北邮通原软件实验报告
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:专业:姓名:成绩:实验1: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.实验原理抽样定理:设时间连续信号m(t),其最高截止频率为fm ,如果用时间间隔为T<=1/2fm 的采样序列对m(t)进行抽样时,则m(t)就可被样值信号唯一地表示。
抽样过程原理图(时域)重建过程原理图(频域)具体而言:在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
或者说,如果一个连续信号f(t)的频谱中最高频率不超过f h,这种信号必定是个周期性的信号,当抽样频率f S≥2 f h时,抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息,而不会有信息丢失,当需要时,可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。
根据这一特性,可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。
三.实验步骤1.将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。
实现验证抽样定理的仿真系统,同时在必要的输出端设置观察窗。
如下图所示2.设置各模块参数三个基带信号频率从上至下依次为10hz、20hz、40hz。
抽样信号频率fs设置为80hz,即2*40z。
(由抽样定理知,fs≥2fH)。
低通滤波器频率设置为40hz。
设置系统时钟,起始时间为0,终止时间设为1s.抽样率为1khz。
3.改变抽样速率观察信号波形的变化。
四.实验结果基带信号最终恢复信号抽样后的信号波形实验讨论观察上图,可以看出,抽样后的信号波形如同冲激信号,且其包络图形为原基带信号波形图。
最终恢复所得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2fH次,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。
五.实验建议、意见将抽样率fs设置为小于两倍fh的值,观察是否会产生混叠失真。
实验2:验证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.实验原理基带传输系统模型奈奎斯特准则提出: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。
无码间干扰基带传输时,系统冲击响应必须满足x(nTs)=1(n=0); x(nTs)=0(n=!0)。
相应的推导出满足x(t)的傅里叶变换X(f)应满足的充分必要条件:该充要条件被称为无码间干扰基带传输的奈奎斯特准则。
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。
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。
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。
如下图所示图形编号功能参数Token10 延时器Delay=0.450secToken0 基带信号PN序列Amp=1v; Rate=10hzLevels=2; Phase=0deg Token1 升余弦滤波器Symbol Rate=100hzRoll-Off Factor=0Token5 LowPass FIR 带宽Fc=5hz;(为基带信号的一半,正是传输信号的奈奎斯特带宽Token15 高斯噪声Std Dev=0v;Mean=0v Token6 采样器Rate=1000hz3.在不同情况下进行仿真(1)在信道带宽B一定的条件下,无噪声时,分别观察输入与输出信号的波形,解调信号的眼图。
(2)在信道带宽B一定的条件下,无噪声时,提高信源速率观察输入与输出信号波形变化,解调信号的眼图。
(3)在信道B一定的条件下(无码间干扰),逐渐加入噪声,观察输入、输出信号波形变化,解调信号的眼图。
四.实验结果1.在信道带宽B一定的条件下,无噪声时,输入与输出信号的波形,解调信号眼图如下:输入信号输出信号解调信号眼图实验讨论对比输入、输出波形,可以看出输入信号与输出信号波形基本一致,原始信号得到无误恢复,从而验证了奈奎斯特第一准则。
从解调信号的眼图可以看出,信号“眼睛”张开的比较大,说明在噪声、无码间干扰的情况下,系统性能良好,误码率低2.在信道带宽B一定的条件下,无噪声时,提高信源速率(本实验将信源速率增加一倍),输入与输出信号波形,解调信号的眼图。
输入信号输出信号解调信号眼图实验讨论此时低通信道带宽不满足奈奎斯特准则,从输入、输出波形可以看出,数字信号经过系统传输以后,出现了误码。
从解调信号的眼图可以看出,相比无噪声,信源速率不变情况下的眼图,此时眼图边缘更不清晰一些。
说明在无噪声条件下,基带信号带宽超过了限带信道带宽时,由于码间干扰也会产生误码。
3.在信道B一定的条件下(无码间干扰),逐渐加入噪声,观察输入、输出信号波形变化,解调信号的眼图输入信号输出信号(方差0.1v 高斯噪声)解调信号眼图(方差0.1v 高斯噪声)(方差1v高斯噪声)解调信号眼图(方差1v高斯噪声)输出信号(方差3v高斯噪声)眼图(方差3v高斯噪声)实验讨论对比输入、输出波形,可以看出,当高斯噪声的方差较小时,即噪声幅度较小时,数字信号经过系统传输,几乎没有误码,眼图显示“眼睛”张开较大,系统性能良好。
逐步增大噪声幅度,能够明显看到码间干扰,输入与输出波形不一致,眼图显示的“眼睛”逐渐闭合,说明差错率随着噪声功率的增加而增加。
当噪声幅度很大时,输入输出波形差别很大,眼图的“眼睛”几乎完全闭合,系统性能变得很差。
五.实验建议、意见还可以研究讨论在不同滚降系数的情况下,系统输入输出波形的变化。
实验3: 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.学会使用SystemView软件观察信号的星座图和眼图,从而分析系统性能。
二.实验原理正交幅度调制(QAM)是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的,因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式,它与MPSK的不同之处在于两个支路的多电平幅度序列是相互独立的。
1.调制原理二进制序列矩形星座MQAM信号的产生框图上图中,输入二进制序列{ka},经串并变换后成为速率减半的双比特并行码元,此双比特并行码元在时间上是对齐的。
在同相及正交支路又将速率为2/bR的每K/2个比特码元变换为相应的M个可能幅度之一,形成M进制幅度序列,再经成形滤波后,得到)(tI及)(tQ的M进制PAM基带信号(数学期望为0),然后将)(tI及)(tQ分别对正交载波进行M进制ASK调制,两者之和即为矩形星座的QAM信号。
2.解调原理矩形星座QAM的解调框图采用相干解调的方法。
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。
三.实验步骤1.根据16QAM的调制与解调原理,设计实现16QAM调制与解调的仿真系统,同时在必要输出端设置观察窗。
如下图所示2.设置各模块参数图形编号功能参数Token0、16 基带信号PN序列Amp=1v; Rate=10hzLevels=4; Phase=0deg Token4、17 载波Amp=1v; Rate=100hzPhase=0degToken11、13 Butterworth LowPass IIR 带宽Fc=10hz;Token18 高斯噪声Std Dev=0v;Mean=0v 3.在不同情况下进行仿真(1)观察无噪声时,16QAM信号波形及星座图(2)分别通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响(3)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.信号带宽一定,无噪声时,16QAM信号眼图及星座图如下星座图讨论从信号星座图中可以看到清晰的16个点,说明信号一共有16个能量集中的点,对应于16QAM信号在矢量空间中的16个星座点。
观察眼图,约0.1s的时间间隔内,有3只“眼睛”,说明I、Q两路信号是4进制信号。
在信号带宽一定,无噪声情况下,信号“眼睛”张开的比较大,说明系统性能良好,误码率低。
2.信号带宽一定,无噪声时,16QAM信号眼图及星座图如下星座图(方差0v高斯噪声)眼图(方差0v高斯噪声)(方差0.3v 高斯噪声)眼图(方差0.3v 高斯噪声)星座图(方差0.4v 高斯噪声)(方差0.4v高斯噪声)实验讨论和前面的无噪声情况下对比,可以看到,同等带宽下,当加入噪声时,星座图的16个点范围扩大,变得不明确,说明能量集中处的能量变弱,眼图的眼睛变小。
且噪声幅度越大,星座图显示的能量集中处的能量越若,“眼睛”张开幅度越小,说明差错率随着噪声功率的增加而增加。
噪声幅度越大,系统性能越差。
3.改变带宽,通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响星座图(方差0.3v高斯噪声,带宽不变)眼图(方差0.3v高斯噪声,带宽不变)星座图(方差0.3v高斯噪声,带宽增加一倍,为20hz)眼图(方差0.3v高斯噪声,带宽增加一倍,为20hz)讨论同等噪声幅度的情况下,当滤波器带宽增大时,点和点之间的分界会变得模糊,说明码间干扰增大。
对比眼图可以看出,随着滤波器带宽的增大,“眼睛”趋于闭合,系统的性能变差。
故在同等噪声下,增大带宽,带宽越接近基带信号速率,系统的抗噪性越好。
五.实验建议、意见可以增加对不同噪声下星座图变化的比较希望通原软件实验课堂时间可以安排得稍长一些,能让老师有更多时间讲解和指导,让学生在课上有较为充足的时间完成实验。
六.实验心得通过此次通原软件实验,使我了解并初步掌握了仿真软件SystemView的使用,锻炼了自己的动手实践能力,并通过实践的方式更好地理解书本上的内容,提高了对理论知识的掌握。
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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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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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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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。
tongruan
通信原理软件仿真实验报告学校:北京邮电大学班级:07115姓名:陈若峰学号:070447指导老师:刘文京实验八调幅信号的波形和频谱一、实验目的1、初步了解Matlab软件的使用,能写出简单的小程序,看懂代码。
2、理解连续信号在计算机中的表示形式,理解时域与频域的采样定理,理解傅里叶变换在信号分析中的重要作用。
3、了解AM、DSB-SC、SSB信号的具体的数学模型,并了解用Matlab产生的原理和调制的实现方法。
4、观察AM、DSB-SC、SSB信号波形及振幅频谱的特点。
5、掌握AM、DSB-SC、SSB信号调制的通信模型和原理,学会使用Matlab软件对信号进行仿真的原理和设计方法。
二、实验内容假设基带信号为=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20KHZ,仿真AM、DSB-SC、SSB信号,观察其波形和频谱。
三、仿真模型AM、DSB-SC、SSB信号调制原理:这三种调制,都是用频率为的基带信号对频率为的载波信号进行调制,得到搬移到频率为的调制信号,在具体的实现上有所不同。
若调制信号为,有(1)AM信号调制原理调幅系数为。
AM信号的包络就是调制信号,为避免产生过调制要求。
(2)DSB-SC信号的调制原理抑制载波的双边带调幅:将模拟基带信号与正弦载波相乘得到DSB-SC AM信号,其频谱不包含离散的载波分量,产生的调制信号如下:(3)SSB信号调制原理为:单边带调幅:抑制载波调幅信号SSB的调制可利用解析信号的希尔伯特变换来实现。
基带信号的希尔伯特变换为,其频谱,SSB信号的表达式为:四、仿真设计(1)仿真思想1)设置好以下几个参数:,,,,;2)基带信号采样的离散时间序列:,频谱采样点离散序列:;3)由于对信号的截短造成与理想的差别,对离散序列进行傅里叶变化时会有一个较小的虚部,避免产生误差故需要取其实部;4)SSB调制中希尔伯特变换可在频域进行,然后再把频域进行傅里叶反变换得到时域信号的希尔伯特变换。
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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。
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、实验目的本次实验的目的是通过使用软件进行通信原理实验,探究数字通信系统的原理和性能。
二、实验内容1.利用软件计算并绘制理想低通滤波器的频率响应曲线。
2.通过软件模拟并比较维纳滤波器与理想低通滤波器的频率响应曲线。
3.仿真带通调制器和解调器在理想信道中的性能。
三、实验步骤1.理想低通滤波器的设计:(1)利用软件,设置滤波器参数,如截止频率和滤波器类型。
(2)计算并绘制理想低通滤波器的频率响应曲线。
2.维纳滤波器与理想低通滤波器的比较:(1)利用软件设置维纳滤波器参数,如截止频率和信噪比。
(2)仿真并比较维纳滤波器与理想低通滤波器的频率响应曲线。
3.带通调制器和解调器的性能仿真:(1)设置带通调制器和解调器的参数,如载波频率和调制系数。
(2)仿真并分析带通调制器和解调器的性能,如频率响应和误码率。
四、实验结果五、实验分析通过本次实验,我们对数字通信系统的原理和性能有了更深入的了解。
首先,理想低通滤波器的频率响应曲线能够更清晰地展现滤波器的特性,帮助我们更好地了解滤波器的设计和应用。
其次,维纳滤波器相对于理想低通滤波器而言,频率响应存在一定的失真,但对于噪声有一定的抑制作用。
在实际应用中,需要根据具体需求选择适合的滤波器类型。
最后,带通调制器和解调器的性能仿真结果能够帮助我们评估系统的性能,如误码率和频率响应。
通过调整调制系数和载波频率,可以使系统在一定范围内具有较好的性能。
六、实验结论通过本次实验的软件仿真,我们探究了数字通信系统的原理和性能。
实验结果显示,理想低通滤波器具有良好的频率响应特性;维纳滤波器能对噪声进行一定的抑制,但频率响应存在一定的失真;带通调制器和解调器在适当的调制系数和载波频率下能够获得较低的误码率和良好的频率响应。
总之,本次实验通过软件仿真,使我们更好地理解了通信原理中的数字通信系统及其性能分析方法,提高了我们的实践能力和理论知识水平。
北邮通原软件实验报告
北邮通原软件实验报告北京邮电大学实验报告题目:班级:专业:姓名:成绩:实验1: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.实验原理抽样定理:设时间连续信号m(t),其最高截止频率为fm ,如果用时间间隔为T抽样过程原理图(时域)重建过程原理图(频域)具体而言:在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
或者说,如果一个连续信号f(t)的频谱中最高频率不超过f h,这种信号必定是个周期性的信号,当抽样频率f S≥2 f h时,抽样后的信号就包含原连续信号的全部信息,而不会有信息丢失,当需要时,可以根据这些抽样信号的样本来还原原来的连续信号。
根据这一特性,可以完成信号的模-数转换和数-模转换过程。
三.实验步骤1.将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。
实现验证抽样定理的仿真系统,同时在必要的输出端设置观察窗。
如下图所示2.设置各模块参数三个基带信号频率从上至下依次为10hz、20hz、40hz。
抽样信号频率fs设置为80hz,即2*40z。
(由抽样定理知,fs≥2fH)。
低通滤波器频率设置为40hz 。
设置系统时钟,起始时间为0,终止时间设为1s.抽样率为1khz。
3.改变抽样速率观察信号波形的变化。
四.实验结果五.实验建议、意见将抽样率fs设置为小于两倍fh的值,观察是否会产生混叠失真。
实验2:验证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.实验原理基带传输系统模型奈奎斯特准则提出: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。
无码间干扰基带传输时,系统冲击响应必须满足x(nTs)=1(n=0); x(nTs)=0(n=!0)。
