重慶郵電大學(xué)通信系統(tǒng)綜合設(shè)計實訓(xùn)Ⅱ報告

..通信與信息工程學(xué)院通信系統(tǒng)綜合設(shè)計實訓(xùn)Ⅱ?qū)嶒瀳蟾姘嗉墸?*****:隱式馬爾科夫?qū)W號：********x實訓(xùn)一模擬調(diào)制系統(tǒng)的仿真設(shè)計一、實訓(xùn)目的：1、掌握模擬調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)原理；2、理解相干解調(diào)。二、仿真容：1、畫出AM、DSB、SSB調(diào)制信號的時域波形和頻譜圖。2、完成DSB信號的調(diào)制和相干解調(diào)。三、DSB模型四、仿真步驟和結(jié)果1、線性調(diào)制1〕假定調(diào)制信號****，載波，繪制調(diào)制信號和載波的時域波形如圖一2〕進(jìn)展DSB調(diào)制，進(jìn)展AM調(diào)制，繪制DSB已調(diào)信號和AM已調(diào)信號的波形，用相移法進(jìn)展SSB調(diào)制，并與調(diào)制信號波形進(jìn)展對照。3)對DSB已調(diào)信號、AM已調(diào)信號和SSB已調(diào)信號進(jìn)展FFT變換，得到其頻譜，4〕對DSB信號進(jìn)展相關(guān)解調(diào)，并繪制DSB信號圖，解調(diào)信號及其頻譜頻譜圖。五、思考題1、與調(diào)制信號比擬，AM、DSB和SSB的時域波形和頻譜有何不同？答：從時域上來看，wd=%E8%B0%83%E5%88%B6%E4%BF%A1%E5%8F%B7&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YLuhn1PyRsPWu-ryR4Pj9B0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EPjDdPWRdnHcY"調(diào)制信號波形與AM的包絡(luò)一樣，而與DSB、SSB的不同；從頻域上來看，AM信號包含有載波、上下邊帶；DSB僅有上下邊帶而無載波；SSB僅有上邊帶或下邊帶而無載波；上邊帶或下邊帶的帶寬與wd=%E8%B0%83%E5%88%B6%E4%BF%A1%E5%8F%B7&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YLuhn1PyRsPWu-ryR4Pj9B0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EPjDdPWRdnHcY"調(diào)制信號帶寬相等。2、低通濾波器設(shè)計時應(yīng)考慮哪些因素？答：采樣率、阻帶邊緣衰減、通帶邊緣衰減等3、采用相干解調(diào)時，接收端的本地載波與發(fā)送載波同頻不同相時，對解調(diào)性能有何影響？答：會導(dǎo)致載波失真，不能完整地解調(diào)出來，波同頻不同相時。當(dāng)相差為Δφ,解調(diào)輸出的信號的幅度會隨著相差從小到大(π/8,π/4,π/3,π/2)逐漸變小。當(dāng)相差為π/2時,輸出信號幅度最小。實訓(xùn)二PCM系統(tǒng)仿真一、實驗?zāi)康?、掌握脈沖編碼調(diào)制原理；2、理解量化級數(shù)、量化方法與量化信噪比的關(guān)系。二、實驗容1、對模擬信號進(jìn)展抽樣和均勻量化，改變量化級數(shù)〔或者編碼位數(shù)〕和信號大小，根據(jù)MATLAB仿真獲得量化誤差和量化信噪比。2、對模擬信號進(jìn)展抽樣、A律壓縮量化，改變量化級數(shù)〔或者編碼位數(shù)〕和信號大小，根據(jù)MATLAB仿真獲得量化誤差和量化信噪比。三、實驗步驟1、均勻量化1)產(chǎn)生一個周期的正弦波x(t)=cos2πt，以500Hz以上頻率進(jìn)展采樣，并進(jìn)展8級均勻量化，2)以32Hz的抽樣頻率對x(t)=sin(2*pi*t)進(jìn)展抽樣，并進(jìn)展8級均勻量化。繪出正弦波波形(用plot函數(shù))、樣值圖，量化后的樣值圖、量化誤差圖3)以2000Hz對x(t)=sin(2*pi*t)進(jìn)展采樣，改變量化級數(shù)，分別仿真得到編碼位數(shù)為2～8位時的量化信噪比，繪出量化信噪比隨編碼位數(shù)變化的曲線。另外繪出理論的量化信噪比曲線進(jìn)展比擬。4)在編碼位數(shù)為8和12時采用均勻量化，在輸入信號衰減為0～50dB時，以均勻間隔5dB仿真得到均勻量化的量化信噪比，繪出量化信噪比隨信號衰減變化的圖形。注意，輸入信號減小時，量化圍不變；抽樣頻率為2000Hz。2、A律壓縮量化1)對信號x(t)=sin2πt按A律進(jìn)展壓縮，然后以32Hz的抽樣頻率進(jìn)展抽樣，再進(jìn)展8級均勻量化。壓擴參數(shù)為8和12時均勻量化、編碼位數(shù)為8時A律壓擴量化，在輸入信號衰減為0～50dB時，以間隔5dB仿真得到量化信噪比，繪出量化信噪比隨信號衰減變化的圖形。另外繪出8和12位編碼時采用均勻量化的理論量化信噪比曲線進(jìn)展比擬。注意，輸入信號減小時，量化圍不變；抽樣頻率為2000Hz。四、思考題1、圖2‐3說明均勻量化信噪比與量化級數(shù)(或編碼位數(shù))的關(guān)系是怎樣的？答：量化信噪比隨著量化級數(shù)的增加而增加，隨著量化級數(shù)的減小，當(dāng)小到一定程度的時候是不能滿足通信質(zhì)量的要求的。2、分析圖2‐5，A律壓縮量化相比均勻量化的優(yōu)勢是什么？答：A律壓縮量化的信噪比變化相對平緩，編碼位數(shù)變化較小。實驗三數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)一、實驗?zāi)康?．掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率計算；2．理解信道噪聲和碼間干擾對系統(tǒng)性能的影響；3．掌握最正確基帶傳輸系統(tǒng)中的"無碼間干擾傳輸〞和"匹配濾波器〞的設(shè)計方法；二、實驗原理對于雙極性二進(jìn)制基帶信號，設(shè)它在抽樣時刻的電平取值為+A或‐A〔分別對應(yīng)于信碼"1〞或"0〞〕，當(dāng)發(fā)"1〞碼和發(fā)"0〞碼等概率時，可以求得其最正確判決門限電平。三、實驗步驟1.分別繪制α=1或0.1時的升余弦滾將系統(tǒng)的時域圖和頻域圖：α=1α=0.12.隨機產(chǎn)生周期Ts=1s的單位幅度雙極型沖擊，分別繪制α=1或0.1時的升余弦滾將系統(tǒng)的時域圖和眼圖：α=1時：眼圖如下：α=0.1時：眼圖3．α=1時，分別繪制SNR=20dB\0dB高斯白噪聲干擾下的升余弦滾將系統(tǒng)的時域圖和眼圖：SNR=0dB時，波形圖和眼圖如下：眼圖4.1、隨機產(chǎn)生10^6個二進(jìn)制信息數(shù)據(jù)，采用雙極性碼，映射為±A。隨機產(chǎn)生高斯噪聲(要求信噪比為0～12dB)，疊加在發(fā)送信號上，直接按判決規(guī)那么進(jìn)展判決然后與原始數(shù)據(jù)進(jìn)展比擬，統(tǒng)計出出錯的數(shù)據(jù)量，與發(fā)送數(shù)據(jù)量相除得到誤碼率。畫出誤碼率之間的性能曲線，并與理論誤碼率曲線相比擬。四、思考題數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與哪些因素有關(guān)？答：數(shù)字基帶的誤碼率與輸入的信噪比有關(guān)，信噪比又與輸入信號的能量以及噪聲的能量有關(guān)碼間干擾和信道噪聲對眼圖有什么影響？答：在實驗中繪制眼圖局部發(fā)現(xiàn)帶通濾波器帶寬越大時，既碼間干擾越小時，眼圖效果越好，眼睛開越明顯。觀察不同滾降系數(shù)對時域波形的影響。答：滾降系數(shù)越小，波形的波動越大。4、答：信噪比越高，眼圖的效果越好，當(dāng)無噪聲時，眼圖形狀清晰可見，"眼睛〞開較大，當(dāng)信噪比為0時，眼圖徹底混亂，看不清形狀。5、答：滾降系數(shù)越大，時域波形拖尾振蕩起伏越小，衰減越快。實驗四數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)特性仿真一、實驗?zāi)康?、調(diào)制和解調(diào)原理；2、掌握BPSK的星座圖。二、實驗容1系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)原理、抗噪性能分析。2、BPSK發(fā)送信號和接收信號的星座圖。三、實驗步驟1、繪制時頻波形1〕BPSK信號的波形：設(shè)基帶波形為矩形波，設(shè)載波頻率為3Hz，每符號采樣點數(shù)為100，方針符號個數(shù)為1000，繪制基帶信號哦的波形圖和頻譜圖；繪制BPSK已調(diào)信號的波形圖和頻譜圖。雙極型二進(jìn)制基帶信號的時域波形圖和頻譜圖BPSK已調(diào)信號的時域波形圖和頻譜圖：2.載波頻率為10Hz，繪制QPSK 已調(diào)信號的波形圖和頻譜圖。3.對BPSK信號參加高斯白噪聲〔SNR=20dB〕，并完成BPSK的相干解調(diào)，繪制與同頻同相的載波相乘后的信號波形和頻譜、低通濾波后輸出信號的波形和頻譜。4.仿真符號總個數(shù)為10^5，繪制信噪比為20dB和5dB的BPSK、QPSK接收信號星座圖SNR分別為20dB和5dB時候的BPSK星座圖如下：SNR分別為20dB和5dB時候的QPSK星座圖如下：四、思考題1. 隨著Eb/no的增大，4PSK系統(tǒng)的誤碼率如何變化？為什么？答：隨著Eb/no的增大。誤碼率逐漸下降。2. 基帶信號采用不歸零矩形脈沖時，QPSK的頻帶信號的頻帶利用率是多少？如果基帶信號采用滾降頻譜特性的波形時頻帶利用率又是多少？3. 試從QPSK系統(tǒng)的接收信號星座圖來解釋如何進(jìn)展判決？答：通?？梢杂眯亲鶊D來描述BPSK系統(tǒng)的接收信號空間分布狀態(tài)。在上述仿真條件下