北理工通信电路软件实验报告二

实验二二进制键控系统分析(一)相干接收2ASK系统分析1.相干接收2ASK系统分析相干接收2ASK系统组成如下图所示：图12ASK系统组成原理图2.上机操作步骤在SystemView系统窗下创建仿真系统，首先设置时间窗，运行时间：0-0.3秒，采样速率：10000Hz。组成系统组成如下图。参数如元件参数便笺所示。3.分析内容要求1)在系统窗下创建仿真系统，观察指定分析点的波形、功率谱及谱零点带宽；2)改变元件设置参数，观察仿真结果：如果PN码改为双极性码（Amp=1v,Offset=0v），能产生2ASK信号吗？此时产生的是什么数字调制信号？改变高斯噪声强度，观察解调波形变化，体会噪声对数据传输质量的影响；4.实验结果与分析(1)调制信号为PN码信道二进制基带信号噪声滤波采样判决载波载波{}{}a)各分析点波形SystemView00100e-3100e-3200e-3200e-3800e-3400e-30AmplitudeTimeinSecondsSink1200100e-3100e-3200e-3200e-310-1AmplitudeTimeinSecondsSink1300100e-3100e-3200e-3200e-3210-1-2AmplitudeTimeinSecondsSink1400100e-3100e-3200e-3200e-3400e-30AmplitudeTimeinSecondsSink1500100e-3100e-3200e-3200e-3400e-30AmplitudeTimeinSecondsSink1600100e-3100e-3200e-3200e-3800e-3400e-30AmplitudeTimeinSecondsSink17b)功率谱SystemView008008001.6e+31.6e+32.4e+32.4e+33.2e+33.2e+34e+34e+34.8e+34.8e+30-20-40-60PowerdBmFrequencyinHz(dF=3.332Hz)PowerSpectrumofSink12(dBm50ohms)MixedRadixSystemView008008001.6e+31.6e+32.4e+32.4e+33.2e+33.2e+34e+34e+34.8e+34.8e+30-50-100-150-200-250-300-350PowerdBmFrequencyinHz(dF=3.332Hz)PowerSpectrumofSink13(dBm50ohms)MixedRadix基带信号功率谱调制信号功率谱分析：由功率谱可以看出，基带信号能量主要在低频段，而2ASK调制信号的能量则位于载频的3KHz左右，符合信号经过乘法器线性搬移的结果。同时，谱零点带宽约为200Hz，也符合码元速率的两倍。(2)调制信号为双极性码（Amp=1v,Offset=0v）a)各分析点波形SystemView00100e-3100e-3200e-3200e-310-1AmplitudeTimeinSecondsSink1200100e-3100e-3200e-3200e-310-1AmplitudeTimeinSecondsSink1300100e-3100e-3200e-3200e-3210-1-2AmplitudeTimeinSecondsSink1400100e-3100e-3200e-3200e-3800e-3400e-30-400e-3-800e-3AmplitudeTimeinSecondsSink1500100e-3100e-3200e-3200e-3400e-30-400e-3AmplitudeTimeinSecondsSink1600100e-3100e-3200e-3200e-3800e-3400e-30AmplitudeTimeinSecondsSink17b)功率谱SystemView008008001.6e+31.6e+32.4e+32.4e+33.2e+33.2e+34e+34e+34.8e+34.8e+30-20-40-60-80PowerdBmFrequencyinHz(dF=3.332Hz)PowerSpectrumofSink12(dBm50ohms)MixedRadix基带信号功率谱SystemView008008001.6e+31.6e+32.4e+32.4e+33.2e+33.2e+34e+34e+34.8e+34.8e+30-50-100-150-200-250-300PowerdBmFrequencyinHz(dF=3.332Hz)PowerSpectrumofSink13(dBm50ohms)MixedRadix分析：由PN码变为双极性码之后，调制波形不再是2ASK，而是BPSK，两者功率谱密度规律基本一致，谱零点带宽也均为200Hz左右。(3)改变高斯噪声强度（StdDev=1v）SystemView00100e-3100e-3200e-3200e-310-1AmplitudeTimeinSecondsSink1200100e-3100e-3200e-3200e-310-1AmplitudeTimeinSecondsSink1300100e-3100e-3200e-3200e-340-4AmplitudeTimeinSecondsSink1400100e-3100e-3200e-3200e-310-1AmplitudeTimeinSecondsSink1500100e-3100e-3200e-3200e-3800e-3400e-30-400e-3-800e-3AmplitudeTimeinSecondsSink1600100e-3100e-3200e-3200e-3800e-3400e-30AmplitudeTimeinSecondsSink17分析：将高斯噪声标准差提高到1V，发现输出信号与输入信号之间已有明显差别，发调制信号功率谱生了较为严重的误码。可见信道噪声越大，误码率越高。（二）2FSK系统分析1.2FSK系统组成以话带调制解调器中CCITTV.23建议规定的2FSK标准为例，该标准为：码速率1200bit/s；f0=1300Hz及f1=2100Hz。要求创建符合CCITTV.23建议的2FSK仿真系统，调制采用“载波调频法”产生CP-2FSK信号，解调采用“锁相鉴频法”。系统组成如下所示。为了提高接收端的抗干扰能力，对于接受滤波器输出的模拟电压通常采用“采样+判决”的处理方法。在本实验中，可在同样噪声干扰时比较仅采用“判决”的波形整形方式与“采样+判决”的处理方式的效果。图12FSK仿真系统组成2.上机操作步骤在SystemView系统窗下创建仿真系统，设置运行时间：0-0.1秒，采样速率：10000Hz。组成系统如下图，各元件参数如图符参数便笺所示。3.分析内容要求1)在系统窗下创建仿真系统，观察各接收分析器的时域波形，体会各图符块在系统中的它特殊作用；观察接收分析器Token10的功率谱，分析该2FSK信号的主要信号能量是否可以通过话带；2)在高斯噪声强度较小时；观察各接收分析器的时域波形；调制解调PN码发生器信道噪声FMPDLFVCOLPF解调输出3)将Token3的标准偏差加大到0.4v，再观察Token19和Token21的时域波形，思考并解释分析结果；4)观察滤波器输出模拟信号波形和采样保持波形，体会“采样”处理环节的作用。4.实验结果与分析1)各分析点波形SystemView0025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink90025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink100025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink110025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink120025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink130025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-320-2AmplitudeTimeinSecondsSink160025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink190025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink21分析：由图可以看出输入信号与解调信号基本一致，只在相位上有差异。2)Token10功率谱分析：由图得信号主要能量位于800Hz-2200Hz之间，故基本能通过话带（300Hz-3400Hz）。3)将高斯噪声强度改为0.01v时，各接收分析器的时域波形SystemView0025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink90025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink100025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink110025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink120025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink130025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-320-2AmplitudeTimeinSecondsSink160025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink190025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink214)加大高斯噪声标准差至0.4vSystemView0025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink90025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink100025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-320-2AmplitudeTimeinSecondsSink110025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink120025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink130025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink160025e-325e-350e-350e-375e-375e-3100e-3100e-30AmplitudeTimeinSecondsSink190025