信号峰峰值为1V左右。
4、按下“选择”键，选择白噪声信道，“白噪”指示灯亮。
5、用示波器观测“OUT2”测试点，调节“OUT2 幅度”电位器改变
原始信号幅度。
6、用示波器观测“OUT1”测试点，输出为白噪声信号，调节“OUT1
幅度”电位器幅度改变噪声信号的大小。
LDAYtRyKfE
7、将“OUT2 幅度”电位器顺时针旋到底，“OUT1 幅度”电位器逆
时针旋到底，用示波器观测“输出”点信号波形，此时信号输出幅
度最大，无噪声输出。
Zzz6ZB2Ltk
8、顺时针调节“OUT1 幅度”电位器，增大噪声信号，用示波器观
测“输出”点信号波形，观测噪声对信号的影响。
dvzfvkwMI1
七、实验结果及图片
1、信道模块“AD”测试点，“AD”处信号峰峰值为1V左右
2、“OUT2”测试点
3、“OUT1”测试点
4、“输出”点信号波形<注：此时未加入噪声）
5、“输出”点信号波形<注：此时有加入噪声）
八、实验总结：
通过本次实验使我了解了白噪声产生原因；了解了多径干扰对信号的影响，达到了语预期的实验目的。
本次实验内容较少，相对来说比较容易，在助教指导帮助下，按照实验说明书的操作步骤，通过自己的测量观察，最终得到了较理想的实验结果，实验误差也在实验允许范围之内。
本次实验让我进一步熟悉了白噪声信道的相关知识，加深了我对课本知识的掌握程度，为我接下来的相关实验顺利进行具有很大帮助。
rqyn14ZNXI
申明：
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