重庆邮电大学通信系统综合设计实训Ⅱ报告

通信与信息工程学院
通信系统综合设计实训Ⅱ
实验报告
班级：xxxxxx
姓名:隐式马尔科夫
学号：xxxxxxxxx
实训一模拟调制系统的仿真设计
一、实训目的：
1、掌握模拟调制系统的调制和解调原理；
2、理解相干解调。

二、仿真内容：
1、画出AM、DSB、SSB调制信号的时域波形和频谱图。

2、完成DSB信号的调制和相干解调。

三、DSB模型
四、仿真步骤和结果
1、线性调制
1）假定调制信号XXXX，载波，绘制调制信号和载波的时域波形如图一
2）进行DSB调制，进行AM调制，绘制DSB已调信号和AM已调信号的波形，用相移法进行 SSB 调制，并与调制信号波形进行对照。

3) 对DSB 已调信号、AM 已调信号和 SSB 已调信号进行 FFT 变换，得到其频谱，
4）对DSB信号进行相关解调，并绘制DSB信号图，解调信号及其频谱频谱图。

五、思考题
1、与调制信号比较，AM、DSB和SSB的时域波形和频谱有何不同？
答：从时域上来看，调制信号波形与AM的包络相同，而与DSB、SSB的不同；从频域上来看，AM信号包含有载波、上下边带；DSB仅有上下边带而无载波；SSB仅有上边带或下边带而无载波；上边带或下边带的带宽与调制信号带宽相等。

2、低通滤波器设计时应考虑哪些因素？
答：采样率、阻带边缘衰减、通带边缘衰减等
3、采用相干解调时，接收端的本地载波与发送载波同频不同相时，对解调性能有何影响？答：会导致载波失真，不能完整地解调出来，波同频不同相时。

当相差为Δφ,解调输出的信号的幅度会随着相差从小到大(π/8,π/4,π/3,π/2)逐渐变小。

当相差为π/2时,输出信号幅度最小。

实训二 PCM 系统仿真
一、实验目的
1、掌握脉冲编码调制原理；
2、理解量化级数、量化方法与量化信噪比的关系。

二、实验内容
1、对模拟信号进行抽样和均匀量化，改变量化级数（或者编码位数）和信号大小，根据 MATLAB 仿真获
得量化误差和量化信噪比。

2、对模拟信号进行抽样、A 律压缩量化，改变量化级数（或者编码位数）和信号大小，根据 MATLAB 仿
真获得量化误差和量化信噪比。

三、实验步骤
1、均匀量化
1) 产生一个周期的正弦波 x(t)=cos2πt ，以500Hz以上频率进行采样，并进行8级均匀量化，
2) 以32Hz的抽样频率对x(t)=sin(2*pi*t)进行抽样，并进行8级均匀量化。

绘出正弦波波形(用plot函数)、样值图，量化后的样值图、量化误差图
3) 以2000Hz对x(t)=sin(2*pi*t)进行采样，改变量化级数，分别仿真得到编码位数为2～8位时的量化信噪比，绘出量化信噪比随编码位数变化的曲线。

另外绘出理论的量化信噪比曲线进行比较。

4)在编码位数为8和12时采用均匀量化，在输入信号衰减为0～50 dB时，以均匀间隔5 dB 仿真得到均匀量化的量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。

注意，输入信号减小时，量化范围不变；抽样频率为2000 Hz。

2、A律压缩量化
1) 对信号x (t )= sin2π t 按A律进行压缩，然后以32Hz的抽样频率进行抽样，再进行8级均匀量化。

压扩参数为8和12时均匀量化、编码位数为8时A律压扩量化，在输入信号衰减为0～50dB时，以间隔5dB仿真得到量化信噪比，绘出量化信噪比随信号衰减变化的图形。

另外绘出8和12位编码时采用均匀量化的理论量化信噪比曲线进行比较。

注意，输入信号
减小时，量化范围不变；抽样频率为2000Hz。

四、思考题
1、图2‐3表明均匀量化信噪比与量化级数(或编码位数)的关系是怎样的？
答：量化信噪比随着量化级数的增加而增加，随着量化级数的减小，当小到一定程度的时候是不能满足通信质量的要求的。

2、分析图2‐5，A律压缩量化相比均匀量化的优势是什么？
答：A律压缩量化的信噪比变化相对平缓，编码位数变化较小。

实验三数字基带传输系统
一、实验目的
1．掌握数字基带传输系统的误码率计算；
2．理解信道噪声和码间干扰对系统性能的影响；
3．掌握最佳基带传输系统中的“无码间干扰传输”和“匹配滤波器”的设计方法；
二、实验原理
对于双极性二进制基带信号，设它在抽样时刻的电平取值为+A 或‐A（分别对应于信码“1”或“0”），当发“1”码和发“0”码等概率时，可以求得其最佳判决门限电平。

三、实验步骤
1.分别绘制α=1或0.1时的升余弦滚将系统的时域图和频域图：
α=1
α=0.1
2.随机产生周期Ts=1s的单位幅度双极型冲击，分别绘制α=1或0.1时的升余弦滚将系统的时域图和眼图：
α=1时：
眼图如下：
α=0.1时：
眼图
3．α=1时，分别绘制SNR=20dB\0dB高斯白噪声干扰下的升余弦滚将系统的时域图和眼图：
SNR=0dB时，波形图和眼图如下：
眼图
4. 1、随机产生10^6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(要求信噪比为0～12dB)，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，统计出出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。

画出误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较。

四、思考题
1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关？
答：数字基带的误码率与输入的信噪比有关，信噪比又与输入信号的能量以及噪声的能量有
关
2、码间干扰和信道噪声对眼图有什么影响？
答：在实验中绘制眼图部分发现带通滤波器带宽越大时，既码间干扰越小时，眼图效果越好，眼睛张开越明显。

3、观察不同滚降系数对时域波形的影响。

答：滚降系数越小，波形的波动越大。

4、答：信噪比越高，眼图的效果越好，当无噪声时，眼图形状清晰可见，“眼睛”张开较大，当信噪比为0时，眼图彻底混乱，看不清形状。

5、答：滚降系数越大，时域波形拖尾振荡起伏越小，衰减越快。

实验四数字基带传输系统特性仿真
一、实验目的
1、调制和解调原理；
2、掌握BPSK的星座图。

二、实验内容
1系统的调制和解调原理、抗噪性能分析。

2、BPSK 发送信号和接收信号的星座图。

三、实验步骤
1 、绘制时频波形
1）BPSK信号的波形：设基带波形为矩形波，设载波频率为3Hz，每符号采样点数为100，方针符号个数为1000，绘制基带信号哦的波形图和频谱图；绘制BPSK 已调信号的波形图和频谱图。

双极型二进制基带信号的时域波形图和频谱图
BPSK已调信号的时域波形图和频谱图：
2.载波频率为10Hz，绘制QPSK 已调信号的波形图和频谱图。

3.对BPSK信号加入高斯白噪声（SNR=20dB），并完成BPSK的相干解调，绘制与同频同相的载波相乘后的信号波形和频谱、低通滤波后输出信号的波形和频谱。

4.仿真符号总个数为10^5，绘制信噪比为20dB和5dB的BPSK、QPSK接收信号星座图SNR分别为20dB和5dB时候的BPSK星座图如下：
SNR分别为20dB和5dB时候的QPSK星座图如下：
四、思考题
1. 随着Eb/no的增大，4PSK系统的误码率如何变化？为什么？
答：随着Eb/no的增大。

误码率逐渐下降。

2. 基带信号采用不归零矩形脉冲时，QPSK的频带信号的频带利用率是多少？如果基带信号采用滚降频谱特性的波形时频带利用率又是多少？
3. 试从QPSK系统的接收信号星座图来解释如何进行判决？
答：通常可以用星座图来描述BPSK系统的接收信号空间分布状态。

在上述仿真条件下，得到了在不同信噪比下BPSK系统的接收信号星座图：在10db信噪比时，受干扰较小，有部分星座点出现畸变，但总体的星座图仍然比较清晰；在5db信噪比时，干扰大些，很多星座点都偏离了最佳判决点，使得整个星座图变得模糊，从而也导致在最后的判决接收时产生很高的的误比特率。

总之，信噪比越大，星座图越清晰，误比特率越小，反之，信噪比越小，星座图越模糊，误比特率越大。