实验一 简单基带传输系统分析一、实验目的:通过本次实验,旨在达到以下目的:1. 结合实践,加强对数字基带通信系统原理和分析方法的掌握; 2. 掌握系统时域波形分析、功率谱分析和眼图分析的方法; 3.进一步熟悉systemview 软件的使用,掌握主要操作步骤。
二、实验内容构造一个简单示意性基带传输系统。
以双极性PN 码发生器模拟一个数据信源,码速率为100bit/s ,低通型信道中的噪声为加性高斯噪声(标准差=0.3v )。
要求: 1.观测接收输入和低通滤波器输出的时域波形; 2.观测接收滤波器输出的眼图;3.观测接收输入和滤波输出的功率谱;4.比较原基带信号波形和判决恢复的基带信号波形。
三、实验原理简单的基带传输系统原理框图如图2-1-1所示,该系统并不是无码间干扰设计的,为使基带信号能量更为集中,形成滤波器采用高斯滤波器。
四、实验要求1. 数字基带传输系统仿真电路图;2. 获得信源的PN 码输出波形、经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形、滤波器输入端信号波形、抽样判决器输出端恢复的基带信号波形;3. 对比输入端PN 码波形和输出端恢复的波形,并分析两者的区别;4. 对比PN 码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱,并分析两者的差别;5. 对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图,并分析两者的差别。
五、实验结果和分析图 2-1-2 创建的简单基带传输仿真分析系统PN 码 发生器低 通高 斯 噪声源加性高斯低通型信道图2-1-1 简单基带传输系统组成框图+形 成 滤波器接 收 判 决信源的PN码输出波形:功率谱:经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形:经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形的功率谱:滤波器输入端信号波形:抽样判决器输出端恢复的基带信号波形:信道输入端信号眼图:信道输出端信号眼图:结果分析:1、对比输入端PN码波形和输出端恢复的波形,并分析两者的区别输出端恢复的波形有延迟2、对比PN码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱,并分析两者的差别;经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱主要集中在低频端,能量相对集中,而PN 码的功率谱主瓣外的分量较大。
3、对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图从图可以看出,由于信道的不理想和叠加噪声的影响,信道输出眼图将比输入的差些,信道输入眼图明显比较平滑。
编号图符块属性(Attribute)类型(Type)参数设置(Parameters)0 Source PN Seq Amp=1v,Offset=0v,Rate=100Hz,Levels=2, Phase=0 deg1 Operator Linear Sys Couminication filter library, Gaussian, Bandwidth=1002 Adder -- --3 Source Gauss Noise Std Dev=0.3v,Mean=0v.4 Operator Linear Sys Analog…,Butterworth Lowpass IIR,5 Poles, low cutoff=200Hz.通过本次实验,初步熟悉了systemview软件的使用,并能够进行运行使用,、对数字基带通信系统原理和分析方法更加的了解;学会了系统时域波形分析、功率谱分析和眼图分析的方法;在实验过程中发现系统的输出波形自分析起始时刻开始常常有一段时间的过渡过程,过渡状态期间的眼图较差,所以设置眼图观察的起始时刻应让过这段时间,才能使眼图的演示更加明显,将初始时间调整为0.005s。
通过实验操作发现参数的设置会影响整个实验结果,发现自己的理论知识不牢,使得参数的设置不够准确,自己应该加强理论知识的学习。
实验二二进制键控系统2ASK与2FSK分析一、实验目的通过本次实验,旨在达到以下目的:1.掌握2ASK和2FSK调制的原理与实现;2.掌握相干解调法的原理与实现;3.加强对2ASK和2FSK信号的时域波形和功率谱等知识点的掌握。
二、实验内容分别创建2ASK和2FSK系统的调制和解调系统仿真电路图,观察系统中各指定点信号的时域波形和频谱结构,并对实验结果进行分析。
一、2ASK调制与相干解调系统分析一、实验原理相干接收2ASK系统组成如图2-2-1所示:图2-2-1 2ASK调制与相干解调系统工作原理图二、实验要求:1.2ASK调制和相干解调仿真电路图;2.获得信源的PN码输出波形、2ASK调制波形、2ASK解调波形;3.对比输入端PN码波形和输出端解调恢复的波形,并分析两者的区别;4.获得2ASK信号的功率谱,并对之进行分析;5.改变Token6的参数,设置F=800Hz,其他参数不变。
对比解调恢复的波形与输入端PN码波形,并对对比结果进行分析。
三、实验结果和分析图2-2-2 仿真系统组成系统信源的PN码输出波形:2ASK调制波形:2ASK解调波形:抽样判决器输出端的2ASK解调波形:2ASK信号的功率谱:解调恢复的波形:输入端PN码波形:结果分析:1、对比输入端PN码波形和输出端解调恢复的波形,并分析两者的区别;输出端解调恢复的波形和输入端PN码波形相比有一定的延时2、获得2ASK信号的功率谱,并对之进行分析;2ASK信号的功率谱是基带信号功率谱的线性搬移,功率主要集中在主瓣内。
3、改变Token6的参数,设置F=800Hz,其他参数不变。
对比解调恢复的波形与输入端PN 码波形,并对对比结果进行分析。
解调恢复的波形:输入端PN码波形:只改变Token6的参数,导致调制用的载波Token2和解调用的载波Token6频率不同,因此解调恢复的波形对比输入波形产生误码。
四、主要部件参数Token0: 双极性二进制基带码源(PN码),参数:Amp=1v;Offset=0v;Rate=100Hz;No.of Level=2;Token1,5: 乘法器;Token2: 正弦载波信号源,参数:Amp=1V;F=1000Hz;Phase=0;Token3: 加法器;Token4: 高斯噪声源,参数:Std Deviation=0.5V;Mean=0V;Token6: 正弦本地同步载波信号源,参数设置同Token2;Token7: 模拟低通滤波器,参数:Butterworth_Lowpass IIR;No.of Poles=5;LoCuttoff=300Hz;Token8,9,10,12:信宿接收分析器(Sink8,Sink9,Sink10)。
Token11:Comparison=’>=’,True Output=1V,False Output=0v,A input=t14 Output0,B input=t15Output0Token13: Interpolating,Rate=10000Hz,Aperture=0 sec,Aperture Jitter=0 sec,Token14: Last Value ,Gain=2Token15: Amp=0V;F=1Hz;Phase=0二、相干解调2FSK系统分析一、实验原理以话带调制解调器中CCITT V.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CCITT V.23建议的2FSK仿真系统,调制采用“键控法”产生2FSK信号,解调采用“相干解调法”。
系统组成及原理如图2-2-3所示。
选择开关载波1二进制信息输出载波22FSK键控法原理方框图2FSK相干解调法原理方框图二、实验要求1、2FSK调制和相干解调仿真电路图,其中,2FSK相干解调仿真电路图中各组件的类型和参数列表给出。
a)获得信源的PN码输出波形、2FSK调制波形、上支路恢复波形、下支路恢复波形和2FSK解调波形;3、对比输入端PN码波形和输出端解调恢复的波形,并分析两者的区别;4、获得2FSK信号的功率谱,并对之进行分析;5、改变两路输入载波的频率参数,其他参数不变。
观测2FSK信号的功率谱形状随着|f2-f1|值改变的变化情况。
三、实验结果和分析2FSK调制和相干解调仿真电路图信源的PN码输出波形:2FSK调制波形上支路恢复波形下支路恢复波形:2FSK解调波形:结果分析:1、对比输入端PN码波形和输出端解调恢复的波形输出端解调恢复的波形和输入端PN码波形相比有延时2、获得2FSK信号的功率谱,并对之进行分析;2FSK信号的功率谱由于对相位不连续的2FSK信号,可以看成两路不同载频的2ASK信号的叠加,即这里2FSK频谱可以近似看成中心频率分别为f1=65Hz和f2=35Hz的两个2ASK频谱的组合,这里|f2-f1|>fs,功率谱出现双峰。
3、改变两路输入载波的频率参数,其他参数不变。
观测2FSK信号的功率谱形状随着|f2-f1|值改变的变化情况。
改变两路输入载波的频率参数,若|f2-f1|<fs,连续谱在f0处出现单峰;若|f2-f1|>fs,出现双峰通过本次实验,掌握了2ASK和2FSK调制的原理与实现;相干解调法的原理与实现;对2ASK和2FSK信号的时域波形和功率谱等知识点有了更深的了解。
实验中要注意各参数的确定,这就要求理论知识的牢固,发现自己这方面欠缺,要加强理论的学习。
2FSK的相干解调法的原理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调,然后进行判决。
判决规则应与调制规则相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率f1,则接受时上支路的样值较大,应判决为“1”;反之判决为“0”。
通过实验对键控法调制和相干解调更加的理解,使得所学的理论知识得到了巩固。
实验三 二进制键控系统2PSK 与2DPSK 分析一、实验目的:通过本次实验,旨在达到以下目的:1. 掌握2PSK 和2DPSK 调制的原理与实现;2. 相位模糊问题及其解决方法3. 巩固相干解调法的原理与实现;4. 加强对2PSK 和2DPSK 信号的时域波形和功率谱等知识点的掌握。
二、实验内容:分别创建2PSK 和2DPSK 系统的调制和解调系统仿真电路图,观察系统中各指定点信号的时域波形和频谱结构,并对实验结果进行分析。
一、 相干接收2PSK 系统分析 一、实验原理:相干接收2PSK 系统组成如图2-3-1所示:对2PSK 信号相干接收的前提是首先进行载波提取,可采用平方环或科斯塔斯环来实现。
为分析方便起见,在本实验中可直接在接收端设置一个与发送端严格同步的本地载波源。
另外,本实验中暂不考虑位同步提取问题。
二、实验要求1. 2PSK 调制和相干解调仿真电路图;2. 获得信源的PN 码输出波形、2PSK 调制波形、低通滤波器输出波形和过零比较器输出波形;3. 对比2所得波形,看解调是否正确;4. 获得2PSK 信号的功率谱,并对之进行分析;5. 重新设置本地载波源的参数,将其中的相位设为180°,运行后再观测解调的结果,并对结果进行分析三、实验结果和分析PN 码 发生器×载 波噪声 载 波 提 取低通+×信道输出图3-2-1 2PSK 系统组成2PSK仿真系统信源的PN码输出波形:2PSK调制波形:低通滤波器输出波形:过零比较器输出波形:2PSK信号的功率谱:结果分析:1、对比所得波形,看解调是否正确。