通信原理实验报告systemview-数字信号的基带传输
基于systemview通信原理实验报告
基于systemview通信原理实验报告实验目的:通过SystemView工具,了解通信原理在嵌入式系统中的应用。
实验设备:Keil MDK-ARM软件、STM32F4开发板、SystemView软件实验原理:在嵌入式系统中,通信在数据的传输和处理中占有重要的地位。
为了使通信更加稳定、可靠,可以使用SystemView工具实时监测和分析通信过程,从而发现其中的问题,进行及时的调试。
实验过程:1. 环境配置安装好Keil MDK-ARM软件和SystemView软件,并将STM32F4开发板连接到电脑上。
在Keil软件中新建一个工程,并在项目属性中配置好板子的硬件和外设信息。
2. 编写程序编写程序实现与外部设备的通信。
根据实验需求,可以选择不同的通信方式和协议,如UART、SPI、I²C等。
在通信过程中可以选择对数据进行调试,并在程序中添加SystemView API函数,实现实时监测和分析。
3. 运行程序将程序烧录到STM32F4开发板中,并通过串口或其他方式与外部设备进行通信。
使用SystemView软件实时监测通信过程中的数据传输、处理情况,并记录下来。
4. 分析结果根据SystemView软件的监测结果,分析通信过程中出现的问题。
可以进行数据包捕获、分析等操作,找出问题所在,并进行调试处理。
实验总结:本次基于SystemView通信原理的实验,主要目的是了解通信在嵌入式系统中的应用。
通过实际的程序编写和运行,加深了对通信方式和协议的理解,掌握了SystemView工具的操作方法,从而实时监测和分析通信过程中的问题,进行及时的调试处理。
同时,在实验的过程中也发现了一些问题,如硬件配置、通信协议选择等,需要结合具体情况进行优化和调整。
通过本次实验,让我更好地了解了通信原理在嵌入式系统中的应用,并提高了我的实际操作技巧和问题解决能力。
在今后的嵌入式系统应用中,我将更加注重通信的稳定和可靠性,确保数据传输和处理的正确性和及时性。
通信原理及System View仿真测试第6章 数字基带传输系统
(6-4)
第6章 数字基带传输系统
根据周期信号的功率谱密度与傅里叶级数的系数的关系
式可以得到v(t)的功率谱密度为
P vf fs [P G 1 (m fs) ( 1 P ) G 2 (m fs) ]2(f m fs )
m
其中
(6-5)
G1(msf) g1(t)ej2πmsftdt
第6章 数字基带传输系统
2. 单极性归零波形(RZ) 所谓归零, 就是信号的电压在一个码元内总会回到零电 平, 即它的电脉冲的宽度小于码元的宽度, 这是与单极性不 归零码的区别, 如图6-1(b)所示。 从单极性归零码中可以直接 提取定时信息, 它是其他波形提取位同步信息时常采用的一 种过渡波形。 3. 双极性不归零波形(BNRZ) 如图6-1(c)所示, 双极性不归零信号用脉冲的正电平代表 二进制的“1”, 用负电平代表二进制的“0”, 脉冲之间无间隔。 由于正负电平的幅度相等, 极性相反, 所以当“0”和“1”等 概率出现时无直流分量,信号利用信道传输, 故接收端恢复 信号的判决电平为零值, 不受信道特性变化的影响, 抗干扰 能力强。
v (t)[P 1 (tg ns) T ( 1 P )g 2 (t ns)T ] v n (t) (6-2)
n
n
第6章 数字基带传输系统
瞬态波又称交变波, 它是序列与稳态波的差值, 即可以表 示为
u(t)x(t)v(t)un(t) n
第6章 数字基带传输系统
6.1.2
不同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构, 应对 数字基带信号的频谱特性进行分析, 以便根据信道的特性 选择合适的信号形式和码型, 从而使信号在信道中更有效
(完整版)通信原理实验指导书SystemView
实验一图符库的使用一、实验目的1、了解SystemVue图符库的分类2、掌握SystemVue各个功能库常用图符的功能及其使用方法二、实验内容按照实例使用图符构建简单的通信系统,并了解每个图符的功能。
三、基本原理SystemVue的图符库功能十分丰富,一共分为以下几个大类1.基本库SystemView的基本库包括信源库、算子库、函数库、信号接收器库等,它为该系统仿真提供了最基本的工具。
(信源库):SystemView为我们提供了16种信号源,可以用它来产生任意信号(算子库)功能强大的算子库多达31种算子,可以满足您所有运算的要求(函数库)32种函数尽显函数库的强大库容!(信号接收器库)12种信号接收方式任你挑选,要做任何分析都难不倒它2.扩展功能库扩展功能库提供可选择的能够增加核心库功能的用于特殊应用的库。
它允许通信、DSP、射频/模拟和逻辑应用。
(通信库):包含有大量的通信系统模块的通信库,是快速设计和仿真现代通信系统的有力工具。
这些模块从纠错编码、调制解调、到各种信道模型一应俱全。
(DSP库):DSP库能够在你将要运行DSP芯片上仿真DSP系统。
该库支持大多DSP芯片的算法模式。
例如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真正的DSP算法操作符。
还包括高级处理工具:混合的Radix FFT、FIR和IIR滤波器以及块传输等。
(逻辑运算库):逻辑运算自然离不开逻辑库了,它包括象与非门这样的通用器件的图标、74系列器件功能图标及用户自己的图标等。
(射频/模拟库):射频/模拟库支持用于射频设计的关键的电子组件,例如:混合器、放大器和功率分配器等。
3.扩展用户库扩展的用户库包括有扩展通信库2、IS95/CDMA、数字视频广播DVB等。
通信库2: 扩展的通信库2主要对原来的通信库加了时分复用、OFDM调制解调、QAM编码与调制解调、卷积码收缩编解码、GOLD码以及各种衰落信道等功能。
4.5版中,通信库2已被合并到基本通信库中。
实验指导书现代通信原理SystemView实验
《现代通信原理》实验任务书指导书适用专业:电子信息类指导教师:实验时间: 2011年春期四川建筑职业技术学院计算机工程系系2011年4月6日四川建筑职业技术学院现代通信原理实验任务书一.课程的地位、作用和目的《现代通信原理实验》是现代通信原理课程教学的重要环节,通过实验可以使理论教学和实践能力的培养相结合,以理论指导实践,以实践验证基本理论,使学生进一步巩固基本理论知识,具有一定的实际操作能力;同时通过学生上机对各单元实验内容的具体动手操作,能提出问题、分析问题、最后能解决问题,促使学生提高分析问题和解决问题的能力;建立通信的系统概念,更好地理解理论授课的内容,为后续专业基础课及专业课打下良好基础。
二.实验内容1.实验一熟悉System View软件2.实验二 2ASK系统仿真3.实验三 AM调制系统仿真4.实验四脉冲编码调制仿真5.实验五眼图仿真6.实验六奈奎斯特第一准则的验证7.实验七16QAM调制解调系统分析8.实验八锁相环路仿真分析9.完成实验报告及实验总结三.实验组织及要求1.实验组织:由相关实验室负责实验计划的制订和实验场地、设备、器材、工具的准备与管理。
2.实验分组:每人一组,每组推选组长一名,并由组长负责本小组的实验组织与实施;3.器材管理:由学习委员负责实验设备、工具、器材的借用和归还。
4.实验纪律:实验期间必须严格遵守学校纪律,不得迟到、早退和无故缺席,有事必须事先请假。
5.清洁卫生:由班长负责安排组织各组轮流打扫实验室卫生。
四.实验方法1.教师指导,学生自主学习为主。
五.实验考核办法1.考核组织1)实验室负责组织,由相关实验指导教师根据学生实验情况和学院有关规定给于评定;2)评定成绩报经相关实验室、教研室主任审定后由实验指导教师负责提交。
2.考核内容及评分办法1)平时成绩为20%。
2)成果验收成绩为60%。
3)实验报告成绩为20%。
4)成绩评定标准:分为优、良、中、及格、不及格共五个等级;5)出现以下情况之一的学生,成绩为不及格:●缺席时间超过2次;●未交实验报告;●造成严重事故;●严重违规违纪;●损坏、丢失器材、工具,情节严重;●未完成规定实验内容;●抄袭或被抄袭作业、成果。
SystemView实验报告
SystemView实验报告⽬录实验⼀模拟调制系统设计分析--振幅调制系统(常规AM) (2)1、实验⽬的 (2)2、实验原理 (2)3、实验内容和结果 (3)4、实验结果分析 (7)5、实验总结 (8)实验⼆模拟信号的数字传输系统设计分析 --脉冲振幅调制系统(PAM) (9)1、实验⽬的 (9)2、实验原理 (9)3、实验内容和结果 (10)4、实验结果分析 (16)5、实验总结 (16)实验三数字载波通信系统设计分析 --⼆进制频移键控系统(2FSK) (17)1、实验⽬的 (17)2、实验原理 (17)3、实验内容和结果 (18)4、实验结果分析 (31)5、实验总结 (31)参考书⽬ (31)实验⼀模拟调制系统设计分析--振幅调制系统(常规AM)1、实验⽬的1)回顾AM调制及解调的基本原理2)应⽤SystemView设计模拟调制仿真系统并分析系统性能3)观察各点波形并分析频谱特性, 改变参数研究其抗噪特性. 进⼀步了解AM调制的原理和性能2、实验原理1) 调制任意的AM调制信号可以表⽰为 S am=c(t)m(t),当m(t)= A0+f(t);c(t)=cos(ωc t+θ0),且A0不为0时, 称为常规调制, 其时域表达式是;S am=c(t)m(t)=[A0+f(t)]cos(ωc t+θ0)其中A0是外加的为外加的直流分量, m(t)为调制信号, 可以是确知信号, 也可以是随机信号ωc, θ0分别为载波的⾓频率、初始相位, 为简便起见, 通常设为0. 常规AM通常⽤下图所⽰的系统来实现:图1.12) 解调解调可以⽤相⼲解调也可以⽤包络检波(⾮相⼲). 对于相⼲解调,S am(t)cosωc t=[A0+f(t)]cos2ωc t=[A0+f(t)](1+cos2ωc t)/2 ,因此只需要⽤⼀个跟载波信号同频同相的正弦波跟接受信号相乘再通过低通滤波器滤波即可以将原信号解调出来. ⽽对于⾮相⼲解调, 从S am(t)的表达式可以看出只需要对它进⾏包络检波即可将原信号解调出来. 当然, ⽤⾮相⼲解调时不可过调制, ⽽相⼲解调则可以. 这两种⽅法相⽐⽽⾔, ⾮相⼲解调更经济, 设备简单,⽽相⼲解调由于需要跟载波同频同相的信号, 因此设备⽐较复杂.3、实验内容和结果1) 实验连线图根据AM已调信号的公式S am=c(t)m(t)=A0cosωc t+f(t)cosωc t其中A0≥|f(t)| (采⽤相⼲解调不需要这个条件). 通过有噪声的信号后, 接收并利⽤相⼲解调⽅法进⾏解调, 这样就可以获得如下的原理图. 其中正弦信号源信号(图符7)幅度为1V, 频率为40Hz; 载波信号(图符0)幅度为1V, 频率为100Hz. 解调部分的本振源(图符14)与载波信号源的设置相同, 幅度为1V, 频率为100Hz. 低通滤波器(图符13)的截⽌频率为45Hz, 保留正弦信号源的频率40Hz, 并滤除了⾼频的分量, 这样得到的输出信号的幅值是输⼊信号的1/2.图1.22) 设置⾸先设置的总体的定时, 如下图所⽰. 采样的速率要相对⾼⼀点, 否则会出现错误. ⾸先设置⾼斯噪声为0.图1.33)实验波形图1.4 AM调制45Hz滤波左上和左下分别是正弦载波和输⼊待调制正弦信号. 右上为已调制信号, 右下为解调信号. 从上图可以看出, 该系统可以正常⼯作, 解调输出的幅值是输⼊信号的1/2.图1.5 AM调制45Hz滤波频谱频谱图位置与上⾯的信号波形图⼀致. 右上是已调制信号的频谱, 由于直流分量的存在,在信号的频谱中会出现三个尖顶. 分别对应载波频率, 载波频率与原始信号频率之差以及载波频率与原始信号频率之和. 从右下解调信号的频谱可知, 解调结果略有失真,但是基本与原信号相同.图1.6 AM调制70Hz滤波上图为将低通滤波器(图符13)截⽌频率改为70Hz时所得的波形图. 可见波形略有失真.4) 抗噪性能分析加⼊噪声, 噪声电压设置为1V.上图是加⼊噪声源后的输⼊信号, 调制信号和解调信号的波形.上图是待调制信号的振幅改为10V后的波形图(相当于提⾼信噪⽐).图1.9 AM调制70Hz滤波加噪声上图为将低通滤波器(图符13)截⽌频率改为70Hz时所得的波形图, 噪声电压1V, 待调制信号振幅1V.图1.10 AM调制70Hz滤波加噪声信号10待调制信号振幅改为10V后的波形图.4、实验结果分析1)频谱分析理论上正弦信号的频谱为单⼀频率, 但是图中可见, 该正弦的频率是⼀个范围, 在特定的频率上有⼀个尖顶. ⽽已调信号的频谱如前⾯所说, 是由三个分量构成, 这可由公式推导出:即调制信号与本振信号相成之后会有三个分量. ⽽经过解调后得到频谱理论上也是单⼀的频率, 与输⼊信号的频率相同, 但实际上也只是⼀个尖顶. 下图是输⼊频谱与输出频谱的对⽐, 可见在⾼斯噪声为1V时, 输⼊与输出信号的频谱⼤致相同, 但是由于噪声较⼤, 输出信号受噪声的影响较⼤, 故⽽会出现⼀些较⼤的波动.图1.11 待调制信号与解调信号频谱对⽐2) 抗噪声性能分析图1.4与图1.4表明, 加噪声后解调信号有所失真.图1.4与图1.9表明, 低通滤波器的截⽌频率越⼩, 对噪声的抑制作⽤就越好, 解调信号的失真就越⼩.图1.7, 图1.8与图1.9, 图1.10表明, 信噪⽐越⼤, 解调信号的失真就越⼩.综上所述, 提⾼信噪⽐和合理设置低通滤波器的截⽌频率可以有效地减⼩失真现象. 5、实验总结本实验是常规的振幅调制, 较为简单, 实验原理也很熟悉, 按照教材可以很快建⽴起这个系统并进⾏波形观察和频谱分析.通过这个实验我熟悉了波形与信号频谱的观察⽅法与观察技巧, 进⼀步熟悉了systemview这个软件, 并且复习了AM调制与解调的原理.实验⼆模拟信号的数字传输系统设计分析 --脉冲振幅调制系统(PAM) 1、实验⽬的1)回顾PAM调制及解调的基本原理2)应⽤SystemView设计数字传输系统并分析系统性能3)观察各点波形并分析频谱特性. 进⼀步了解PAM调制的原理和性能2、实验原理1)脉冲振幅调制(PAM)是利⽤冲击函数对原始信号进⾏抽样, 它是⼀种最基本的模拟脉冲调制, 它往往是模拟信号数字化过程中的必经之路.2)设基带脉冲信号的波形为m(t), 其频谱为M(f); ⽤这⼀信号对⼀个脉冲载波s(t)调幅.s(t)的周期为T s, 其频谱为S(f); 脉冲宽度为τ, 幅度为A; 并设抽样信号m s(t)是m(t)和s(t)的乘积. 则抽样信号m s(t)的频谱就是⼆者频谱的卷积:其中.图2.1中⽰出PAM调制过程的波形与频谱.s(t)的频谱包络|S(f)|的包络与sinc函数类似, 并且PAM信号m s(t)的频谱M s(f)包络|M s(f)|的包络也与sinc函数类似. 若s(t)的周期T≤1/2f H, 则采⽤⼀个截⽌频率f H的低通滤波器仍可以分离原模拟信号.图2.1脉冲振幅调制3)实验总体的电路如下图所⽰, 把输⼊信号与脉冲信号通过相乘器相乘, 这样在频域就达到了卷积的效果. 这样频谱就会分开, 如图2.1所⽰, 通过信道传输后再通过低通滤波器, 只要低通滤波器的截⽌频率f c>f H就可以实现解调.图2.2 PAM原理3、实验内容和结果1) 实验连线图图2.3 PAM调制与解调如上图所⽰, 图中采⽤的是⾼斯信号源(图符12), 其幅值为1V. 两个低通滤波器(图符11与图符4)的截⽌频率均为150Hz, ⽽脉冲宽度1µs.增益(图符9)的⼤⼩为3. 信道噪声(图符14)先设置为0.1V. 经图符11滤波器输出的是原信号, 经图符2输出的是抽样调制信号, 经图符4输出的是解调信号.2) 观察波形和频谱◆波形: ⾸先设置脉冲(图符3)的频率为2000Hz.图2.42000Hz抽样波形图图2.4中, 上为⾼斯噪声经滤波后的输⼊波形. 中为抽样后的调制信号, 下为滤波解调后的输出波形.◆频谱图:图2.52000Hz抽样频谱图图2.5频谱图顺序与图2.4相同.◆波形和频谱对⽐图:图2.6 2000Hz采样输⼊输出波形对⽐图2.7 2000Hz采样输⼊输出频谱形对⽐从图2.6和图2.7可以看出, 输出波形和原波形相⽐形状基本相似, 只是略有延迟. 从频谱图也可以看出, 当频率⼩于150Hz(低通滤波器截⽌频率)时, 频谱图基本可以重合.3) 抽样频率与解调信号性能的关系⾸先将抽样频率改为500Hz.从图2.5的频谱图中可知, 输⼊信号的最⼤频率⼤约是500Hz(从低通滤波器截⽌频率150Hz来看, 输⼊信号的最⼤频率应该为150Hz, 但是因为滤波器并⾮理想, 事实上并不是这样, 不过读图可知, 500Hz频率之后的能量已经很⼩, 可以忽略), 这样抽样频率⼤于1000Hz时才能使抽样后的频谱信号⽆混叠.图2.8 500Hz输⼊输出波形对⽐图2.9 500Hz输⼊输出频谱对⽐图2.8和图2.9表明, 500Hz抽样时已经存在频域混叠. 从波形上来说已经有些失真, 但是⼤体形状还是符合的; 从频域观察, 这种失真表现的更加明显, 尤其是频率超过低通滤波器的截⽌频率150Hz之后的频谱图.◆其次将抽样频率改为5000Hz.此时可以认为没有频率混叠.图2.10 5000Hz输⼊输出波形对⽐图2.11 5000Hz输⼊输出频谱对⽐4) 观察噪声对信道传输的影响将噪声电压改为1V, 抽样频率仍为5000Hz, 观察波形和频谱图对⽐.图2.12 5000Hz加噪输⼊输出波形对⽐图2.13 5000Hz加噪输⼊输出频谱对⽐从图2.12可以看出来,噪声加⼤10倍对解调输出信号的影响很⼤, 波形失真较为严重. 图2.13频谱图也可以表明这个现象.4、实验结果分析1)当抽样频率是信号频率的两倍或以上的话, 所得的解调信号没有失真. 当抽样频率⼩于信号频率时, 解调信号有所失真.2)抽样频率较⾼时, 从频谱图可以看出, 其频率谱线更加贴近原信号的频率谱线, 表明失真较⼩.3)信噪⽐较低时噪声对信号的失真程度有很⼤影响.5、实验总结这次实验相⽐于上个实验略显复杂, 因此花费的功夫相对多⼀些. 主要的原因是遗忘了好多实验的原理. 仔细参考教材后, 做起来就简单多了.通过这个实验我更加熟悉了波形与信号频谱的观察⽅法与观察技巧, 进⼀步熟悉了systemview这个软件, 并且复习了PAM调制与解调的原理, 对于抽样定理, 那奎斯特频率等也有了深刻的认识.实验三数字载波通信系统设计分析 --⼆进制频移键控系统(2FSK) 1、实验⽬的1)回顾2FSK调制及解调的基本原理.2)应⽤SystemView设计数字载波通信系统并分析系统性能.3)观察各点波形并分析频谱特性, 眼图等, 改变参数研究其抗噪特性, 分析BER曲线.进⼀步了解2FSK调制与解调的原理和性能.2、实验原理1) 简介数字调频⼜称移频键控, 简记为FSK, 它是载波频率随数字信号⽽变化的⼀种调制⽅式.利⽤基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的⼀种数字调制技术. 除具有两个符号的⼆进制频移键控之外, 尚有代表多个符号的多进制频移键控, 简称多频调制. 是⼀种⽤多个载波频率承载数字信息的调制类型.2)调制原理最常见的是⽤两个频率承载⼆进制1和0的双频FSK系统, 常⽤模拟调频法和键控法产⽣2FSK信号. 本实验采⽤2FSK调制, 利⽤键控法产⽣2FSK信号. 其实验原理图如下图图3.1(b)所⽰, 即通过⼆进制数据的0值与1值控制开关与哪⼀路频率信号接通, 这样0值与1值对应不同的频率, 达到调制的⽬的.图3.1 2FSK信号产⽣原理图3) 解调原理FSK信号的解调⽅法有相⼲解调, ⾮相⼲解调等. 在⾼斯⽩噪声信道环境下FSK滤波⾮相⼲解调性能较相⼲FSK的性能要差, 但在⽆线衰落环境下,FSK滤波⾮相⼲解调却表现出较好的稳健性. 在这个实验⾥我们采⽤的是⾼斯信道, 故采⽤相⼲解调⽅法.FSK相⼲解调要求恢复出传号频率与空号频率, 恢复出的载波信号分别与接收的FSK调制信号相乘, 然后通过低通滤波器滤除相乘后得到的⾼频分量, 保留低频分量. 相⼲FSK 解调框图如图2所⽰.图3.2 FSK相⼲解调原理图本实验采⽤键控法产⽣FSK信号, ⽤相⼲解调法解调FSK信号.3、实验内容和结果1)实验连线图图3.3 FSK调制与解调原理图中添加了⾼斯信源(初始噪声电压设为0V), 其中低频正弦信号为10Hz, ⾼频正弦信号为20Hz, 随机码为2Hz. 上⽀路带通滤波器为8Hz到12Hz, 下⽀路带通滤波器为18Hz 到22Hz, 上下⽀路的低通滤波器分别为10Hz和20Hz. 上下之路相加后经抽样判决得到解调信号.2) 波形与频谱◆波形图图3.4 各点波形观察图3.4中, 左上为输⼊随机码信号, 左中为2FSK调频信号, 左下为经抽样判决后的解调输出波形. 右侧的波形分别为上边路滤波输出(图符12), 下边路滤波输出(图符13)和上下之路相加输出(图符14). 从此图可见, 抽样判决输出的波形在没有噪声的情况下与原信号基本⼀致, 只是有⼀定的延时.◆频谱图。
数字基带传输系统实验报告
数字基带传输系统实验报告数字基带传输系统实验报告引言:数字基带传输系统是现代通信领域中的重要组成部分,它在各个领域中起到了至关重要的作用。
本实验旨在通过搭建一个基带传输系统的模型,来研究数字信号的传输特性和误码率等参数。
通过实验,我们可以更好地理解数字基带传输系统的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是搭建一个数字基带传输系统的模型,并通过实验研究以下几个方面:1. 了解数字基带传输系统的基本原理和结构;2. 研究数字信号的传输特性,如传输速率、带宽等;3. 分析误码率与信噪比之间的关系;4. 探究不同调制方式对传输性能的影响。
二、实验原理数字基带传输系统由发送端、信道和接收端组成。
发送端将模拟信号转换为数字信号,并通过信道传输到接收端,接收端将数字信号转换为模拟信号。
在传输过程中,信号会受到噪声的干扰,从而引起误码率的增加。
三、实验步骤1. 搭建数字基带传输系统的模型,包括发送端、信道和接收端;2. 设计不同的调制方式,如ASK、FSK和PSK,并设置不同的传输速率和带宽;3. 测试不同调制方式下的误码率,并记录实验数据;4. 分析误码率与信噪比之间的关系,探究不同调制方式对传输性能的影响。
四、实验结果与分析通过实验,我们得到了一系列的数据,并进行了分析。
我们发现,随着信噪比的增加,误码率逐渐减小,传输性能逐渐提高。
同时,不同调制方式对传输性能也有一定的影响。
例如,ASK调制方式在低信噪比下误码率较高,而PSK调制方式在高信噪比下误码率较低。
五、实验总结通过本次实验,我们对数字基带传输系统有了更深入的了解。
我们了解了数字基带传输系统的基本原理和结构,研究了数字信号的传输特性和误码率与信噪比之间的关系。
同时,我们也探究了不同调制方式对传输性能的影响。
通过实验,我们对数字基带传输系统的应用和优化提供了一定的参考。
六、实验存在的问题与改进方向在本次实验中,我们发现了一些问题,如实验数据的采集和分析方法可以进一步改进,实验中的噪声模型也可以更加精确。
数字基带传输系统--通信原理实验报告
实验3 数字基带传输系统一、实验目的1、掌握数字基带传输系统的误码率计算;2、熟悉升余弦传输特性的时域响应特征,观察不同信噪比下的眼图。
二、实验内容1、误码率的计算:画出A/σ和误码率之间的性能曲线;2、眼图的生成①基带信号采用矩形脉冲波形(选做)②基带信号采用滚降频谱特性的波形(必做)3、仿真码间干扰对误码率的影响(选做)三、实验步骤及结果1、误码率的计算10个二进制信息数据,采用双极性码,映射为±A。
随机产生高斯噪声(要求A/σ为0~随机产生612dB),叠加在发送信号上,直接按判决规则进行判决,然后与原始数据进行比较,统计出错的数据量,与发送数据量相除得到误码率。
画出A/σ和误码率之间的性能曲线,并与理论误码率曲线相比较。
(保存为图3-1)注意:信噪比单位为dB,计算噪声功率时需要换算。
Snr_A_sigma = 10.^(Snr_A_sigma_dB/20);1代码:clear all; clc;close all;A = 1;%定义信号幅度N = 10 ^ 6;%数据点数;a=A*sign(randn(1,N));Snr_A_sigma_dB = 0:12;Snr_A_sigma = 10 .^ (Snr_A_sigma_dB/20);sigma = A./Snr_A_sigma;ber = zeros(size(sigma));for n = 1 : length(sigma)rk = a + sigma(n) * randn(1, N);dec_a = sign(rk);ber(n) = length(find(dec_a~=a)) / N;endber_Theory = 1/2* erfc(sqrt(Snr_A_sigma.^2/2));semilogy(Snr_A_sigma_dB, ber, 'b-', Snr_A_sigma_dB, ber_Theory, 'k-*'); grid on;xlabel('A/\sigma'); ylabel('ber');legend('ber', 'ber\_Theory');title(' A/σ和误码率之间的性能曲线');2.绘制的图2、绘制眼图①设二进制数字基带信号{}1,1n a ∈-,波形()1,00,s t T g t ≤<⎧=⎨⎩其他,分别通过带宽为()15/4s B T =和()11/2s B T =两个低通滤波器,画出输出信号的眼图(保存为图3-2),并画出两个滤波器的频率响应。
数字基带传输 实验报告
数字基带传输实验报告数字基带传输实验报告1. 引言数字基带传输是现代通信系统中的重要组成部分,它负责将数字信号转换为模拟信号,以便在传输过程中进行传输。
本实验旨在通过搭建数字基带传输系统的实验平台,探索数字信号的传输特性和相关参数的测量方法。
2. 实验设备和方法实验所使用的设备包括信号发生器、示波器、传输线等。
首先,我们将信号发生器的输出连接到传输线的输入端,然后将传输线的输出端连接到示波器,以便观察信号的传输效果。
在实验过程中,我们会改变信号发生器的输出频率和幅度,以研究其对传输信号的影响。
3. 实验结果与分析通过实验观察和数据记录,我们发现信号发生器的输出频率对传输信号的带宽有着直接的影响。
当信号发生器的输出频率增加时,传输信号的带宽也随之增加。
这是因为高频信号具有更多的频率成分,需要更大的带宽来进行传输。
此外,我们还观察到信号发生器的输出幅度对传输信号的幅度衰减有着重要的影响。
当信号发生器的输出幅度增加时,传输信号的幅度衰减也随之增加。
这是因为高幅度信号在传输过程中容易受到噪声和衰减的影响。
4. 数字信号的传输特性数字信号的传输特性是指信号在传输过程中的失真情况。
在实验中,我们观察到信号的失真主要表现为幅度衰减和相位偏移。
幅度衰减是指信号在传输过程中幅度减小的现象,而相位偏移是指信号在传输过程中相位发生变化的现象。
这些失真现象会导致信号的质量下降,从而影响通信系统的性能。
5. 数字信号的传输参数测量在实验中,我们还对数字信号的传输参数进行了测量。
其中,最重要的参数是信号的带宽和信号的衰减。
带宽的测量可以通过观察传输信号在示波器上的频谱来进行,而衰减的测量可以通过比较信号发生器的输出幅度和传输信号的接收幅度来进行。
通过测量这些参数,我们可以评估数字基带传输系统的性能,并进行相应的优化。
6. 结论通过本实验,我们深入了解了数字基带传输的原理和特性。
我们发现信号的频率和幅度对传输信号的带宽和幅度衰减有着直接的影响。
基带传输系统实验报告
数字基带传输系统实验名称:数字基带传输系统systemview 仿真 实验条件:systemview 仿真软件破解版,电脑实验原则:力求条理清晰,结构分明,层次紧致,尽量将应有的模块打包放入子系统,方便以后的模块修改,每个模块对其余模块全部是透明的,定义每个模块的需要设置的参数,根据其余模块或者整个系统对参数进行修改,任何一个子系统的控制用时钟信号都必须从外面引入,方便系统的参数设计!对每一个关键的部位加上应有的注释!实验模块:信源子系统,CMI 编码,CMI 译码,位同步子系统,帧同步子系统,帧复用解调模块!实验模块简介:① 信源子系统 : 将多路信号按帧的大小进行复用并加入控制帧,控制帧采用巴克码,方便在解调时对巴克码的识别.本实验中采用的是三路信号的复用,其中一路为巴克码!② CMI 编码: 用可变分频器的实现方法:一般分频器是通过计数器完成,计数器的范围为0~(N -1),这里N 为分频数。
当计数器达到(N -1)是地,对计数器进行复位,进入下一轮计数。
通过改变N 的大小,从而达到可变分频计数的目的。
对于可变计数器的输出,输出占空比为50%的方波信号。
这是通过判决电路实现的:当计数器计数小于N/2时输出为1,其它为0。
③ CMI 译码:根据CMI 码的特点,11与00表示1,用10表示0,这样可以用相邻的两位进行异或就可以得到原编码的的反码,然后取反就是!设计思路就是让相邻的两位异或就可以得到原来的数据!④位同步子系统:位同步子系统是根据相位加减设计的,当同步信息和码元不同步时,可以根据码元与同步信息是否超前或者滞后来决定是采取打开扣除门还是附加门来增加或者减少相位,来达到同步!⑤帧同步子系统:本模块可分为巴克码识别器及同步保护两部分。
巴克码识别器包括移位寄存器、相加器和判决器组成,而其余部分为同步电路保护部分.基带信号里的帧同步码无错误时(七位全对),把位同步信号和数字基带信号输入给移位寄存器,识别器就会有帧同步识别信号输出!⑥时分复用解调子系统:通过帧同步提取同步信息,并通过电路去除同步帧巴克码,然后再位同步信息作为时钟信号的前提下将两路数据信号分离开来,然后通过串并转换将信号转换为并行信号并输出!实验模块详细设计介绍信源子系统电路设计思路帧信息设计详细图时钟信号通过4分频和8分频以及16分频以后形成控制信号,用信号来控制三个8位选择器的选择输出!三个波形如下图所示:可以看出反相之后就可以形成000 001 010 011 100 101 110 111的八个信号选择八位选择器选择输出,八路信号选通输出的周期为8*e-6HZ从而达到了串并转换的目的!选择时钟有时钟信号1的八位组成!所以八位选择器的时钟频率为1/32*e+6HZ!三路信号的输出,从输入的时钟信号是八路选择器选通八路信号的时钟,这样可以保证三选一电路每次选通到下一次选通都可以使八路选择器进入一个新的循环!如上图产生的信号为10,11,00用来选通三路信号,时间刚好是上面加在八选一上面的八倍!当三路信号生成之后再经过一个八路选择器按相关方式选择输出三个信号中的一个,所需要的时钟频率必须为前面所产生的数据信号的长度,及控制时钟频率应该为1/32*e+6HZ!巴克码序列作为帧同步信号加到数据帧的最前面,用来做帧同步信号,本信源子系统中使用的巴克码是111001再在巴克码前面加一位保护码元0一起构成帧同步码元!在上述系统中使用的数据是自定义数据。
实验报告-数字信号基带传输系统的实现
数字信号基带传输系统————用根升余弦滤波器实现一、实验目的1.熟悉使用System View软件,了解各功能模块的操作和使用方法。
2.通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3.观察数字基带传输系统接受端的眼图,掌握眼图的主要性能指标。
二、实验内容用System View建立一个数字基带传输系统仿真电路,信道中加入高斯白噪声(均值为0,均方差可调),分析理解系统各个模块的功能,并通过观察眼图,判断系统信道中的噪声情况。
三、实验原理(一)数字信号基带传输系统原理通信的根本任务是远距离传递信息,因而如何准确地传输数字信息是数字通信的一个重要组成部分。
在数字传输系统中,其传输对象通常是二进制数字信息,它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。
也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号,设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号,也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
在某些有线信道中,特别是传输距离不太远的情况下,数字基带信号可以直接传送,我们称之为数字信号的基带传输。
而在另外一些信道,特别是无线信道和光信道中,数字基带信号则必须经过调制,将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。
我们把这种传输称为数字信号的调制传输(或载波传输)。
如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分,则任何数传输系统均可等效为基带传输系统。
因此掌握数字信号的基带传输原理是十分重要的。
通过SystemView 提供的仿真环境对数字基带传输中的某些问题加以仿真、分析,能帮助我们进一步加深对这些抽象概念的理解,并加深感性认识。
二进制数字基带波形都是矩形波,在画频谱时通常只画出了其中能量最集中的频率范围,但这些基带信号在频域内实际上是无穷延伸的。
如果直接采用矩形脉冲的基带信号作为传输码型,由于实际信道的频带都是有限的,则传输系统接收端所得的信号频谱必定与发送端不同,这就会使接收端数字基带信号的波形失真。
SystemView实验报告(全)
昆明理工大学(SystemView)实验报告实验名称:SystemView实验时间:20013 年 9 月 8日专业:11电信指导教师:文斯姓名:张鉴学号:2 成绩:教师签名:文斯第一章SystemView的安装与操作一实验目的1、了解和熟悉Systemview 软件的基本使用;2、初步学习Systemview软件的图符库,能够构建简单系统。
二实验内容1、熟悉软件的工作界面;2、初步了解Systemview软件的图符库,并设定系统定时窗口;3、设计一些简单系统,观察信号频谱与输出信号波形。
三实验过程及结果1.1试用频率分别为f1=200HZ、f2=2000HZ的两个正弦信号源,合成一调制信号y(t)=5sin(2πf1t)*cos(2πf2t),观察其频谱与输出信号波形。
注意根据信号的频率选择适当的系统采样数率。
画图过程:(1)设置系统定时,单击按钮,设置采样率20000Hz,采样点数512;(2)定义两个幅度分别为1V,5V,频率分别为200Hz,2000Hz的正弦和余弦信号源;(3)拖出乘法器及接收图符;(4)连线;(5)运行并分析单击按钮和。
仿真电路图:波形图如下:频谱图如下:结果分析:频率为200HZ 的信号与频率为2000HZ的信号f2相乘,相当于在频域内卷积,卷积结果为两个频率想加减,实现频谱的搬移,形成1800HZ和2200HZ的信号,因信号最高频率为2000HZ所以采用5000HZ的采样数率。
1.2将一正弦信号与高斯噪声相加后观察输出波形及其频谱。
由小到大改变高斯噪声的功率,重新观察输出波形及其频谱。
画图过程:(1)设置系统定时,单击按钮,设置采样率100Hz,采样点数128;(2)定义一个幅度为1V,频率为100Hz正弦信号源和一个高斯噪声;(3)拖出加法器及接收图符;(4)连线;(5)运行并分析单击按钮和;(6)在分析窗口下单击进入频谱分析窗口,再单击点OK分析频谱。
仿真电路图:波形图如下:频谱图如下:结果分析:原始信号的频率为1000HZ,在加入均值为0方差为1的高斯噪声后,其波形发生严重失真,输出信号的各频率分量上的功率发生不规则变化。
SystemView数字信号基带传输系统实现及眼图的观察
实验二、数字信号基带传输系统实现及眼图的观察一、实验目的1、熟悉使用System View软件,了解各功能模块的操作和使用方法。
2、通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3、观察数字基带传输系统接受端的眼图,掌握眼图的主要性能指标。
二、实验内容用System View建立一个数字基带传输系统仿真电路,信道中加入高斯白噪声(均值为0,均方差可调),分析理解系统各个模块的功能,并通过观察眼图,判断系统信道中的噪声情况。
三、实验要求1、观察系统中各个模块的输出波形,并分析说明系统构成原理。
2、观察低通滤波器的输出波形的眼图,调节信道中噪声的大小,观察眼图变化。
3、比较抽样判决后的输出码元与原始码元有何不同,说明原因。
4、调节噪声大小,分析系统中是否产生误码,说明原因。
四、电路构成模块说明:Sink3:产生原始码元Sink14:发送端基带信号形成器Sink4:加入高斯白噪声后的波形Sink10:经过低通滤波器后的输出波形Sink12:经过抽样判决后的输出码元参数设置:Token0:Source――Noise/PN――Pn Seg(幅度1V,频率100HZ,电平数2,偏移0V,产生单极性不归零码,随机产生)Token13:在专业库中选择Comm——Processors——P shape(Select pulse Shape=Rectangular,Time offset=0,Width=0.01s,产生矩形脉冲基带信号)Token2:Source――Noise/PN――Gauss Noise(均值为0,均方差为0.01的高斯白噪声)Token9:Operator――Filters/systems――Liner Sys Filters(Analog,Butterworth,No. of Poles=3,Low Cutoff=100HZ,产生一个低通的Butterworth滤波器,用于对信道输出信号进行滤波)Token5:Operator――Sample/Hold――Sample(Sample rate=100HZ,用于对滤波后的波形进行抽样,抽样速率等于码元速率)Token7:Operator――Sample/Hold――Hold(Hold Value=Last Sample,Gain=1,对抽样后的值延时一段时间,得到恢复后的数字基带信号)Token11:Operator——Logic——Compare(Select comparison:a>=b True Output=1V,False Output=-1V,对抽样值进行判决比较,得到输出码元波形)Token15:产生正弦信号,作为比较器的另一个比较输入(振幅=0V,频率=0Hz)眼图参数设置:Sink Calculator――style――slice――start=0.01,Length=0.03,在窗口中选择需要观察眼图的波形,点击OK,观察其眼图系统定时设置:Start Time:0 ,Stop Time:0.5,Sample Rate:10000HZ。
通信原理------数字基带传输实验报告
基带传输系统实验报告一、实验目的1、提高独立学习的能力;2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力;3、学习matlab的使用;4、掌握基带数字传输系统的仿真方法;5、熟悉基带传输系统的基本结构;6、掌握带限信道的仿真以及性能分析;7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理在数字通信中,有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号,这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。
基带传输系统方框图如下:基带传输系统模型如下:各方框的功能如下:(1)信道信号形成器(发送滤波器):产生适合于信道传输的基带信号波形。
因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码,相应的基本波形通常是矩形脉冲,其频谱很宽,不利于传输。
发送滤波器用于压缩输入信号频带,把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。
(2)信道:是基带信号传输的媒介,通常为有限信道,如双绞线、同轴电缆等。
信道的传输特性一般不满足无失真传输条件,因此会引起传输波形的失真。
另外信道还会引入噪声n(t),一般认为它是均值为零的高斯白噪声。
(3)接收滤波器:接受信号,尽可能滤除信道噪声和其他干扰,对信道特性进行均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决。
(4)抽样判决器:在传输特性不理想及噪声背景下,在规定时刻(由位定时脉冲控制)对接收滤波器的输出波形进行抽样判决,以恢复或再生基带信号。
(5)定时脉冲和同步提取:用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。
三、实验内容1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序)设滤波器长度为 N=31,时域抽样频率 Fo为 4 /Ts,滚降系数分别取为、、1,(1)如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统,计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性,计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。
(2)如果采用匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统,计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性,计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。
北邮通信原理实验 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:2013211124专业:信息工程姓名:曹爽成绩:目录实验一:抽样定理 (3)一、实验目的 (3)二、实验要求 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤和结果 (3)五、实验总结和讨论 (9)实验二:验证奈奎斯特第一准则 (10)一、实验目的 (10)二、实验要求 (10)三、实验原理 (10)四、实验步骤和结果 (10)五、实验总结和讨论 (19)实验三:16QAM的调制与解调 (20)一、实验目的 (20)二、实验要求 (20)三、实验原理 (20)四、实验步骤和结果 (21)五、实验总结和讨论 (33)心得体会和实验建议 (34)实验一: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、 实验要求改变抽样速率观察信号波形的变化。
三、 实验原理一个频率限制在0f 的时间连续信号()m t ,如果以012S T f的间隔进行等间隔均匀抽样,则()m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。
四、 实验步骤和结果1. 按照图1.4.1所示连接电路,其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ,如图1.4.2所示。
图1.4.1 连接框图图1.4.2 信号源设置,其余两个频率值设置分别为15和202.由于三个信号源最高频率为20Hz,根据奈奎斯特抽样定理,最低抽样频率应为40Hz,才能恢复出原信号,所以设置抽样脉冲为40Hz,如图1.4.3。
图1.4.3 抽样脉冲设置3.之后设置低通滤波器,设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器(其他类型的低通滤波器也可以,影响不大),截止频率设置为信号源最高频率值20Hz,如图1.4.4。
图1.4.4 滤波器设置4.为了仿真效果明显,设置系统时间如图1.4.5所示。
图1.4.5 系统时间设置5.之后开始仿真,此时选择抽样速率恰好等于奈奎斯特抽样频率,仿真结果如图1.4.6所示,图中最上面的Sink4是相加后的输入信号波形,中间的Sink8是输入信号乘以抽样脉冲之后的波形,最下面的Sink9是低通滤波恢复后的波形。
基带传输系统实验报告
基带传输系统实验报告基带传输系统实验报告引言在现代通信领域,基带传输系统扮演着至关重要的角色。
它是将数字信号转换为模拟信号并进行传输的关键技术。
本实验旨在通过设计和实现一个基带传输系统,深入了解其原理和性能。
一、实验背景基带传输系统是一种数字通信系统,它将数字信号直接传输到信道中,而不需要进行调制。
这种传输方式可以减少传输过程中的信号失真,提高系统的可靠性和性能。
在本实验中,我们将使用MATLAB软件来模拟和分析基带传输系统。
二、系统设计1. 信号生成首先,我们需要生成一个数字信号作为输入。
可以选择不同的信号源,如正弦信号、方波信号或随机信号。
在本实验中,我们选择了正弦信号作为输入信号。
2. 信号调制接下来,我们需要将生成的数字信号调制为模拟信号。
调制的方式有很多种,如幅度调制(AM)、频率调制(FM)和相位调制(PM)。
在本实验中,我们选择了幅度调制。
3. 信号传输经过调制后的信号需要通过信道进行传输。
信道可以是有线传输介质,如电缆或光纤,也可以是无线传输介质,如无线电波。
在本实验中,我们使用MATLAB提供的信道模型进行模拟传输。
4. 信号解调接收端需要对传输过来的信号进行解调,将模拟信号转换为数字信号。
解调的方式与调制方式相对应。
在本实验中,我们使用幅度解调器对信号进行解调。
5. 信号恢复最后,我们需要对解调后的信号进行恢复,使其与原始输入信号尽可能接近。
这个过程通常包括滤波和采样。
在本实验中,我们使用低通滤波器对信号进行滤波,然后进行采样。
三、实验结果与分析通过实验,我们得到了基带传输系统的模拟结果。
通过对系统性能的分析,我们可以评估系统的可靠性和性能指标,如信噪比、误码率等。
1. 信号波形通过绘制输入信号、调制后的信号、传输后的信号和解调后的信号的波形图,我们可以直观地了解信号在各个环节中的变化情况。
波形图可以帮助我们判断系统是否存在信号失真或噪声干扰。
2. 信号频谱通过绘制输入信号、调制后的信号、传输后的信号和解调后的信号的频谱图,我们可以了解信号在频域上的特征。
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system view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。
通信原理_数字基带传输实验报告
基带传输系统实验报告一、实验目的1、提高独立学习的能力;2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力;3、学习matlab的使用;4、掌握基带数字传输系统的仿真方法;5、熟悉基带传输系统的基本结构;6、掌握带限信道的仿真以及性能分析;7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。
二、实验原理在数字通信中,有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号,这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。
基带传输系统方框图如下:基带脉冲输入噪声基带传输系统模型如下:各方框的功能如下:(1)信道信号形成器(发送滤波器):产生适合于信道传输的基带信号波形。
因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码,相应的基本波形通常是矩形脉冲,其频谱很宽,不利于传输。
发送滤波器用于压缩输入信号频带,把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。
(2)信道:是基带信号传输的媒介,通常为有限信道,如双绞线、同轴电缆等。
信道的传输特性一般不满足无失真传输条件,因此会引起传输波形的失真。
另外信道还会引入噪声n(t),一般认为它是均值为零的高斯白噪声。
信道信号形成器信道接收滤波器抽样判决器同步提取基带脉冲(3)接收滤波器:接受信号,尽可能滤除信道噪声和其他干扰,对信道特性进行均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决。
(4)抽样判决器:在传输特性不理想及噪声背景下,在规定时刻(由位定时脉冲控制)对接收滤波器的输出波形进行抽样判决,以恢复或再生基带信号。
(5)定时脉冲和同步提取:用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。
三、实验内容1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序)设滤波器长度为 N=31,时域抽样频率错误!未找到引用源。
o为 4 /Ts,滚降系数分别取为 0.1、0.5、1,(1)如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统,计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性,计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。
systemview数字通信系统仿真实验四 实验报告
[实验四] 数字基带传输系统
一、实验目的
1、掌握数字基带信号传输的无失真条件。
2、掌握奈奎斯特第一准则。
3、掌握通过眼图分析法来衡量基带传输系统性能的方法。
二、实验内容
1、学习掌握数字基带信号传输的无失真条件。
2、通过仿真验证奈奎斯特第一准则。
3、通过仿真观测系统眼图。
三、实验结果分析
实验内容1:验证奈奎斯特第一准则仿真原理图:
图4-1验证奈奎斯特第一准则仿真原理图结果如下:
图4-2 输入信号的波形
图4-3 输出信号的波形
图4-4 输入信号与输出信号的波形叠加
图4-5 经过升余弦滤波器整形后的信号波形
图4-6 经过升余弦滤波器整形后的信号与原信号的叠加波形
结果分析:由输入信号与输出信号的波形叠加可观察到收发波形基本一致,加入一定幅度的噪声仍然能正常传输,奈奎斯特第一准则得到验证。
改变噪声幅度,错误波形可能增多。
实验内容2:用于观察眼图的基带传输系统仿真原理图:
结果如下:
图4-8 二元码眼图(噪声幅度为0.1V)
图4-9 二元码眼图(噪声幅度为1V)
图4-10 三元码眼图
图4-11 四元码眼图
结果分析:增大噪声幅度,眼图的“眼睛”张开的幅度变小,二进制信号传输时的眼图只有
一只“眼睛”,当传输三元码时,会显示两只“眼睛”,传输四元码时,会显示三只“眼睛”。
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通信原理实验报告
实验名称:数字信号的基带传输
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、仿真环境
SystemView 仿真软件
三、实验原理
(1)数字基带传输系统的基本结构
它主要由信道信号形成器、信道、接收滤滤器和抽样判决器组成。
为了保证系统可靠有序地工作,还应有同步系统。
1.信道信号形成器 把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号,这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的。
2.信道 是允许基带信号通过的媒质,通常为有线信道,信道的传输特性通常不满足无失真传输条件,甚至是随机变化的。
另外信道还会进入噪声。
3.接收滤波器 滤除带外噪声,对信道特性均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决。
4.抽样判决器 在传输特性不理想及噪声背景下,在规定时刻(由位定时脉冲控制)对接收滤波器的输出波形进行抽样判决,以恢复或再生基带信号。
而用来抽样的位定时脉冲则依靠同步提取电路从接收信号中提取。
(2) 奈奎斯特第一准则
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:
令k′=j -k , 并考虑到k′也为整数,可用k 表示:
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。
升余弦滤波器满足的传递函数为:
⎩⎨⎧=+-0)(1])[(0或其它常数t T k j h b k j k j ≠=⎩⎨⎧=+0
1)(0t kT h b 00≠=k k
其中,α为滚降系数,0 ≤α≤1,升余弦滤波器的带宽为:
四.实验过程和结果
(1)实验框图
模块设置:1.输入信号:2电平,1v,10hz
2.升余弦:采样速率:100hz,
3.高斯噪声:均值为0,方差为1;
4.低通滤波器:截止频率为500hz
(2)时钟的设置
(2)输入输出结果
由图可见,初始信号经过基带系统,频率变高了,这样带通就减小了。
(3)全部图像
五.实验心得
通过本次实验,理解无码间干扰数字基带信号的传输,掌握了升余弦滚降滤波器的特性,到达了实验目的。
本实验应用了buffer模块,这在理论知识中涉及的比较少,通过本次实验,让我对缓存模块有了新的认识和新的理解。
另一方面,System view良好的人机界面,提供的模块丰富,要一一掌握还得通过不断的实践和应用。