通信系统仿真实验

实验一、Systemview 操作环境的认识与操作

一、实验目的

1、了解和熟悉Systemview 软件的基本使用;

2、初步学习Systemview 软件的图符库, 能够构建简单系统。

二、实验要求:

1、PDF 中1.7练习

2、正弦信号(频率为学号*10,幅度为(1+学号*0.1)V )、及其平方谱分析;并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。

三、实验仿真

四、实验结论

输出信号底部有微弱的失真,调节输入的频率的以及平方器的参数,可以改变输入信号的波形失真,对于频域而言,sin 信号平方之后,其频率变为原来的二倍,这一点可有三角函数的化简公式证明

实验二、滤波器使用及参数设计

一、实验目的

1、学习使用SYSTEMVIEW 中的线性系统图符。

2、 掌握典型FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程。

3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。

二、实验要求:

学习滤波器的设计

1、设计一种FIR 型带通滤波器,带通滤波器的带通范围为150H Z -200Hz

,下

边带截止频率为120H Z 。上边带截止频率为230H Z 。截止点相对于滤波器带通区的归一化增益为-60dB 。

2、设计一种模拟低通滤波器,低通滤波器的通带范围为学号*10。

三、实验仿真

四、实验结论

对于试验中低通滤波器的参数设置不太容易确定,在输入完通带宽度、截止频率和截止点的衰落系数等滤波器参数后,如果选择让SystemView 自动估计抽头,则可以选择“Elanix Auto Optimizer”项中的“Enabled ”按钮,再单击“Finish

按钮退出即可。此时,系统会自动计算出最合适的抽头数通常抽头数设置得越大,滤波器的精度就越大。

实验三、模拟线性调制系统仿真(AM )

一、实验目的

1、学习使用SYSTEMVIEW 构建简单的仿真系统。

2、 掌握模拟幅度调制的基本原理。

3、 掌握常规调幅、DSB 的解调方法。

4、掌握AM 信号调制指数的定义。

二、 实验要求

1、完成PDF 中4.1节的AM 调幅仿真(要求调制信号频率为学号*10),改变调制度,并观察输出波形(已调波) 的变化;观察其输出频谱

2、设计滤波器,完成AM 系统的解调;观察其输出频谱;

三、 实验仿真

四、 实验结论

高斯白噪声的功率谱是均匀分布的,作为一种噪声,仿真的时候加上高斯白噪声其结果频谱宽但是除了输出信号的频谱功率大些,其他的比较微弱,低通滤波器对高斯白噪声的影响并不是很大,在实际中,所有的通信系统中都不可避免的引入高斯白噪声。

实验四、DSB 调制解调仿真

一、实验目的

1、 学习使用SYSTEMVIEW 构建简单的仿真系统。

2、 掌握模拟幅度调制的基本原理。

3、 掌握常规调幅、DSB 的解调方法。

4、 掌握AM 信号调制指数的定义。

二、实验要求

使用通信库中现成的双边带调幅图符重新完成4.1节中的仿真,并进行解调及分析

三、实验仿真

四、实验结论

DSB

系统在无干扰的信道中传输时,解调后的波形与调制信号波形相比较,

只是发生了一点延迟,幅度变化也不是很大,其波形基本与调制信号波形一样。而DSB 系统在有噪声干扰的信道中传输时,解调后的信号不仅有延迟,而且波形发生了变化,仍然为正弦波,但是幅度却发生了很大变化,而且是不规则的幅度变化。

实验五、SSB 调制解调仿真

一、实验目的

1、 熟悉和掌握单边带调制解调方法,以及对比单边带和双边带调制,比较其优缺点,、掌握SSB 调制解调设计流程。

2、 练习使用SytemView 软件仿真的使用。构造一般的仿真系统

二、实验要求

参考PDF 4.3节,采用移相法完成SSB 调制,并进行解调。

三、实验仿真

四、实验结论

实验中并没有加高斯白噪声,但输出的结果频谱仍然有些噪声。实验中采用的频率为180Hz ,结果图并不理想,也没有把上边带和下边带的频谱放在一起对比,不过在试验中,最开始的时候两个信号的频率一样的时候,上边带互相抵消的,上边带没有波形。

实验六、模拟角度调制系统仿真

一、实验目的

1、分析理解FM 调制的意义

2、掌握FM 调制的基本原理

3、设计调制及解调仿真系统

二、实验要求

1、完成PDF 中5.1.1、5.1.2节的仿真;

2、加大5.1.2节中FM 调制器的调制增益,观察输出FM 信号的频谱变化。在解调器前面加大噪声,并逐步改变噪声功率,观察解调波形失真情况。

三、实验仿真

四、实验结论

实验参数设置比较麻烦,参数设置的并不太合适导致输出信号的波形并不是十分规范,实验输出信号的频谱也存在很大的噪声,在试验中修改滤波器的参数可以使得输出的波形和频谱改变较大,但是很难找到一个十分完美的参数使得信号可以完美的无失真,调频信号的频率为180Hz ,滤波器的参数根据调制信号和载波信号的频率进行适当的设置即可。

实验七、脉冲幅度调制系统仿真

一、实验目的

1、 理解并掌握抽样定律,了解抽样定理的一般应用。

2、 设计一个脉冲幅度调制的通信系统,掌握脉冲幅度调制系统的一般设计流程和方法

二、实验要求

1、理解抽样定理的意义

2、采用乘法抽样与开关抽样两种方式完成信号的取样与恢复

三、实验仿真

四、实验结论

当采样频率小于奈奎斯特频率时,在接收端恢复信号失真比较大,这是因为存在信号 混叠,当采样频率大于或者等于奈奎斯特采样频率的时候,恢复信号和原始信号基本一致,理论上理想抽样频率为2倍的奈奎斯特带宽,但是在实际工程应用中,限带信号绝对不会严格限带,而且实际滤波器特性并不理想。

实验八基带传输系统眼图分析与观察

一、实验目的

了解眼图分析法中系统参数的影响,建立构成观察眼图的基带传输仿真原理图,掌握眼图观察的相关参数的设置。眼图 的 "眼睛" 张开的大小反映着码间串扰的强弱。 "眼睛" 张的 越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小; 反之表示码间串扰越大。学习如何通过眼图来评价一个通信系统的性能。

二、实验要求

参考pdf7.2节

1、了解眼图分析法中系统参数的影响

2、建立构成观察眼图的基带传输仿真原理图,掌握眼图观察的相关参数的设置

三、实验仿真

四、实验结论

信噪比是度量通信系统通信质量可靠性的一个主要技术指标,眼图能直观的表明码间串扰和噪声的影响,可以用来评价一个通信系统的优劣,另外也可以用来根据眼图对接收滤波器的特性加以调整,以减少码间串扰和改善系统的传输性能。

实验九数字信号的载波调制系统仿真

一、实验目的

1、熟悉并且掌握数字信号的载波传输的基本原理,

2、掌握原理图,能根据原理图设计出对应的通信系统,

3、掌握原理图中各部分的作用与组成,

4、掌握相干解调和非相干解调的基本原理,掌握两种解调方式的优缺点,并能够根据实际情况选用适当的解调方式,

5、熟悉SystemView 的仿真流程,进一步简易通信系统的设计流程

二、实验要求

1、学习数字信号的载波传输的基本原理(包括2ASK 、2FSK );

2、完成2ASK 调制仿真(包括调幅法和键控法)和解调仿真(相干解调和非相干解调);

3、完成2FSK 调制仿真(包括模拟调频法和键控法)和解调仿真(相干解调和非相干解调);

三、实验仿真

四、实验结论

在2ASK 调制中,载波的幅度只有两种变化状态,即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续的输出。有载波输出时表示“1”,无载波输出时表示发送“0。2FSK 信号产生的方法一般有两种:一种叫直接调频法,另一种叫频移键控法。所谓直接调频法,就是将输入的基带脉冲去控制一个振荡器的某种参数,而达到改变振荡频率的目的。虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高;键控法就是利用矩形脉冲序列控制的开关电路,对两个不同的独立频率源进行选通。一般来说,键控法采用两个独立的振荡器, 得到的是相位不连续的2FSK 信号;而且直接调频法f1,f2由同一个谐振电路产生,则得到相位连续的2FSK 信号。2FSK 信号便是0符号对应于载频f1,1符号对应于载频f2(与f1不同的另一个载频)的一调制波形,而f1与f2的改变是瞬间完成的;

十、自行设计内容:增量调制

一、实验目的

1. 通过实验加深对课本理论知识的理解。

2. 掌握SystemView 进行通信原理仿真的方法。

3. 通过实验进一步掌握增量调制系统的构成及其工作原理。

4. 通过实验现象对比,了解系统各项参数对系统性能的影响。

二、实验要求

1、分析各个模块在系统中的作用,并说明系统构成的原理。

2、说明系统各个参数设定的具体依据。

3、改变系统参数,结合输出波形分析造成输出波形失真的原因。

三、实验仿真

四、实验结论

输出端较好的还原了输入信号,经过判决器后输出的波形为连续的1和-1,从波形上来看,就是一些看似无规律的方波,而积分器正是在这些方波为高(即1)时积分,而在为低(-1)时反积分,从而还原输入信号。但是在上图中我们看到在信号低频部分(即波形左边部分)有失真现象,这是因为量化阶设置比较大,虽然能够较好的还原高频部分,但却在低频部分却产生了失真,


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