基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告
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-实验一 Systemview系统下幅度调制与解调
实验一：Systemview 系统下幅度调制与解调一．实验目的1．熟悉Systemview 仿真软件；2. 掌握调幅信号产生和解调的过程及实现方法；2．研究输入信号和信道对调幅信号的影响；二．实验原理1．调制幅度调制是无线电通信中最常用的调制方式之一。
普通的调幅广播就是它的典型应用。
幅度调制的基本原理是用基带信号（调制信号）控制高频载波的幅度，使其携带基带信号信息，从而实现信息的传输。
调制的基本作用是频谱搬移，其目的是进行频率变换，使信号能够有效的传输（辐射）或实现信道的多路复用。
根据频谱特性的不同，通常可将调幅分为标准调幅（AM ），抑制载波双边带调幅（DSB ），单边带调幅（SSB ）和残留边带调幅（VSB ）等。
2．调制信号的实现方法设f （t ）为调制信号，高频载波为C （t ）=A 0cos （ω0t ＋θ0）（1）标准调幅AM 信号可以表示为：S AM （t ）=［A 0＋f （t ）］cos （ω0t ＋θ0）已调信号的频谱为（设θ。
＝0）S AM （ω）=πA o ［δ（ω-ωo ）＋δ（ω＋ω0）］＋1／2［F （ω-ωo ）＋F （ω＋ωo ）］ 标准调幅的数学模型如图1-1所示。
图1-1 标准调幅的数学模型AM 信号在SystemView 中可由模块实现，如图1-2所示。
cos (ω0t + θ0) A 0图1-2 AM 信号在SystemView 中的实现调制信号和已调信号的波形如图1-3所示。
图1-3 调制信号和已调信号3．解调调制的逆变换过程叫解调。
解调方法分为相干解调和非相干解调。
为了不失真的恢复调制信号，要求本地载波和接收信号的载波必须保持同频同相，这种方法称为相干解调。
它适用各种调幅系统。
它的一般数学模型如图1-4所示。
图1-4 相干解调数学模型cos(ω0t + φ) f d (t ) S (t ) P (t ) LPF×4．解调信号的实现方法（1）标准调幅标准调幅解调的实现模块如图1-5所示。
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、认识 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、实验内容依如实例使用图符建立简单的通讯系统，并认识每个图符的功能。
三、基来源理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 的基本库包含信源库、算子库、函数库、信号接收器库等，它为该系统仿真供给了最基本的工具。
（信源库）：SystemView 为我们供给了 16 种信号源，能够用它来产生随意信号（算子库）功能强盛的算子库多达31 种算子，能够知足您全部运算的要求（函数库） 32 种函数尽显函数库的强盛库容！（信号接收器库） 12 种信号接收方式任你精选，要做任何剖析都难不倒它2.扩展功能库扩展功能库供给可选择的能够增添核心库功能的用于特别应用的库。
它同意通讯、DSP、射频 / 模拟和逻辑应用。
（通讯库）：包含有大批的通讯系统模块的通讯库，是迅速设计和仿真现代通讯系统的有力工具。
这些模块从纠错编码、调制解调、到各样信道模型应有尽有。
（DSP库）：DSP库能够在你将要运转 DSP芯片上仿真 DSP系统。
该库支持大多 DSP芯片的算法模式。
比如乘法器、加法器、除法器和反相器的图标代表真切的 DSP算法操作符。
还包含高级办理工具：混淆的 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，它包含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重点的电子组件，比如：混淆器、放大器和功率分派器等。
3.扩展用户库扩展的用户库包含有扩展通讯库2、 IS95/CDMA、数字视频广播DVB等。
通讯库 2: 扩展的通讯库 2 主要对本来的通讯库加了时分复用、 OFDM 调制解调、QAM 编码与调制解调、卷积码缩短编解码、 GOLD码以及各样衰败信道等功能。
通信原理System_view仿真实验指导
通信原理System view仿真实验指导第一部分SystemView简介System View是由美国ELANIX公司推出的基于PC的系统设计和仿真分析的软件工具，它为用户提供了一个完整的开发设计数字信号处理（DSP）系统，通信系统，控制系统以及构造通用数字系统模型的可视化软件环境。
1.1 SystemView的基本特点1．动态系统设计与仿真(1) 多速率系统和并行系统：SYSTEMVIEW允许合并多种数据速率输入系统，简化FIR FILTER的执行。
(2) 设计的组织结构图：通过使用METASYSTEM(子系统)对象的无限制分层结构，SYSTEMVIEW能很容易地建立复杂的系统。
(3) SYSTEMVIEW的功能块：SYSTEMVIEW的图标库包括几百种信号源,接收端，操作符和功能块，提供从DSP、通信信号处理与控制，直到构造通用数学模型的应用使用。
信号源和接收端图标允许在SYSTEMVIEW内部生成和分析信号以及供外部处理的各种文件格式的输入/输出数据。
(4) 广泛的滤波和线性系统设计：SYSTEMVIEW的操作符库包含一个功能强大的很容易使用图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境，还包含大量的FIR/IIR滤波类型和FFT类型。
2．信号分析和块处理SYSTEMVIEW分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境。
分析窗口还提供一个完成系统仿真生成数据的先进的块处理操作的接收端计算器。
接收端计算器块处理功能：应用DSP窗口，余切，自动关联，平均值，复杂的FFT，常量窗口，卷积，余弦，交叉关联，习惯显示，十进制，微分，除窗口，眼模式，FUNCTION SCALE，柱状图，积分，对数基底，数量相，MAX，MIN，乘波形，乘窗口，非，覆盖图，覆盖统计，解相，谱，分布图，正弦，平滑，谱密度，平方，平方根，减窗口，和波形，和窗口，正切，层叠，窗口常数。
1.2 SystemView各专业库简介SystemView的环境包括一套可选的用于增加核心库功能以满足特殊应用的库，包括通信库、DSP库、射频/模拟库和逻辑库，以及可通过用户代码库来加载的其他一些扩展库。
基于SystemView的通信原理软件实验
通信原理实验报告题目：基于SystemView的通信原理软件实验实验一 低通抽样定理的验证1、 实验目的：1、 利用SystemView 模拟来验证低通抽样定理。
2、 熟悉SystemView 的基本操作，学会基本的分析方法。
2、 实验原理：奈奎斯特第一准则：∑∞-∞==+m s s T T m H )2(πω，sT πω≤||该式的物理意义是: 基带系统的传输特性沿ω轴平移sT mπ2),2,1,0( ±±=m 再相加起来，在区间),(ss T T ππ-叠加的结果为一条水平直线，即为一固定数值。
则理想低通信道的最高码元传输速率等于2W Baud 。
抽样定理是模拟信号数字化的理论基础，对上限频率为f H 的低通型信号，低通抽样定理要求抽样频率应满足： 其中，对于恒定频谱的冲激函数，通过低通滤波产生低通型信号，再进行低通抽样，最后滤波重建原始信号。
仿真分析时，三路信号的频率分别设为10Hz 、12Hz 和14Hz ，设置低通滤波器的上限频率为14Hz ，，低通抽样频率选为50Hz 。
3、 实验步骤：(一)设置“时间窗”参数：● 运行时间：Start Time: 0秒；Stop Time: 1.5秒； ● 采样频率：Sample Rate= 100Hz 。
(二)创建的仿真分析系统图：Hs f f 2≥(三)参数配置●信源：3组正弦，f1=10Hz.f2=12Hz.f3=14Hz●抽样：f= 50Hz●模拟低通滤波器：截止频率=50Hz●加法器：将3个信源信号叠加●乘法器：加入抽样●3个分析窗：三路正弦相加获得的原信号、抽样获得的信号和恢复后获得的信号(四)运行并观察结果4、实验结果：运行后，获得的实验结果如下所示：分别为三路正弦相加获得的原信号、抽样获得的信号和恢复后获得的信号5、实验分析与讨论：当抽样频率小于最高频率的2倍时，由于无法获得原信号一个周期内的完整信息，所以在对信号恢复的会产生误差，如图显示会将两个波峰相连，形成一个波峰，而丢失掉原信号的信息，无法无失真的恢复。
SystemView通信系统仿真通信原理课程设计报告书
SystemView通信系统仿真通信原理课程设计目录一引言 (1)二软件SystemView的介绍 (2)三模拟调制系统的设计与分析 (4)3.1 幅度调制（线性调制）的原理 (4)3.1.1 AM调制与解调原理 (4)3.1.2 DSB调制与解调原理 (5)3.1.3 SSB调制与解调原理 (5)3.1.4 FM调制与解调原理..................................................................... (6)3.2 幅度调制（线性调制）的仿真与分析 (8)3.2.1 AM调制与解调的仿真与分析 (8)3.2.2 DSB调制与解调的仿真与分析 (11)3.2.3 SSB调制与解调的仿真与分析 (12)3.2.4 FM调制与解调的仿真与分析 (14)四数字调制系统的设计与分析 (17)4.1 二进制数字调制与解调原理 (18)4.1.1 2ASK调制与解调原理 (18)4.1.2 2FSK调制与解调原理 (19)4.1.3 2PSK调制与解调原理 (19)4.1.4 2DPSK调制与解调原理..................................................................... (20)4.2 二进制数字调制与解调的仿真与分析 (21)4.2.1 2ASK调制与解调的仿真与分析 (21)4.2.2 2FSK调制与解调的仿真与分析 (24)4.2.3 2PSK调制与解调的仿真与分析 (29)4.2.4 2DPSK调制与解调的仿真与分析 (33)五总结 (37)参考文献 (38)一引言通信的按照传统的理解就是信息的传输，信息的传输离不开它的传输工具，通信系统应运而生，在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的“命脉”。
通信的目的是传递消息中所包含的信息。
通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
SystemView通信系统仿真通信原理课程设计报告书
SystemView通信系统仿真通信原理课程设计目录一引言 (1)二软件SystemView的介绍 (2)三模拟调制系统的设计与分析 (4)3.1 幅度调制（线性调制）的原理 (4)3.1.1 AM调制与解调原理 (4)3.1.2 DSB调制与解调原理 (5)3.1.3 SSB调制与解调原理 (5)3.1.4 FM调制与解调原理..................................................................... (6)3.2 幅度调制（线性调制）的仿真与分析 (8)3.2.1 AM调制与解调的仿真与分析 (8)3.2.2 DSB调制与解调的仿真与分析 (11)3.2.3 SSB调制与解调的仿真与分析 (12)3.2.4 FM调制与解调的仿真与分析 (14)四数字调制系统的设计与分析 (17)4.1 二进制数字调制与解调原理 (18)4.1.1 2ASK调制与解调原理 (18)4.1.2 2FSK调制与解调原理 (19)4.1.3 2PSK调制与解调原理 (19)4.1.4 2DPSK调制与解调原理..................................................................... (20)4.2 二进制数字调制与解调的仿真与分析 (21)4.2.1 2ASK调制与解调的仿真与分析 (21)4.2.2 2FSK调制与解调的仿真与分析 (24)4.2.3 2PSK调制与解调的仿真与分析 (29)4.2.4 2DPSK调制与解调的仿真与分析 (33)五总结 (37)参考文献 (38)一引言通信的按照传统的理解就是信息的传输，信息的传输离不开它的传输工具，通信系统应运而生，在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为现代社会的“命脉”。
通信的目的是传递消息中所包含的信息。
通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应地把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。
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：201111102210 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。
System View 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.◆频谱图图3.5 各点频谱观察图3.6 输入信号和解调信号频谱对比图3.5中, 左上是2FSK原信号频谱, 左下是抽样判决解调输出频谱, 右上是调制输出频谱, 右下是双路相加输出频谱. 从图3.6的频谱对比可知, 无噪声情况下, 解调信号与原信号的频谱基本相似.3)眼图的观察◆原理图图3.7 眼图观察图3.7中, 从图符26经简单设置可以观察到眼图.◆设置图图3.8 时间切片设置在低通滤波器之后, 接收器图符之前加了一个抽样器图符, 用来调整采样率以配合SystemView接收计算器的时间切片绘图功能来观察眼图. 时间切片功能可以把接收计算器在多个时间段内记录到的数据重叠起来显示. 时间段的起始位置和长度都可以由计算器窗口设置. 为满足时间切片周期和码元同步并且能完整地观察到一个眼图的要求,一般将时间切片的长度设置为当前采样率下采样周期的两倍长. 这里将采样频率设置为2Hz, 采样周期为0.5s, 则时间切片应设为1s. 时间切片的设置如图3.8所示, 在接受计算器窗口下选择“Style”项, 再输入“Time Slice”的参数. 确定退出后即可看到眼图.◆眼图和简单分析图3.9 眼图与噪声图3.9中, 上为无噪声情况下的眼图,中为大信噪比情况下的眼图, 下为小信噪比情况下的眼图.上图中, 在没有高斯噪声时, 眼图是清晰简洁的眼形状, 而随着噪声的加大, 可以观察到眼图线条开始变得凌乱, 而且眼图的“眼睛”张开的幅度变小, 即噪声容限下降, 对应输出波形, 就是信号受噪声的影响加大, 愈加不容易分辨.4) 抗噪声性能◆大信噪比图3.10 大信噪比情况下波形图3.10中, 上为输入随机码, 中为解调输出输出波形, 下为双路相加输出(图符14).]图3.11 大信噪比调制信号波形图3.11为调制信号的波形(图符4), 由图中可见, 由于噪声的影响, 调制信号的波形已经很难分辨, 但是经过滤波等操作后还是可以分辨并解调出来的.◆小信噪比图3.12 信噪比调制信号波形图3.12的顺序同图3.10.可见, 信噪比减小时, 信号失真变得明显, 解调信号中有一些无关谱线.◆大信噪比情况下加大低通滤波器的截止频率图3.13 低通截止加倍波形图上图表明, 低通截止频率加倍后, 波形失真更加明显, 解调信号的无关谱线也有很多.5) BER曲线◆实验连线图图3.14 原理图BER分析的原理图如上图所示, 由图可见, 实验在2FSK原理图基础上增加了一些模块,如延迟模块,比特误码率延迟BER模块, 停止接收计算器等, 以下就实验步骤和各部分模块进行分析(此时各个信号的频率和滤波器的参数等也有改动, 但是这与观察BER曲线无关, 故不再详细说明).◆设置-1-设置高斯噪声constant parameter项选择density in 1 ohm, density(W/Hz)选择500e-6, 如下图示.图3.15 高斯噪声设置图-2-设置BER计算器No.Trials为对比试验的比特数, 通常这个取值具有一定的要求. 如果希望测出1e-4的BER, 则至少进行1e+5的对比试验, 这样经过统计得到的BER才比较可信. 同时也必须将系统定时中每个仿真循环的采样数设得足够大. 在这个仿真实验中, 我们设“No.Trials”为10000, 系统定时中的每个循环采样点数为40000, 循环次数设置为10次. 注意, 系统定时中的采样点数必须大于No.Trials的值. 图中“Threshold”值为参考信号与解调信号差异的门限值, 这里设为0.5, 当二者之差大于该值判为错, BER计数器累计1, 小于该值时则判为正确. “Offset”为时间偏移量, 该值决定系统从什么时候开始进行比较试验. 通常无延时置为0, 但是对某些具有滤波器、寄存器延时的系统则需要对原始信号进行精确延时后才能与解调信号进行比较, 因此必须在延时结束后才能进行对照比较. 设置如下.图3.16 BER计算器设置图-3-设置停止计数器连接BER计数器的输出到接收计算器图符时, 必须选择三种输出之一, 其中选择0: BER 为实时BER值, 选择1: Cummulative Avg为BER的累计均值, 选择2: Total Errors为错误总数. 图符25为停止接收计数器图符. 它的功能是当输入超过设定的门限值时, 停止本次仿真, 如果系统设置为多循环则进入下一循环的仿真运算. 这里设置为多次循环,并将系统定时中的No.of System loops设置为10. 在BER仿真原理图中, 还有一个终值接收计算器(图符24), 它与BER计数器的累计均值输出端(输出1)连接, 当仿真进行时, 每一个循环结束时会显示本次循环的BER均值, 该值也是用于计算BER/SNR曲线的基础, 只有利用该计算器的数据才能绘出所需的BER曲线. 设置如下.图3.17 停止计数器设置图-4-输入延迟信号设置由实验的观测图以及上面的理论可知, 输出信号和输入信号相比有一定的延迟, 这个延时可以用以下的方法求得.图3.18 输入延迟时间的计算用输入信号与输出信号之间交叉相关运算来求出其系统群延时. 进入System View的分析窗口, 按分析按钮, 选择分析运算的交叉相关(cross-correlation)功能, 如图3.18左上图所示, 其右边的两栏选择相应的计算器(图符4和图符18). 点击OK即出现左下方的相关计算图形.按工具条上的统计按钮, 出现图3.18右侧的统计窗口, 图中的W7即为所得, 观察可知,最大值出现在1.4e-3, 为相应的时延. 在BER分析原理图中将延时器(图符28)的延时时间修改为1.4e-3.-5-全局变量设置通过上述设置, 一个简单的高斯噪声信道的BER测试模型就基本设置完毕. 但此时并不能绘出完整正确的BER/SNR曲线, 还必须将噪声增益控制与系统循环次数进行全局变量关联, 使信道的信噪比(SNR)由0dB开始逐步加大, 即噪声逐步减小. 每次减小的步长与循环次数有关. 设置全局变量的方法是, 单击主菜单的“Tools”选项, 选择“Global Parameter Links”. 点击All Tokens出现所有选项, 选择增益(Gain), 设置每次信噪比递增1dB, 即噪声减小1dB, 则在相应的定义栏将F[Gi,Vi]的值置为-cl. 这里的cl为系统变量“current system loop”系统循环次数.◆观察BER曲线点击Analysis window, 点击按钮, 出现sink calculator面板, 选择“Style”功能中的“BER Plot”. 设置起始信噪比为1dB, 增量“Increment”值为1(必须与预先设置的增益关联一致). 在选择计算窗口“Select one window”中, 选择刚刚获得的系统累计误码率均值相对时间的关系曲线的窗口, 点击OK, 即可获得所需的BER/SNR曲线如下图.图3.19 BER曲线与标准2FSK的BER曲线对比, 设置图和对比图如下.图3.20 对比观察设置图图3.21由上图可见, 实际所测得的BER曲线呈单调递减趋势, 这与实际理论相符, 但是波形有所失真, 尤其是在信噪比越来越高的情况下.4、实验结果分析1)频谱, 眼图: 加大噪声后波形失真更加严重. 抽样判决输出线条有些地方变粗, 出现无关谱线.2)信噪比下降, 截止频率增加导致波形失真. 抽样判决解调信号中中出现一些额外的谱线.3)BER曲线: 随着信噪比的提高, 误码率单调下降, 但是与理论值有一定的差异. 而随着信噪比的越来越高, 差异似乎更大, 这个是因为在实际的系统中滤波器不是理想的, 像带通滤波器和低通滤波器是巴特沃斯滤波器, 并非理想的矩形, 有一定的波纹和缓冲带,这会附加一些频带外噪声. 同时, 之前获得的延时时间也不是完全准确的, 也会导致一定的附加噪声.5、实验总结本实验与前两个相比难度加大不少, 尤其是考虑到还要观察眼图和BER曲线. 至于观察波形, 频谱和进行误差分析, 因为有前面的经验, 进行起来比较顺利. 对于眼图, 主要的还是设置好参数, 设置好参数后就没有什么难度了. 而BER曲线则复杂得多, 尝试了很多次, 得到的曲线总是随机的而不是单调递减的. 在借鉴了同学的经验之后对原图做了很多改动, 比如进行延时时间的测量, 改小噪声, 更换若干元件等, 最后终于得到一条单调递减的曲线.此次实验使我更加熟悉systemview的使用, 而且复习了2FSK的调制与借条原理, 更重要的是掌握了观察眼图和获得BER曲线的方法, 受益匪浅.参考书目樊昌信.通信原理(第6版).北京:国防工业出版社,2008.李东生,左洪浩. SystemView系统设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.31。
基于Systemview应用型人才培养的通信原理教学研究
基于Systemview应用型人才培养的通信原理教学研究【摘要】本文通过研究基于Systemview应用型人才培养的通信原理教学，首先介绍了背景，明确了研究目的和意义。
接着详细探讨了Systemview在通信原理教学中的应用，分析了人才培养模式，并以教学案例为例进行了深入分析。
对教学效果进行了评估，提出了教学改革建议。
最后结合实际情况进行了教学效果分析，探讨人才培养模式的实践意义，展望未来发展方向。
本研究为教育领域提供了有益的启示，有助于提高通信原理教学的针对性和实用性，促进应用型人才的培养。
【关键词】通信原理教学、Systemview、人才培养、教学案例、实践效果评估、教学改革、教学效果分析、实践意义、发展方向、研究意义1. 引言1.1 背景介绍随着信息技术的快速发展和通信领域的不断壮大，通信原理教学作为计算机专业中的重要一环，也面临着新的挑战和机遇。
传统的教学手段已经不能满足学生的需求，学生对于实践性强、能够与实际工作场景相结合的教学模式有了更高的期望。
如何利用先进的教学工具和技术提升通信原理课程的教学效果，成为当前教育研究的一个重要课题。
本研究旨在探讨基于Systemview应用型人才培养的通信原理教学模式，通过教学实践案例的分析和效果评估，为通信原理教学的改革提供参考和借鉴。
通过本研究，不仅可以促进通信原理课程的教学质量提升，也可以为人才培养模式的创新和发展提供新思路和实践经验。
1.2 研究目的研究目的：本研究旨在探讨基于Systemview应用型人才培养在通信原理教学中的实际效果，通过对教学实践的分析和评估，探讨如何更有效地培养学生的实践能力和创新意识。
具体目的包括：1. 研究Systemview在通信原理教学中的应用情况，探讨其在提高教学效率和学生学习兴趣方面的优势；2. 分析基于Systemview的人才培养模式对学生实践能力和创新意识的影响，探讨如何更好地培养学生的专业能力和综合素养；3. 通过教学案例分析和实践效果评估，探讨基于Systemview的通信原理教学在提升学生就业竞争力和社会实践能力方面的作用；4. 提出教学改革建议，为进一步完善基于Systemview的通信原理教学模式提供参考和指导。
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。
通信原理实验systemview_0
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------1 / 4 通信原理实验systemview实验 3.1.1 常规调幅(AM) 一． 概述 在连续波的模拟调制中，最简单的形式是使单频余弦载波的幅度在平均值处随调制信号线性变化， 或者输出已调信号的幅度与输入调制信号 f(t)呈线性对应关系， 这种调制称为标准调幅或一般调幅， 记为 AM 。
本实验采用这种方式。
二． 实验原理及其框图 1. 调制部分 标准调幅的调制器可用一个乘法器来实现。
AM 信号时域表达式为：其中： A0为载波幅度，为载波频率， m(t)为调制信号。
其频域表示式为：其原理框图 2. 解调部分：解调有相干和非相干两种。
非相干系统设备简单， 但在信噪比较小时， 相干系统的性能优于非相干系统。
这里采用相干解调。
原理框图 n(t) sm(t) 三． 实验步骤 1． 根据 AM 调制与解调原理， 用 Systemview 软件建立一个仿真电路 2. 元件参数配置 Token 0: 被调信息信号正弦波发生器 （频率=1000 Hz ）Token 2: 乘法器 Token 7: 增益放大器（增益满足不发生过调制的条件） Token 1: 加法器 Token 4: 载波正弦波发生器（频率=10 Hz） Token3， 6， 5: 观察点分析窗＋带通滤波器sm(t)ni(t)mo(t)no(t)低通滤波器t＋)(tsd)(tnd3. 运行时间设置运行时间=0.5 秒采样频率=20,000 赫兹 4. 运行系统在 Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察 Token3， 5， 6 三个点的波形。
5. 功率谱在分析窗绘出该系统调制后的功率谱。
system view实验报告
专业系列实验报告姓名：董吉明学号：0812040113班级：通信①班目录第一章绪论 (1)SystemViewf仿真软件熟悉 (3)第二章实验一 (4)1.高通滤波器定义 (4)2. 低通滤波器定义 (4)3. 带通滤波器定义 (4)4. 带阻滤波器定义 (4)第三章实验二 (7)一．数字调制概述 (7)二．ASK移幅键控用SystemViewf仿真设计 (8)1.ASK移幅键控定义 (9)2.2ASK信号的产生 (9)3. 2ASK信号解调的常用方法 (10)三．2.2DPSK移相键控用SystemViewf仿真设计 (13)1.PSK移相键控用定义 (13)2.PSK分类 (13)3.2DPSK介绍 (14)4.2DPSK解调方法 (15)5.2DPSK实验结果分析 (20)第四章结语 (21)第一章绪论SystemViewf仿真软件熟悉电子技术实验教学是教学改革中最活跃的领域之一。
传统的电子技术实验教学基本上是纯硬件的。
然而，近年来，随着EDA（Electronic Design Automation,电子设计自动化）技术的发展，引入了软件仪器与软件器件，由此而产生了一系列电子实验和设计方法的改变。
构成了由计算机软件组成的虚拟仪器和虚拟器件，改变了传统的电子技术实验教学基础上是纯硬件的实验方法，这样既可以大大降低了电子技术实验教学的实验成本又可以充分发挥同学的想象力和创造力，设计和仿真各种自己想要的电路，以提高同学的设计能力和创造力、因此，软件电子技术实验教学将发挥着越来越重要作用，计算机平台的电子技术仿真设计势在必行。
SystemView是美国Elanix公司研制的一个动态系统设计、仿真和分析的可视化软件，提供了开发电子系统的模拟和数字工具，它主要用于以下几个方面：信号处理、通信和控制系统设计和仿真。
本次实验的意图是在硬件实验的基础上再用软件SystemView仿真的方法进行仿真实验，从而加深实验内容的理解和初步掌握SystemView仿真软件的使用。
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。
System View通信系统仿真实验
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二、SystemView系统视窗
1、主菜单功能
图1系统视窗
遵循以下步骤进入SystemView系统视窗：
（1）双击SystemView图标，开始启动系统。
（2）首先会出现SystemView License Manager窗口，可用来选择附加库。本实验中选择Selectlall再左键单击OK结束选择。
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通信原理systemview上机实验一
图 12 接受计算器 第二部分：信号的频谱分析 1．正弦信号的频谱分析
用 SystemView 软件实现正弦信号
f1 (t ) A sin(2f 0 t ) 的仿真，设计仿真框图及观察信号时域波形及
频谱。分别选择 A=1，f0=10Hz；A=5，f0=50Hz；A=10，f0=100Hz。通过信号接收器观察信号波形，在分 析窗口中观察信号的幅度频谱。改变参数，可得到正弦信号不同参数时的波形和幅度频谱。
实验 1.1 信号波形及频谱分析
【实验目的】 1) 通过本实验使学生熟悉 SystemView 软件的使用； 2) 了解典型的周期信号和非周期信号的频谱， 建立波形和频谱之间的关系。 研究波形的变化对频谱的 影响，掌握周期信号和非周期信号频谱的频谱。 【实验环境】 Windows XP、2003 Server 等系统，SystemView 软件。 【实验内容】 第一部分：学习 SystemView 1．SystemView 简介 美国 ELANIX 公司于 1995 年开始推出 SystemView 软件工具。SystemView 是基于 Windows 环境的用 于系统仿真分析的可视化软件工具。它界面友好，使用方便。 SystemView 是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的 动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真 要求。它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合及多速率系统，可用于各种线性、非线性控制系统的 设计和仿真。 SystemView 以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的 Windows 窗口环境下，为用户提供了一个嵌入 式的分析引擎。使用 SystemView 你只需要关心项目的设计思想和过程，而不必花费大量的时间去编程建 立系统仿真模型。用户只需使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不必学习复杂 的计算机程序编制，也不必担心程序中是否存在编程错误。 2．SystemView 的特点 （1）能仿真大量的应用系统 能在 DSP、通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量可选择的库， 允许用户有选择地增加通讯、逻辑、DSP 和射频／模拟功能模块。 （2）快速方便的动态系统设计与仿真 使用用户熟悉的 Windows 界面和功能键（单击、双击鼠标的左右键） ，SystemView 可以快速建立和修 改系统，并在对话框内快速访问和调整参数，实时修改实时显示。 只需简单用鼠标点击图符即可创建连续线性系统、DSP 滤波器，并输入／输出基于真实系统模型的仿 真数据。不用写一行代码即可建立用户习惯的子系统库（MetaSystem） 。 （3）在报告中方便地加入 SystemView 的结论 SystemView 通过 Notes（注解）很容易在屏幕上描述系统；生成的 SystemView 系统和输出的波形图
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。
通信原理实验systemview
实验一窄带干扰信道的仿真在无线信道中，很重要的一类信道就是窄带干扰信道(NBI)；例如存在临干扰的信道，被敌方实施人为干扰的信道等。
SystemView提供了一个简单的窄带干扰信道模型，根据所选的模式（随即模式和均匀分布模式）以及指定的干扰带宽，可以生成不同的窄带干扰频率。
随机模式下的窄带干扰信号频率随机的分布于最小、最大干扰频率之间；而均匀分布模式下，干扰信号被设置为等间隔分布。
窄带干扰信道仿真实验分别使用了随机分布均匀分布两种情况的窄带干扰，每个NBI模型都使用了5个干扰，输入信号为载波频率1MHz的2PSK信号，最小、最大干扰频率范围为：900kHz～1.1MHz。
窄带干扰信道的仿真实验电路图如下图所示。
实验二常规双边带调幅任意的AM以调信号可以表示为S am＝c(t)m(t)；当m(t)=A+f(t),c(t)=cos(ωt ＋θ),且A不等于0时，成为常规调幅。
A是外加直流分量；f(t)是调制信号，它可以是确定信号，也可以是随机信号；ω为载波信号的角频率；θ为载波信号的起始相位，为方便起见，通常设为0。
通过SystmeWiew所提供的示波器可以分别观察AM的调制信号波形、载波信号波形、以调信号的波形和以调信号的频谱。
实验三双边带调制信号的频谱在标准调幅时，由于以调波中含有不携带信息的载波分量，故调制效率较低。
为了提高调制效率，在标准调幅的基础上抑制掉载波分量，使总功率全部包含在双边带中，这种调制方式称为抑制载波双边带调制，简称双边带调制(DSB)。
实现双边带调制就是完成调制信号与载波信号的相乘运算。
原则上，可以选用很多种非线性器件或时变参量电路来实现乘法器的功能，如平衡调制器或环形调制器。
通常采用的平衡调制器的电路简单、平衡性好，并可将载波分量抑制到-30～-70dB。
双边带调制节省了载波功率，提高了调制效率，当以调信号的带宽仍于调幅信号一样，是基带信号带宽的两倍。
由于双边带信号的频谱是基带信号频谱的线性搬移，所以仍属于线性调制。
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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。
因此，只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真，而不必追求整个波形不变。
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： ,其充分必要条件是x(t)的傅氏变换X ( f )必须满足
奈奎斯特准则还指出了信道带宽与码速率的基本关系。
即R
B =1/T
B
=2ƒ
N
=2B
N。
式中R
b 为传码率，单位为比特/每秒（bps）。
f
N
和B
N
分别为理想信道的低通截止
频率和奈奎斯特带宽。
上式说明了理想信道的频带利用率为R
B /B
N
=2。
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。
升余弦滤波器的带宽为：。
其中，α为滚降系数，0 ≤α≤1，
三、实验步骤
1.根据奈奎斯特准则，设计实现验证奈奎斯特第一准则的仿真系统，同时在必
要输出端设置观察窗。
设计图如下
2.在信道带宽一定的条件下，首先在无噪声的情况下，分别观察输入信号与输
出信号特性。
3.在信道带宽一定的条件下，加入噪声，观察输入信号、输出信号波形；
四、实验结果
1.在没有输入噪声的时候，各个信号的输出波形图如下
其中左上为基带信号，右下为输出信号。
2.在信道带宽B一定的条件下，无噪声时，提高信源速率观察输入与输出信号波形如图：
此时信道带宽不满足奈奎斯特带宽，输出波形与输入波形明显不一致
3.在设置输入噪声（标准差为1V）时，各个信号的输出波形如图
其中左上为基带信号，右下为输出信号。
由图可知，在有输入噪声干扰的情况下输出波形存在误码。
在最大抽样时刻的眼图
五、实验讨论
在没有噪声干扰时，由图可知输出信号可以无失真还原出基带信号。
（由于有时延，可对比0.6秒处附近的信号波形，两个较宽的方波附近基本相同）在参数设置方面，基带信号频率为100hz,升余弦滤波器的滚降因子为0.5，信道限带为75hz。
刚好满足无码间干扰的最大抽样时刻。
在信道带宽一定的条件下，将输入信号的传输速率增大一倍，为20hz，观察输入信号、输出信号波形；此时信道带宽不满足奈奎斯特带宽，输出波形与输入波形明显不一致
在设置噪声干扰时，由图可知，在有输入噪声干扰的情况下输出波形存在误码。
六、实验建议、意见
通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了奈奎斯特抽样定理，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最佳路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。
通过实验我也知道了平时所学如果不加以实践的话等于纸上谈兵。
在实验中我们对滤波带宽、阶数等参数进行不同设置，特别好地从不同方面、深入地理解通信的知识。
实验三：16QAM调制与解调
一、实验目的
1 掌握正交幅度调制的基本原理；
2 掌握正交幅度相干解调的原理
3 通过时域、频域波形以及信号的星座图分析系统性能。
二、实验原理
1．MQAM 的调制原理
输入的二进制序列经过串并变换器，输出为速率减半的两路并行序列，再分别经过2 电平到L 电平的变换，形成L 电平的基带信号，再分别对同相载波和
正交相乘，最后将两路信号相加，得到
MQAM 信号
2. MQAM 信号的解调原理
MQAM 信号采用正交相干解调方法。
解调器的输入信号与本地恢复的两个正交载波相乘后，经低通滤波器输出两路多电平基带信号。
多电平判决器对多电平基带信号进行判决，再经并串变换器输出。
MQAM 的解调原理框图，如图。
三、实验步骤
1. 设计仿真系统
3. 仿真，观察波形信号、16QAM星座图、眼图
4. 无噪声情况下增加低通滤波器的带宽，观察波形信号、16QAM星座图、眼图
5. 将高斯噪声标准差增大为1v，然后逐渐增大低通滤波器带宽，观察波形信号、16QAM星座图、眼图
四、实验结果
（1）观察无噪声时，16QAM信号波形及星座图
16QAM星座图
星座图能量较规整，误码率相对较低。
眼图
眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小；
（2）分别通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响
增加噪声标准差为1V时，16QAM星座图和眼图如下
星座图能量杂乱，误码率较高。
眼图眼睛睁开较小，表明码间干扰较大；
（3）改变带宽时，通过眼图和星座图观察噪声对16QAM信号的影响带宽为20hz时16QAM星座图和眼图如下
带宽为50hz时16QAM星座图和眼图如下
从以上图的对比可知，同等带宽下，增大噪声时，带宽越大星座图变化的越明显。
同等噪声下，增大带宽时，带宽越接近基带信号速率，抗噪性越好。
五、实验讨论
在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小，星座图能量较规整，误码率相对较低。
在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大，星座图能量杂乱，误码率较高。
可见，噪声对系统性能有一定影响。
同等噪声下，增大带宽时，带宽越接近基带信号速率，抗噪性越好。
六、实验建议、意见
通过这次实验，我在通原理论的基础上又比较系统地了解了16QAM的调制与解调，在做实验仿真时总会遇到各种问题，在这种情况下就会努力找到最饥饿路径解决问题，无形间提高了我们的动手和动脑能力，并且同学之间还能相互探讨，相互促进吧。
通过实验我也知道了平时所学如果不加以实践的话等于纸上谈兵。
在实验中我们对16QAM的调制解调在噪声存在与否、滤波带宽、阶数等参数进行不同设置，特别好地从不同方面、深入地理解通信的知识。
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。