通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告

《通訊原理》實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：信息工程學(xué)院班級(jí)：08電子信息工程一班學(xué)號(hào)：33姓名：王曉鵬實(shí)驗(yàn)一簡(jiǎn)單基帶傳輸系統(tǒng)剖析【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹拷?jīng)過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，旨在達(dá)到以下目的：1．聯(lián)合實(shí)踐，增強(qiáng)對(duì)數(shù)字基帶通訊系統(tǒng)原理和剖析方法的掌握；2．掌握系統(tǒng)時(shí)域波形剖析、功率譜剖析和眼圖剖析的方法；3．進(jìn)一步熟習(xí)systemview軟件的使用，掌握主要操作步驟。【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】結(jié)構(gòu)一個(gè)簡(jiǎn)單表示性基帶傳輸系統(tǒng)。以雙極性PN碼發(fā)生器模擬一個(gè)數(shù)據(jù)信源，碼速率為100bit/s，低通型信道中的噪聲為加性高斯噪聲（標(biāo)準(zhǔn)差＝）。要求：．觀察接收輸入和低通濾波器輸出的時(shí)域波形；2．觀察接收濾波器輸出的眼圖；3．觀察接收輸入和濾波輸出的功率譜；4．比較原基帶信號(hào)波形和裁決恢復(fù)的基帶信號(hào)波形?！緦?shí)驗(yàn)原理】簡(jiǎn)單的基帶傳輸系統(tǒng)原理框圖如圖2-1-1所示，該系統(tǒng)其實(shí)不是無(wú)碼間擾亂設(shè)計(jì)的，為使基帶信號(hào)能量更加集中，形成濾波器采納高斯濾波器。簡(jiǎn)單基帶傳輸系統(tǒng)構(gòu)成框圖【實(shí)驗(yàn)步驟】利用systemview系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單亟待論述仿真剖析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以下：簡(jiǎn)單基帶傳輸仿真剖析系統(tǒng)系統(tǒng)中各圖符塊的設(shè)置如表所示：、編圖符塊屬性種類參數(shù)設(shè)置（Attribut號(hào)（Type）（Parameters）e）Amp=1v,Offset=0v,Rate=100Hz,Levels=20SourcePNSeq,Phase=0deg1OperatorLinearSysCouminicationfilterlibrary,Gaussian,Bandwidth=1002Adder----3SourceGaussStdDev=,Mean=0v.Noise4OperatorLinearSysAnalog,ButterworthLowpassIIR,5Poles,lowcutoff=200Hz.5OperatorSamplerInterpolating,Rate=100Hz,Aperture=0sec,ApertureJitter=0sec,6OperatorHoldLastValue,Gain=2Comparison=’>=’,True7OperatorCompareOutput=1V,FalseOutput=0v,Ainput=t6Output0,Binput=t8Output08SourceSinusoidAmp=0v,Freq=0Hz,Phase=0deg9SinkAnalysisInputfromt0OutputPort010SinkAnalysisInputfromt1OutputPort011SinkAnalysisInputfromt4OutputPort012SinkAnalysisInputfromt7OutputPort0此中，Token1為高斯脈沖形成濾波器；Token3為高斯噪聲產(chǎn)生器，設(shè)標(biāo)準(zhǔn)誤差StdDeviation=，均值Mean=0v；Token4為模擬低通濾波器，來(lái)自選操作庫(kù)中的“LinearSys”圖符按鈕，在設(shè)置參數(shù)時(shí)，將出現(xiàn)一個(gè)設(shè)置對(duì)話框，在“Design”欄中單擊Analog按鈕，進(jìn)一步單擊“FilterPassBand”欄中Lowpass按鈕，選擇Butterworth型濾波器，設(shè)置濾波器極點(diǎn)數(shù)量：Poles=5（5階），設(shè)置濾波器截止頻次：LoCuttoff=200Hz。單擊運(yùn)轉(zhuǎn)按鈕，運(yùn)算結(jié)束后按“剖析窗”按鈕，進(jìn)入剖析窗后，單擊“繪制新圖”按鈕，則Sink9～Sink12顯示活動(dòng)窗口分別顯示出“PN碼輸出”、“信道輸入”、“信道輸出”和“裁決比較輸出”時(shí)域察看信源PN碼和波形形成輸出的功率譜。在剖析窗下，單擊信宿計(jì)算器按鈕，在出現(xiàn)的“SystemSinkCalculator”對(duì)話框中單擊Spectrum按鈕，分別獲取Sink9和Sink10的功率譜窗口（w4:和w5:）后，可將這兩個(gè)功率譜合成在同一個(gè)窗口中進(jìn)行對(duì)照，詳細(xì)操作為：在“SystemSinkCalculator”對(duì)話框中單擊Operators按鈕和OverlayPlots按鈕，在右邊窗口內(nèi)壓住左鍵選中“w4：PowerSpectrumofSink9”和“w5：PowerSpectrumofSink10”信息條，使之變?yōu)榉窗罪@示，最后單擊OK按鈕即可顯示出對(duì)照功率譜。獲取波形圖以下察信道輸入和輸出信號(hào)眼圖。眼圖是權(quán)衡基帶傳輸系統(tǒng)性能的重要實(shí)驗(yàn)手段。當(dāng)屏幕上出現(xiàn)波形顯示活動(dòng)窗口（w1:Sink10和w2:Sink11）后，單擊“SystemSinkCalculator”對(duì)話框中的Style和TimeSlice按鈕，設(shè)置好“StartTime[sec]”和“Length[sec]”欄內(nèi)參數(shù)后單擊該對(duì)話框內(nèi)的OK按鈕即可。獲取了圖形如下：【實(shí)驗(yàn)要求】對(duì)照輸入端PN碼波形和輸出端恢復(fù)的波形，并剖析二者的差異；答：從波形上能夠看出，輸出端恢復(fù)的波形跟輸入端PN碼波形保持一致，不過(guò)出現(xiàn)了延時(shí)。對(duì)照PN碼和經(jīng)高斯脈沖形成濾波器后的碼的功率譜，并剖析二者的差異；答：經(jīng)過(guò)對(duì)照能夠看出，經(jīng)過(guò)高斯脈沖形成濾波器的碼的功率譜其高頻部分被濾去，能量集中在低頻，這樣做是為了更合適基帶傳輸。對(duì)照信道輸入端信號(hào)和信號(hào)輸出端信號(hào)的眼圖，并剖析二者的差異。答：從下列圖能夠看出，輸入端的眼圖比輸出端的眼圖要張的開且正直，說(shuō)明輸入端的碼間串?dāng)_小，其信道傳輸特征好。實(shí)驗(yàn)二二進(jìn)制鍵控系統(tǒng)2ASK與2FSK剖析【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹拷?jīng)過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，旨在達(dá)到以下目的：掌握2ASK和2FSK調(diào)制的原理與實(shí)現(xiàn)；掌握相關(guān)解調(diào)法的原理與實(shí)現(xiàn)；增強(qiáng)對(duì)2ASK和2FSK信號(hào)的時(shí)域波形和功率譜等知識(shí)點(diǎn)的掌握?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】分別創(chuàng)立2ASK和2FSK系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)系統(tǒng)仿真電路圖，察看系統(tǒng)中各指定點(diǎn)信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜結(jié)構(gòu)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行剖析。一、2ASK調(diào)制與相關(guān)解調(diào)系統(tǒng)剖析【實(shí)驗(yàn)原理】相關(guān)接收2ASK系統(tǒng)構(gòu)成如圖2-2-1所示：圖2-2-12ASK調(diào)制與相關(guān)解調(diào)系統(tǒng)工作原理圖【實(shí)驗(yàn)步驟】1.在SystemView系統(tǒng)窗下創(chuàng)立仿真系統(tǒng)，第一設(shè)置時(shí)間窗，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間：－0秒，采樣速率：10000Hz。①構(gòu)成系統(tǒng)以下圖：②圖符塊參數(shù)參數(shù)設(shè)置：Token0:雙極性二進(jìn)制基帶碼源（PN碼），參數(shù)：Amp=1v；Offset=0v；Rate=100Hz；Level=2；Token1:乘法器；Token2:正弦載波信號(hào)源，參數(shù)：Amp=1V；F=1000Hz；Phase=0；Token3:加法器；Token4:高斯噪聲源，參數(shù)：StdDeviation=；Mean=0V；Token5:乘法器；Token6:正弦當(dāng)?shù)赝捷d波信號(hào)源，參數(shù)設(shè)置同Token2；Token7:模擬低通濾波器，參數(shù)：Butterworth_LowpassIIRLoCuttoff=300Hz；Token8，9，10：信宿接收剖析器（Sink8,Sink9,Sink10）。

；

Poles=5

；獲取信源的PN碼輸出波形、2ASK調(diào)制波形、2ASK解調(diào)波形，以下：對(duì)照輸入端PN碼波形和輸出端解調(diào)恢復(fù)的波形，并剖析二者的差異。答：由下列圖能夠看出，輸出端恢復(fù)的波形出現(xiàn)了震蕩失真，并且幅度也降落了大概一半，說(shuō)明在信道中產(chǎn)生了噪聲，削弱了原輸入波形。獲取2ASK信號(hào)的功率譜，并對(duì)之進(jìn)行剖析。答：從下列圖能夠看出，2ASK信號(hào)的功率譜由連續(xù)譜和失散譜構(gòu)成；連續(xù)譜取決于g(t)經(jīng)線性調(diào)制后的雙邊帶譜，而失散譜由載波重量確立。2ASK信號(hào)的帶寬是基帶信號(hào)帶寬的2倍，即2ASK信號(hào)的傳輸帶寬是碼元速率的2倍。改變Token6的參數(shù)，設(shè)置F=800Hz，其余參數(shù)不變。對(duì)照解調(diào)恢復(fù)的波形與輸入端PN碼波形，并對(duì)對(duì)照結(jié)果進(jìn)行剖析。答：經(jīng)過(guò)下列圖能夠看出：波形出現(xiàn)了很大的失真，這是因?yàn)楦淖兞送捷d波的頻次，使得解調(diào)功能沒法實(shí)現(xiàn)。二、相關(guān)解調(diào)2FSK系統(tǒng)剖析【實(shí)驗(yàn)原理】以話帶調(diào)制解調(diào)器中CCITT建議規(guī)定的2FSK標(biāo)準(zhǔn)為例，該標(biāo)準(zhǔn)為：碼速率1200bit/s；f0＝1300Hz及f1＝2100Hz。要求創(chuàng)立切合CCITT建議的2FSK仿真系統(tǒng)，調(diào)制采納“鍵控法”產(chǎn)生2FSK信號(hào)，解調(diào)采納“相關(guān)解調(diào)法”。系統(tǒng)構(gòu)成及原理以下圖。2FSK鍵控法原理方框圖2FSK相關(guān)解調(diào)法原理方框圖【實(shí)驗(yàn)步驟】依據(jù)圖所示系統(tǒng)，在SystemView系統(tǒng)窗下成立仿真系統(tǒng)。第一設(shè)置時(shí)間窗，采樣點(diǎn)數(shù)為2048，采樣速率：1000Hz。而后成立2FSK調(diào)制仿真電路，仿真電路構(gòu)成系統(tǒng)以下圖。2FSK系統(tǒng)圖符設(shè)置圖符編庫(kù)/圖符名稱參數(shù)號(hào)0Source:PNAmp=1v,Offset-0v,Rate=10Hz,Levels=2,SeqPhase=0deg1Source:SinusAmp=1v,Freq=65Hz,Phase=0degiod2、3Sink:Analysis4Operator:LogMinCtrlInput=0,MaxCtrlInput=1ic:Switch5Source:SinusAmp=1v,Freq=35Hz,Phase=0degiod最后成立2FSK解調(diào)仿真電路。由原理圖及講堂知識(shí)可知，因?yàn)?FSK信號(hào)可理解為兩路2ASK信號(hào)之和，因此2FSK信號(hào)解調(diào)電路可理解為上下兩支路2ASK信號(hào)解調(diào)電路疊加?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果】獲取信源的PN碼輸出波形、2FSK調(diào)制波形、上支路恢復(fù)波形、下支路恢復(fù)波形和2FSK解調(diào)波形以下：對(duì)照輸入端PN碼波形和輸出端解調(diào)恢復(fù)的波形，并剖析二者的差異。答：從圖中能夠看出，輸出波形相關(guān)于輸入波形有必定的延時(shí)。獲取2FSK信號(hào)的功率譜，并對(duì)之進(jìn)行剖析。答：我們能夠看出在低頻部分出現(xiàn)了兩個(gè)波峰，產(chǎn)生這兩個(gè)波峰的原由就是:因?yàn)檩斎攵擞袃蓚€(gè)頻次不一樣的波在此疊加，因此出現(xiàn)了兩個(gè)波峰，波峰分別代表所疊加的波的頻次。4.改變兩路輸入載波的頻次參數(shù)，其余參數(shù)不變。觀察跟著|f2-f1|值改變的變化狀況。

2FSK信號(hào)的功率譜形狀答：經(jīng)過(guò)改變|f2-f1|值，我們發(fā)現(xiàn)功率譜的波峰值之間的距離跟著其改變而改變。并且?guī)捯搽S之改變。|f2-f1|值越大能量越集中。助教問(wèn)題：什么是眼圖，眼圖有什么作用，眼睛大小代表什么？答：所謂眼圖，是指經(jīng)過(guò)示波器察看接收端的基帶信號(hào)波形，進(jìn)而預(yù)計(jì)和調(diào)整系統(tǒng)性能的一種方法。眼圖能夠定性的反應(yīng)碼間串?dāng)_的大小和噪聲的大小還能夠用來(lái)指示接受濾波器的調(diào)整，以減小碼間串?dāng)_，改良系統(tǒng)性能。眼睛張的越大說(shuō)明碼間串?dāng)_越小，系統(tǒng)的傳輸性能越好。在2FSK相關(guān)解調(diào)仿真電路圖中兩個(gè)低通濾波器輸出波形的頻次是多少？答：經(jīng)過(guò)低通濾波器后，依據(jù)三角函數(shù)公式知道輸出后頻次會(huì)加倍。故上邊輸出的是130Hz的波形，下邊輸出的是70Hz的波形。解說(shuō)2FSK信號(hào)的功率譜上出現(xiàn)的兩個(gè)波峰的原由。答：因?yàn)?FSK信號(hào)是由兩個(gè)不一樣頻次的波形疊加，故會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)波峰。并且在波峰處對(duì)應(yīng)兩個(gè)疊加波形的頻次。實(shí)驗(yàn)心得這是我第一次做通訊原理實(shí)驗(yàn)，因此對(duì)SystemView軟件很不熟習(xí)。故在實(shí)驗(yàn)前，在臥室里進(jìn)行了預(yù)習(xí)，并在電腦上跟實(shí)在驗(yàn)指導(dǎo)書一步一步的操作。因?yàn)檫@個(gè)關(guān)于我來(lái)說(shuō)太陌生了，因此使用起來(lái)很不隨手，常常要問(wèn)室友怎樣設(shè)置和操作。經(jīng)過(guò)一上午的預(yù)習(xí)和實(shí)踐，總算對(duì)這個(gè)軟件有了必定的認(rèn)識(shí)。下午到達(dá)實(shí)驗(yàn)室，開始了第一次正真的通訊原理實(shí)驗(yàn)，依