基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告

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：2011211126专业：信息工程姓名：序号：27成绩：实验一：验证抽样定理一、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、实验原理低通滤波器频率与m（t）相同三、实验步骤1.要求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。2.连接各模块完成系统，同时在必要输出端设置观察窗。3.设置各模块参数。三个基带信号的频率从上到下分别设置为11hz、20hz、29hz。抽样信号频率设置为40hz、120hz、250hz。将低通滤波器频率设置为30hz，则将恢复第三个信号进行系统定时设置，起始时间设为0，终止时间设为1s.抽样率设为1khz。3.观察基带信号、抽样后的信号、最终恢复的信号波形四、实验结果下边所示三个图分别为抽样频率是120hz(刚好等于两倍信号频率)，250hz（120hz），40hz(120hz时输入与输出信号的波形图。等于50HZ时等于120HZ时等于250HZ时五、实验讨论由上图可知，当抽样信号频率大于等于两倍输入信号的频率时，所得到的输出信号波形无失真。当抽样信号频率小与两倍输入信号的频率时，输出波形有较大失真。这恰能验证了抽样定理，达到了实验的目的。六、实验建议、意见通过这次实验，我进一步了解了抽样定理的意义和作用，同时也学习了systemview软件的一些用法，了解了软件的一些基本的功能。对于抽样定理，我加深的认识是,在实验中通过设置采样频率和低通滤波器的频率这，将理论知识用到了实际去，并且也理解了抽样定理的原理。实验二: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、实验原理在现代通信系统中，码元是按照一定的间隔发送的，接收端只要能够正确地恢复出幅度序列，就能够无误地恢复传送的信号。因此，只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真，而不必追求整个波形不变。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。奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个传送过程传递函数满足：,其充分必要条件是x(t)的傅氏变换X(f)必须满足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。式中Rb为传码率，单位为比特/每秒（bps）。fN和BN分别为理想信道的低通截止频率和奈奎斯特带宽。上式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，已获得广泛应用的滤波器。升余弦滤波器的带宽为：。其中，α为滚降系数，0≤α≤1，三、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。设计图如下2.在信道带宽一定的条件下，首先在无噪声的情况下，分别观察输入信号与输出信号特性。3.在信道带宽一定的条件下，加入噪声，观察输入信号、输出信号波形；四、实验结果1.在没有输入噪声的时候，各个信号的输出波形图如下其中左上为基带信号，右下为输出信号。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如图：此时信道带宽不满足奈奎斯特带宽，输出波形与输入波形明显不一致3.在设置输入噪声（标准差为1V）时，各个信号的输出波形如图其中左上为基带信号，右下为输出信号。由图可知，在有输入噪声干扰的情况下输出波形存在误码。在最大抽样时刻的眼图五、实验讨论在没有噪声干扰时，由图可知输出信号可以无失真还原出基带信号。（由于有时延，可对比0.6秒处附近的信号波形，两个较宽的方波附近基本相同）在参数设置方面，基带信号频率为100hz,升余弦滤波器的滚降因子为0.5，信道限带为75hz。刚好满足无码间干扰的最大抽样时刻。在信道带宽一定的条件下，将输入信号的传输速率增大一倍，为20hz，观察输入信号、输出信号波形；此时信道带宽不满足奈奎斯特带宽，输出波形与输入波形明显不一致在设置噪声干扰时，由图可知，在有输入噪声干扰的情况下输出波形存在误码。六、实验建议、意见通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了奈奎斯特抽样定理，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最佳路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。通过实验我也知道了平时所学如果不加以实践的话等于纸上谈兵。在实验中我们对滤波带宽、阶数等参数进行不同设置，特别好地从不同方面、深入地理解通信的知识。实验三：16QAM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通过时域、频域波形以及信号的星座图分析系统性能。二、实验原理1．MQAM的调制原理输入的二进制序列经过串并变换器，输出为速率减半的两路并行序列，再分别经过2电平到L电平的变换，形成L电平的基带信号，再分别对同相载波和正交相乘，最后将两路信号相加，得到MQAM信号2.MQAM信号的解调原理MQAM信号采用正交相干解调方法。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。MQAM的解调原理框图，如图。三、实验步骤1.设计仿真系统3.仿真，观察波形信号、16QAM星座图、眼图4.无噪声情况下增加低通滤波器的带宽，观察波形信号、16QAM星座图、眼图5.将高斯噪声标准差增大为1v，然后逐渐增大低通滤波器带宽，观察波形信号、16QAM星座图、眼图四、实验结果（1）观察无噪声时，16QAM信号波形及星座图16QAM星座图星座图能量较规整，误码率相对较低。眼图眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小；（2）分别通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响增加噪声标准差为1V时，16QAM星座图和眼图如下星座图能量杂乱，误码率较高。眼图眼睛睁开较小，表明码间干扰较大；（3）改变带宽时，通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响带宽为20hz时16QAM星座图和眼图如下带宽为50hz时16QAM星座图和眼图如下从以上图的对比可知，同等带宽下，增大噪声时，带宽越大星座图变化的越明显。同等噪声下，增大带宽时，带宽越接近基带信号速率，抗噪性越好。五、实验讨论在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小，星座图能量较规整，误码率相对较低。在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大，星座图能量杂乱，误码率较高。可见，噪声对系统性能有一定影响。同等噪声下，增大带宽时，带宽越接近基带信号速率，抗噪性越好。六、实验建议、意见通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了16QAM的调制与解调，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最饥饿路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。通过实验我也知道了平时所学如果不加以实践的话等于纸上谈兵。在实验中我们对16QAM的调制解调在噪声存在与否、滤波带宽、阶数等参数进行不同设置，特别好地从不同方面、深入地理解通信的知识。