1、通信系統(tǒng)實驗講義 西安電子科技大學(xué)通信與信息工程實驗教學(xué)中心 2021年前 言本實驗講義是在?通信系統(tǒng)實驗?課程的教學(xué)實踐根底上編寫的。參加實驗的學(xué)生將通過在比擬廣泛的范圍內(nèi)自選設(shè)計題目，以通信系統(tǒng)的設(shè)計為核心，以通信系統(tǒng)各局部模塊設(shè)計為主要內(nèi)容，通過基于SYSTEMVIEW軟件平臺的通信系統(tǒng)計算機(jī)仿真的一個完整流程和通信系統(tǒng)建模設(shè)計過程中的各個環(huán)節(jié)，從通信系統(tǒng)的根本單元建模開始逐步訓(xùn)練通信系統(tǒng)部件、子系統(tǒng)和整個系統(tǒng)建模與仿真的根本能力。通過本課程的實踐完成學(xué)生由單元設(shè)計向系統(tǒng)設(shè)計的過渡，使學(xué)生深入理解通信系統(tǒng)的整體概念，也加深對通信原理、無線通信、光纖通信等相關(guān)課程的理論指示的分析理解和綜合

2、應(yīng)用，同時充分發(fā)揮學(xué)生的自我能動性和設(shè)計方案解決問題的能力。由于條件及編寫水平限制，編寫此講義的過程中難免會有作者的一些選題傾向和不妥之處，實驗講義在實驗過程中還需不斷改良，逐步完善。編者 2021年 目錄第1篇 通信仿真實驗 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc338056761 第1章SYSTEMVIEW軟件平臺介紹及2ASK通信系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc338056761 h 2 HYPERLINK l _Toc338056762 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056762 h 2 HYPERLINK l _Toc338056763 實驗條件

3、 PAGEREF _Toc338056763 h 2 HYPERLINK l _Toc338056764 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056764 h 2 HYPERLINK l _Toc338056765 根本原理 PAGEREF _Toc338056765 h 2 HYPERLINK l _Toc338056766 1.4.1 二進(jìn)制振幅鍵控2ASK PAGEREF _Toc338056766 h 2 HYPERLINK l _Toc338056767 1.4.2 SYSTEMVIEW軟件平臺 PAGEREF _Toc338056767 h 4 HYPERLINK l _Toc

4、338056768 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056768 h 4 HYPERLINK l _Toc338056769 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056769 h 5 HYPERLINK l _Toc338056770 第2章 線性調(diào)幅通信系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc338056770 h 6 HYPERLINK l _Toc338056771 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056771 h 6 HYPERLINK l _Toc338056772 實驗條件 PAGEREF _Toc338056772 h 6 HYPERLINK l _Toc33

5、8056773 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056773 h 6 HYPERLINK l _Toc338056774 根本原理 PAGEREF _Toc338056774 h 6 HYPERLINK l _Toc338056775 幅度調(diào)制線性調(diào)制 PAGEREF _Toc338056775 h 6 HYPERLINK l _Toc338056776 調(diào)幅(AM) PAGEREF _Toc338056776 h 7 HYPERLINK l _Toc338056777 抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB-SC PAGEREF _Toc338056777 h 8 HYPERLINK l _Toc

6、338056778 用濾波法形成單邊帶信號 PAGEREF _Toc338056778 h 9 HYPERLINK l _Toc338056779 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056779 h 10 HYPERLINK l _Toc338056780 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056780 h 11 HYPERLINK l _Toc338056781 第3章 2DPSK通信系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc338056781 h 13 HYPERLINK l _Toc338056782 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056782 h 13 HYPERL

7、INK l _Toc338056783 3.2實驗條件 PAGEREF _Toc338056783 h 13 HYPERLINK l _Toc338056784 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056784 h 13 HYPERLINK l _Toc338056785 根本原理 PAGEREF _Toc338056785 h 13 HYPERLINK l _Toc338056786 3.4.1 2DPSK PAGEREF _Toc338056786 h 13 HYPERLINK l _Toc338056787 3.4.2 2DPSK的模擬調(diào)制 PAGEREF _Toc338056787

8、 h 14 HYPERLINK l _Toc338056788 3.4.3 2DPSK的相干解調(diào) PAGEREF _Toc338056788 h 14 HYPERLINK l _Toc338056789 3.4.4 2DPSK的差分相干解調(diào) PAGEREF _Toc338056789 h 16 HYPERLINK l _Toc338056790 3.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056790 h 16 HYPERLINK l _Toc338056791 3.6 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056791 h 19 HYPERLINK l _Toc338056792

9、 第4章 數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能仿真 PAGEREF _Toc338056792 h 20 HYPERLINK l _Toc338056793 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056793 h 20 HYPERLINK l _Toc338056794 實驗條件 PAGEREF _Toc338056794 h 20 HYPERLINK l _Toc338056795 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056795 h 20 HYPERLINK l _Toc338056796 4.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056796 h 20 HYPERLINK l _Toc3

10、38056797 4.4.1 參數(shù)估計的蒙特卡羅方法 PAGEREF _Toc338056797 h 20 HYPERLINK l _Toc338056798 4.4.2 Systemview中的專用圖符 PAGEREF _Toc338056798 h 20 HYPERLINK l _Toc338056799 4.4.3 抗噪聲特性曲線繪制原理 PAGEREF _Toc338056799 h 21 HYPERLINK l _Toc338056800 4.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056800 h 21 HYPERLINK l _Toc338056801 4.6 實驗結(jié)果與分析

11、 PAGEREF _Toc338056801 h 22 HYPERLINK l _Toc338056802 第5章 16QAM系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc338056802 h 23 HYPERLINK l _Toc338056803 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056803 h 23 HYPERLINK l _Toc338056804 實驗條件 PAGEREF _Toc338056804 h 23 HYPERLINK l _Toc338056805 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056805 h 23 HYPERLINK l _Toc338056806 根本原理

12、PAGEREF _Toc338056806 h 23 HYPERLINK l _Toc338056807 5.4.1 MQAM PAGEREF _Toc338056807 h 23 HYPERLINK l _Toc338056808 5.4.2 MQAM調(diào)制原理 PAGEREF _Toc338056808 h 23 HYPERLINK l _Toc338056809 5.4.3 MQAM解調(diào)原理 PAGEREF _Toc338056809 h 24 HYPERLINK l _Toc338056810 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056810 h 25 HYPERLINK l _To

13、c338056811 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056811 h 26 HYPERLINK l _Toc338056812 第6章 模擬信號數(shù)字傳輸?shù)姆抡?PAGEREF _Toc338056812 h 27 HYPERLINK l _Toc338056813 6.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056813 h 27 HYPERLINK l _Toc338056814 實驗條件 PAGEREF _Toc338056814 h 27 HYPERLINK l _Toc338056815 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056815 h 27 HYPERLI

14、NK l _Toc338056816 6.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056816 h 27 HYPERLINK l _Toc338056817 模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號 PAGEREF _Toc338056817 h 27 HYPERLINK l _Toc338056818 應(yīng)用模數(shù)轉(zhuǎn)換舉例：PCM(脈沖編碼調(diào)制) PAGEREF _Toc338056818 h 28 HYPERLINK l _Toc338056819 模擬信號的重構(gòu)與PCM 解碼 PAGEREF _Toc338056819 h 29 HYPERLINK l _Toc338056820 實驗步驟 PAGEREF

15、 _Toc338056820 h 29 HYPERLINK l _Toc338056821 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056821 h 31第2篇 光纖通信實驗 HYPERLINK l _Toc338056822 第7章 口處理與熔接實驗 PAGEREF _Toc338056822 h 33 HYPERLINK l _Toc338056823 7.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056823 h 33 HYPERLINK l _Toc338056824 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056824 h 33 HYPERLINK l _Toc3380568

16、25 實驗器材 PAGEREF _Toc338056825 h 33 HYPERLINK l _Toc338056826 實驗原理 PAGEREF _Toc338056826 h 33 HYPERLINK l _Toc338056827 7.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056827 h 40 HYPERLINK l _Toc338056828 7.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056828 h 40 HYPERLINK l _Toc338056829 第8章 光纖損耗系數(shù)及事件點參數(shù)測量實驗 PAGEREF _Toc338056829 h 41 HYPERLI

17、NK l _Toc338056830 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056830 h 41 HYPERLINK l _Toc338056831 8.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056831 h 41 HYPERLINK l _Toc338056832 8.3 實驗器材 PAGEREF _Toc338056832 h 41 HYPERLINK l _Toc338056833 8.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056833 h 41 HYPERLINK l _Toc338056834 8.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056834 h 44 H

18、YPERLINK l _Toc338056835 8.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056835 h 46 HYPERLINK l _Toc338056836 第9章 數(shù)字光接口典型參數(shù)測試實驗 PAGEREF _Toc338056836 h 47 HYPERLINK l _Toc338056837 9.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056837 h 47 HYPERLINK l _Toc338056838 9.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056838 h 47 HYPERLINK l _Toc338056839 9.3 實驗器材 PAGEREF

19、 _Toc338056839 h 47 HYPERLINK l _Toc338056840 9.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056840 h 48 HYPERLINK l _Toc338056841 9.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056841 h 49 HYPERLINK l _Toc338056842 9.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056842 h 53 HYPERLINK l _Toc338056843 第10章 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)綜合實驗 PAGEREF _Toc338056843 h 55 HYPERLINK l _Toc33805

20、6844 10.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056844 h 55 HYPERLINK l _Toc338056845 10.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056845 h 55 HYPERLINK l _Toc338056846 10.3 實驗器材 PAGEREF _Toc338056846 h 55 HYPERLINK l _Toc338056847 10.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056847 h 56 HYPERLINK l _Toc338056848 10.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056848 h 58 HYPERL

21、INK l _Toc338056849 10.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056849 h 62 HYPERLINK l _Toc338056850 第11章 語音光纖傳輸系統(tǒng)波形測試與分析 PAGEREF _Toc338056850 h 63 HYPERLINK l _Toc338056851 11.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056851 h 63 HYPERLINK l _Toc338056852 11.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056852 h 63 HYPERLINK l _Toc338056853 11.3 實驗器材 PAGER

22、EF _Toc338056853 h 63 HYPERLINK l _Toc338056854 11.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056854 h 64 HYPERLINK l _Toc338056855 11.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056855 h 67 HYPERLINK l _Toc338056856 11.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056856 h 69 HYPERLINK l _Toc338056857 第12章 數(shù)字光纖通信SDH系統(tǒng)及多種業(yè)務(wù)通信實驗 PAGEREF _Toc338056857 h 70 HYPERLIN

23、K l _Toc338056858 12.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056858 h 70 HYPERLINK l _Toc338056859 12.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056859 h 70 HYPERLINK l _Toc338056860 12.3 實驗器材 PAGEREF _Toc338056860 h 70 HYPERLINK l _Toc338056861 12.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056861 h 71 HYPERLINK l _Toc338056862 12.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc33805686

24、2 h 80 HYPERLINK l _Toc338056863 12.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056863 h 81 HYPERLINK l _Toc338056864 第13章 波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)及光譜測量實驗 PAGEREF _Toc338056864 h 84 HYPERLINK l _Toc338056865 13.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056865 h 84 HYPERLINK l _Toc338056866 13.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056866 h 84 HYPERLINK l _Toc338056867

25、13.3 實驗儀器 PAGEREF _Toc338056867 h 84 HYPERLINK l _Toc338056868 13.4 實驗原理 PAGEREF _Toc338056868 h 85 HYPERLINK l _Toc338056869 13.5 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056869 h 92 HYPERLINK l _Toc338056870 13.6 實驗報告要求 PAGEREF _Toc338056870 h 92 HYPERLINK l _Toc338056871 第14章 光纖通信線路編譯碼CPLD設(shè)計仿真實驗 PAGEREF _Toc338056871

26、 h 94 HYPERLINK l _Toc338056872 14.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056872 h 94 HYPERLINK l _Toc338056873 14.2 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056873 h 94 HYPERLINK l _Toc338056874 14.3 實驗器材 PAGEREF _Toc338056874 h 94 HYPERLINK l _Toc338056875 14.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056875 h 94 HYPERLINK l _Toc338056876 14.5 實驗要求 PAGERE

27、F _Toc338056876 h 98 HYPERLINK l _Toc338056877 第15章 光纖通信常用典型儀表使用簡介 PAGEREF _Toc338056877 h 101 HYPERLINK l _Toc338056878 15.1 光纖多用表 PAGEREF _Toc338056878 h 101 HYPERLINK l _Toc338056879 15.2 光時域反射儀 PAGEREF _Toc338056879 h 103 HYPERLINK l _Toc338056880 15.3 誤碼測試儀 PAGEREF _Toc338056880 h 107第3篇 網(wǎng)絡(luò)跳頻電臺

28、實驗 HYPERLINK l _Toc338056881 第16章 跳頻電臺網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?PAGEREF _Toc338056881 h 115 HYPERLINK l _Toc338056882 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056882 h 115 HYPERLINK l _Toc338056883 實驗條件 PAGEREF _Toc338056883 h 115 HYPERLINK l _Toc338056884 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056884 h 115 HYPERLINK l _Toc338056885 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056885

29、 h 115 HYPERLINK l _Toc338056886 16.5實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056886 h 123 HYPERLINK l _Toc338056887 第17章 跳頻電臺高速半雙工通信 PAGEREF _Toc338056887 h 124 HYPERLINK l _Toc338056888 17.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056888 h 124 HYPERLINK l _Toc338056889 17.2 實驗條件 PAGEREF _Toc338056889 h 124 HYPERLINK l _Toc338056890 17

30、.3 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056890 h 124 HYPERLINK l _Toc338056891 17.4 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056891 h 124 HYPERLINK l _Toc338056892 17.5 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056892 h 129 HYPERLINK l _Toc338056893 第18章 空中速率對靈敏度的影響 PAGEREF _Toc338056893 h 130 HYPERLINK l _Toc338056894 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056894 h 130 HYP

31、ERLINK l _Toc338056895 實驗條件 PAGEREF _Toc338056895 h 130 HYPERLINK l _Toc338056896 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056896 h 130 HYPERLINK l _Toc338056897 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056897 h 130 HYPERLINK l _Toc338056898 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056898 h 131 HYPERLINK l _Toc338056899 第19章 空中速率和串口波特率的區(qū)別 PAGEREF _Toc3380568

32、99 h 132 HYPERLINK l _Toc338056900 19.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056900 h 132 HYPERLINK l _Toc338056901 19.2 實驗條件 PAGEREF _Toc338056901 h 132 HYPERLINK l _Toc338056902 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056902 h 132 HYPERLINK l _Toc338056903 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056903 h 133 HYPERLINK l _Toc338056904 19.5 實驗結(jié)果與分析 PAGERE

33、F _Toc338056904 h 134 HYPERLINK l _Toc338056905 第20章 發(fā)射功率對通信距離的影響 PAGEREF _Toc338056905 h 135 HYPERLINK l _Toc338056906 20.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056906 h 135 HYPERLINK l _Toc338056907 20.2 實驗條件 PAGEREF _Toc338056907 h 135 HYPERLINK l _Toc338056908 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056908 h 135 HYPERLINK l _Toc338

34、056909 20.4 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056909 h 135 HYPERLINK l _Toc338056910 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056910 h 136 HYPERLINK l _Toc338056911 第21章 電臺的正交性、保密性、抗干擾性 PAGEREF _Toc338056911 h 137 HYPERLINK l _Toc338056912 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056912 h 137 HYPERLINK l _Toc338056913 實驗條件 PAGEREF _Toc338056913 h 137

35、HYPERLINK l _Toc338056914 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056914 h 137 HYPERLINK l _Toc338056915 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056915 h 137 HYPERLINK l _Toc338056916 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056916 h 140 HYPERLINK l _Toc338056917 第22章 電臺的數(shù)據(jù)接口應(yīng)用 PAGEREF _Toc338056917 h 141 HYPERLINK l _Toc338056918 22.1 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338

36、056918 h 141 HYPERLINK l _Toc338056919 22.2 實驗條件 PAGEREF _Toc338056919 h 141 HYPERLINK l _Toc338056920 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056920 h 141 HYPERLINK l _Toc338056921 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056921 h 141 HYPERLINK l _Toc338056922 實驗結(jié)果與分析 PAGEREF _Toc338056922 h 142 HYPERLINK l _Toc338056923 第23章 跳速、幀長、幀間隔對通信

37、的影響 PAGEREF _Toc338056923 h 143 HYPERLINK l _Toc338056924 實驗?zāi)康?PAGEREF _Toc338056924 h 143 HYPERLINK l _Toc338056925 實驗條件 PAGEREF _Toc338056925 h 143 HYPERLINK l _Toc338056926 實驗內(nèi)容 PAGEREF _Toc338056926 h 143 HYPERLINK l _Toc338056927 實驗步驟 PAGEREF _Toc338056927 h 143 HYPERLINK l _Toc338056928 實驗結(jié)果與分

38、析 PAGEREF _Toc338056928 h 143 HYPERLINK l _Toc338056929 附錄 View動態(tài)仿真軟件簡介 PAGEREF _Toc338056929 h 145 第1篇 通信仿真實驗 第1章 SYSTEMVIEW軟件平臺介紹及2ASK通信系統(tǒng)仿真第2章 線性調(diào)幅通信系統(tǒng)仿真第3章 2DPSK通信系統(tǒng)仿真第4章 數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能仿真第5章 16QAM系統(tǒng)仿真第6章 模擬信號數(shù)字傳輸?shù)姆抡娴?章SYSTEMVIEW軟件平臺介紹及2ASK通信系統(tǒng)仿真實驗?zāi)康?、熟悉通信系統(tǒng)的SYSTEMVIEW仿真測試環(huán)境。2、熟悉幅移鍵控ASK通信系統(tǒng)的原理和信息傳輸

39、方案。1.2實驗條件本實驗需要：PC機(jī)一臺； SYSTEMVIEW軟件實驗內(nèi)容1、對SYSTEMVIEW軟件平臺進(jìn)行熟悉操作。2、使用SYSTEMVIEW搭建ASK相參通信系統(tǒng)并進(jìn)行仿真。3. 分別從時域、頻域分析關(guān)鍵信號特性。根本原理1.4.1 二進(jìn)制振幅鍵控2ASK振幅鍵控是正弦載波的幅度隨數(shù)字基帶信號而變化的數(shù)字調(diào)制。當(dāng)數(shù)字基帶信號為二進(jìn)制時，那么為二進(jìn)制振幅鍵控。設(shè)發(fā)送的二進(jìn)制符號序列 (1-1)其中，是二進(jìn)制基帶信號時間間隔， (1-2) (1-3) (1-4)由圖1-1可以看出，2ASK信號的時間波形隨二進(jìn)制基帶信號圖1-1 二進(jìn)制振幅鍵控信號時間波型通斷變化，所以又稱為通斷鍵控信

40、號OOK信號。二進(jìn)制振幅鍵控信號的產(chǎn)生方法如圖1-2所示，圖(a)是采用模擬相乘的方法實現(xiàn)，圖(b)是采用數(shù)字鍵控的方法實現(xiàn)。 a(b)圖1-2 二進(jìn)制振幅鍵控信號調(diào)制器原理框圖 2ASK信號能夠采用非相干解調(diào)(包絡(luò)檢波法)和相干解調(diào)(同步檢測法)。原理框圖見圖1-3。 a非相干解調(diào)方式b相干解調(diào)方式圖1-3二進(jìn)制振幅鍵控信號解調(diào)器原理框圖 1.4.2 SYSTEMVIEW軟件平臺熟悉SYSTEMVIEW平臺的功能操作，教師課堂講解同時參考本講義附錄局部。實驗步驟 1、熟悉SYSTEMVIEW軟件平臺相關(guān)的系統(tǒng)搭建、仿真和分析功能。2、根據(jù)ASK調(diào)制與解調(diào)原理，用Systemview 軟件建立

41、一個仿真電路，如圖1-4所示：圖 1-4 ASK仿真電路3、元件參數(shù)配制Token 0: 基帶信號PN碼序列 頻率=20k Hz , 電平=2 level , 偏移=1VToken 1,2: 乘法器Token 3,7: 載波正弦波發(fā)生器 頻率=80k Hz Token 4: 模擬低通濾波器 截止頻率=30k Hz Token 5,6,8: 觀察點分析窗4、運(yùn)行時間設(shè)置運(yùn)行時間=50 ms 采樣頻率= 800 kHz5、運(yùn)行系統(tǒng)在Systemview 系統(tǒng)窗內(nèi)運(yùn)行該系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗觀察Token 5,6,8三個點的波形。6、功率譜在分析窗繪出相應(yīng)信號的功率譜。實驗結(jié)果與分析1、觀察實驗波形 ：

42、Token 5基帶信號波形；Token 6調(diào)制波形；Token 8解調(diào)波形。2、觀察ASK 的功率譜。3、分析說明實驗結(jié)果與理論值之間的差異。4、改變參數(shù)配置，實驗結(jié)果之間相互進(jìn)行比擬，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。第2章 線性調(diào)幅通信系統(tǒng)仿真實驗?zāi)康?、分別了解振幅調(diào)制AM、雙邊帶調(diào)制DSB、單邊帶調(diào)制SSB以及它們的解調(diào)方式。2、理解模擬線性調(diào)幅通信系統(tǒng)原理及工作過程。實驗條件本實驗需要：PC機(jī)一臺； SYSTEMVIEW軟件實驗內(nèi)容1、使用SYSTEMVIEW搭建AM、雙邊帶調(diào)制DSB、單邊帶調(diào)制SSB通信系統(tǒng)并進(jìn)行仿真。2、分別從時域、頻域分析關(guān)鍵信號特性。根本原理幅度調(diào)制線性調(diào)制幅度調(diào)制

43、是用調(diào)制信號去控制高頻載波的振幅，使其按調(diào)制信號的規(guī)律而變化。幅度調(diào)制器的一般模型如圖2-1所示。圖2-1 幅度調(diào)制器的一般模型設(shè)調(diào)制信號的頻譜為，沖激響應(yīng)為的濾波器特性為,那么該已調(diào)信號的時域和頻域一般表示式為: 2-1 2-2幅度調(diào)制信號，在波形上，它的幅度隨基帶信號規(guī)律而變化；在頻譜結(jié)構(gòu)上，它的頻譜完全是基帶信號頻譜結(jié)構(gòu)在頻域內(nèi)的簡單搬移。由于這種搬移是線性的，因此，幅度調(diào)制通常又稱為線性調(diào)制。 在該模型中，適中選擇濾波器的特性，便可以得到各種幅度調(diào)制信號。調(diào)幅(AM)在圖2-1中，假設(shè)，調(diào)制信號疊加直流后與載波相乘，就可形成調(diào)幅(AM)信號。 圖2-2 AM調(diào)制器模型 (2-3) (2

44、-4) 式中 通常認(rèn)為其平均值。圖2-3 AM信號的波形和頻譜由圖2-3的時間波形可知，當(dāng)滿足條件 時，AM信號的包絡(luò)與調(diào)制信號成正比，所以用包絡(luò)檢波的方法很容易恢復(fù)出原始的調(diào)制信號，否那么，將會出現(xiàn)過調(diào)幅現(xiàn)象而產(chǎn)生包絡(luò)失真。AM信號的頻譜由載頻分量和上、下兩個邊帶組成，上邊帶的頻譜結(jié)構(gòu)與原調(diào)制信號的頻譜結(jié)構(gòu)相同， 。通常假設(shè) ，因此 (2-5)式中為載波功率，為邊帶功率。由此可見，AM信號的總功率包括載波功率和邊帶功率兩局部。載波分量不攜帶信息，仍占據(jù)大局部功率，因此，AM信號的功率利用率比擬低。抑制載波雙邊帶調(diào)制DSB-SC在AM信號中，如果將載波抑制，即可輸出抑制載波雙邊帶信號，簡稱雙邊

45、帶信號DSB。其時域和頻域表示式分別為 (2-6) (2-7)DSB信號的時域波形與頻譜見圖2-4，由時間波形可知，DSB信號的包絡(luò)不再與調(diào)制信號的變化規(guī)律一致，因而不能采用簡單的包絡(luò)檢波來恢復(fù)調(diào)制信號，需采用相干解調(diào)(同步檢波)。另外，在調(diào)制信號的過零點處，高頻載波相位有180的突變。圖2-4 DSB信號的波形和頻譜 由頻譜圖可知，DSB信號雖然節(jié)省了載波功率，功率利用率提高了。但它的頻帶寬度仍是調(diào)制信號帶寬的兩倍， DSB信號的上、下兩個邊帶是完全對稱的，它們都攜帶了調(diào)制信號的全部信息，因此僅傳輸其中一個邊帶即可。用濾波法形成單邊帶信號產(chǎn)生SSB信號最直觀的方法是讓雙邊帶信號通過一個邊帶濾

46、波器，保存所需要的一個邊帶，濾除不要的邊帶。 圖2-5 形成SSB信號的濾波特性 圖2-6 SSB信號的頻譜用濾波法形成SSB信號的技術(shù)難點是，由于一般調(diào)制信號都具有豐富的低頻成分，經(jīng)調(diào)制后得到的DSB信號的上、下邊帶之間的間隔很窄，這要求單邊帶濾波器在附近具有陡峭的截止特性，這就使濾波器的設(shè)計和制作很困難，為此，在工程中往往采用多級調(diào)制濾波的方法。實驗步驟 1、根據(jù)AM調(diào)制與解調(diào)原理，用Systemview 軟件建立一個仿真電路，如圖2-7所示：圖2-7 AM仿真電路2、圖符參數(shù)配制Token 0: 基帶信號正弦波 頻率=20k Hz , 電平=1VToken 2,8: 加法器Token 3

47、,11: 乘法器Token 4，12: 載波信號正弦波 頻率=80k Hz , 電平=1VToken 13： 模擬低通濾波器 截止頻率=30k Hz Token 9： 高斯噪聲 均值=0V，標(biāo)準(zhǔn)差=1VToken 5,6,7,10，14: 觀察點分析窗4、運(yùn)行時間設(shè)置運(yùn)行時間=2 ms 采樣頻率= 800 kHz5、在Systemview 系統(tǒng)窗內(nèi)運(yùn)行該系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗觀察Token 5,6,14三個點的波形。6、在分析窗繪出相應(yīng)信號的功率譜。7、根據(jù)DSB調(diào)制與解調(diào)原理，用Systemview 軟件建立一個仿真電路，如圖2-8所示：圖2-8 DSB仿真電路8、圖符參數(shù)配制 相應(yīng)圖符參數(shù)與A

48、M系統(tǒng)圖中對應(yīng)位置圖符一致9、重做步驟4、5、610、根據(jù)SSB調(diào)制與解調(diào)原理，用Systemview 軟件建立一個仿真電路，如圖2-9所示： 圖2-9 SSB仿真電路11、特別圖符參數(shù)設(shè)置： Token 12: 模擬帶通濾波器 低截止頻率=55k Hz，低截止頻率=65k Hz12、重做步驟4、5、6實驗結(jié)果與分析1、觀察實驗波形 ：2、觀察各信號的功率譜。3、分析說明實驗結(jié)果與理論值之間的差異。4、改變參數(shù)配置，實驗結(jié)果之間相互進(jìn)行比擬，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。第3章 2DPSK通信系統(tǒng)仿真實驗?zāi)康?、了解二進(jìn)制差分相位鍵控2DPSK系統(tǒng)的電路組成、工作原理和特點。2、分別從時域、頻域視

49、角觀測2DPSK系統(tǒng)中的關(guān)鍵信號。3、熟悉系統(tǒng)中信號功率譜的特點。實驗條件本實驗需要：PC機(jī)一臺； SYSTEMVIEW軟件實驗內(nèi)容1、以PN碼作為系統(tǒng)輸入信號，碼速率是10kbit/s，實現(xiàn)2DPSK的模擬調(diào)制。并分別由時域、頻域觀測關(guān)鍵信號。2、分別使用相干解調(diào)與差分相干解調(diào)方法實現(xiàn)2DPSK的解調(diào)，觀測關(guān)鍵信號的時域波形與功率譜。根本原理3.4.1 2DPSK假設(shè)前后相鄰碼元的載波相位差為，可定義一種數(shù)字信息與之間的關(guān)系為那么一組二進(jìn)制數(shù)字信息與其對應(yīng)的2DPSK信號的載波相位關(guān)系如下表所示數(shù)字信息與 之間的關(guān)系也可以定義為，2DPSK信號調(diào)制過程波形如圖3-1所示。 1 0 0 1 0

50、 1 1 0圖3-1 2DPSK信號調(diào)制過程波形3.4.2 2DPSK的模擬調(diào)制由圖3-1分析出，2DPSK信號的實現(xiàn)可以采用以下方法：首先對二進(jìn)制數(shù)字基帶信號進(jìn)行差分編碼，將絕對碼表示二進(jìn)制信息變換為用相對碼表示二進(jìn)制信息，然后再進(jìn)行絕對調(diào)相，從而產(chǎn)生二進(jìn)制差分相位鍵控信號。2DPSK信號調(diào)制器原理圖如圖3-2所示。圖3-2 2DPSK信號調(diào)制器原理圖其中碼變換即差分編碼器如圖3-3所示。在差分編碼器中：an為二進(jìn)制絕對碼序列，dn為差分編碼序列。D觸發(fā)器用于將序列延遲一個碼元間隔，在SystemView中此延遲環(huán)節(jié)一般可不采用D觸發(fā)器，而是采用操作庫中的“延遲圖符塊。3.4.3 2DPSK

51、的相干解調(diào)首先對2DPSK信號進(jìn)行相干解調(diào)，恢復(fù)出相對碼，再通過碼反變換器變換為絕對碼，從而恢復(fù)出發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息。解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形如圖3-4(a)、(b)所示：QDCKan發(fā)送碼時鐘dn-1dn圖3-3差分編碼器DQCK位同步時鐘dndn-1an圖3-4 2DPSK相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形圖3-5 差分譯碼器其中碼反變換器即差分譯碼器組成如圖3-5所示。在差分譯碼器中：為差分編碼序列，為差分譯碼序列。D觸發(fā)器用于將序列延遲一個碼元間隔， 3.4.4 2DPSK的差分相干解調(diào)1 1 0 1 02DPSK信號也可以采用差分相干解調(diào)方式，其解調(diào)原理是直接比擬前后

52、碼元的相位差，從而恢復(fù)發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)字信息，并在解調(diào)的同時完成了碼反變換。由于差分相干解調(diào)方式不需要專門的相干載波，因此是一種非相干解調(diào)方法。解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形如圖3-6所示：圖3-6 2DPSK非相干解調(diào)器原理圖和解調(diào)過程各點時間波形3.5 實驗步驟1、建立仿真模型：系統(tǒng)組成如圖3-7所示。其中圖(a)是模擬調(diào)制的系統(tǒng)組成圖，圖符0產(chǎn)生絕對碼序列，傳碼率為10kbit/s。圖符2和圖符3實現(xiàn)差分編碼；圖符5輸出正弦波，頻率為20k Hz；圖符6為乘法器，輸出2DPSK信號。圖(b)是相干解調(diào)的系統(tǒng)組成圖，圖符11為帶通濾波器，圖符13實現(xiàn)相干載波的提取，圖符12為乘法器，圖符

53、15為低通濾波器，圖符16、17、18實現(xiàn)抽樣判決，圖符19、20實現(xiàn)差分解碼。圖符19輸出再生的絕對碼。圖(c)是非相干解調(diào)的系統(tǒng)組成圖，圖符12為帶通濾波器，圖符13為乘法器，圖符14為延遲器，圖符15為低通濾波器，圖符16、17、18實現(xiàn)抽樣判決。圖符18輸出再生的絕對碼。 圖(a)中的調(diào)制系統(tǒng)分別與圖(b)、圖(c)中的解調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成不同的2DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)。a(b)(c)圖3-7 2DPSK調(diào)制解調(diào)的系統(tǒng)組成2、根據(jù)對2DPSK技術(shù)工作原理的討論，確定該系統(tǒng)的相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)為：系統(tǒng)運(yùn)行時間1.5e-3秒，采樣點數(shù)500，采樣速率300e+3Hz。3、設(shè)置并調(diào)節(jié)好各圖符的相應(yīng)參數(shù)，運(yùn)行

54、系統(tǒng)。4、在Systemview系統(tǒng)窗內(nèi)運(yùn)行系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗。首先觀測比照輸入PN碼信號與恢復(fù)的輸出信號是否系統(tǒng)一致？5、如果一致，觀測輸出的2DPSK信號。分別在圖符15觀測兩種解調(diào)技術(shù)形成的眼圖。6、觀測關(guān)鍵信號的功率譜。7、例子系統(tǒng)形成的參考結(jié)果信號分別見圖3-8、圖3-9、圖3-10、圖3-11、圖3-12。(a) 絕對碼序列(b) 相對碼序列c二相相對調(diào)相2DPSK信號圖3-8調(diào)制過程仿真波形圖3-9 2DPSK系統(tǒng)輸入的PN序列和輸出PN序列的比照圖3-10 相干解調(diào)眼圖圖3-11 差分相干解調(diào)眼圖圖3-12 2DPSK的功率譜3.6 實驗結(jié)果與分析1、經(jīng)過系統(tǒng)延遲后，發(fā)射信號與

55、接收信號一致。2、比擬實驗所得2DPSK信號與理論2DPSK信號的異同點，分析絕對碼與相對碼之間的相位變化。3、比擬分析相干解調(diào)與差分相干解調(diào)的接收眼圖特點。4、觀察功率譜密度，PN序列的功率譜和2DPSK信號的功率譜中，有無離散分量？為什么？它們的帶寬分別是多少？5、記錄數(shù)據(jù)，分析實驗數(shù)據(jù)，形成實驗報告。第4章 數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能仿真實驗?zāi)康?、理解研究數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能使用蒙特卡羅估計的根本原理。2、掌握借助SYSTEMVIEW平臺完成數(shù)字通信系統(tǒng)的抗噪聲性能的仿真方法。實驗條件本實驗需要：PC機(jī)一臺； SYSTEMVIEW軟件實驗內(nèi)容1、使用SYSTEMVIEW搭建2PSK通

56、信系統(tǒng)以及測算BER的比擬環(huán)路。2、調(diào)整相關(guān)參數(shù)得到正確的系統(tǒng)抗噪聲特性曲線。4.4 根本原理 參數(shù)估計的蒙特卡羅方法又稱之為蒙特卡羅估計是建立在機(jī)率游戲的根底上，通過內(nèi)在的隨機(jī)試驗來估計參數(shù)值的過程。進(jìn)一步講，蒙特卡羅估計就是用隨機(jī)事件發(fā)生的相對頻率來估計隨機(jī)事件發(fā)生的概率。1設(shè)隨機(jī)試驗數(shù)為N，以 NA表示事件A發(fā)生的次數(shù)，將事件A發(fā)生的概率是：由于無法進(jìn)行無限N次的實驗，因此在N較大時，用相對頻率NA/N作為對隨機(jī)事件A發(fā)生概率Pr(A)的估計。2數(shù)字通信系統(tǒng)中，N表示總的發(fā)送比特數(shù)， NA是接收過失比特發(fā)生的次數(shù)。那么誤比特率BER的蒙特卡羅估計就是 ： NA/N4.4.2 System

57、view中的專用圖符在Systemview軟件平臺中，使用通信庫COMM LIB中的BER元件來求系統(tǒng)的誤碼率，并用Fimal Value元件記錄相關(guān)數(shù)值。4.4.3 抗噪聲特性曲線繪制原理為了繪制通信系統(tǒng)的抗噪聲特性曲線。實際上要描出不同信噪比SNR條件下的BER的點，然后將多個這樣的點相連才能得到曲線。 在SYSTEMVIEW平臺中，可以實施自動循環(huán)的方式繪制多個BER的點，通常采用維持信號功率不變，循環(huán)前設(shè)置好初始噪聲功率和每次循環(huán)減小噪聲的功率值，在系統(tǒng)運(yùn)行時相當(dāng)于每次循環(huán)運(yùn)行都自動增加了信噪比SNR。設(shè)置完成后可以經(jīng)過一次系統(tǒng)計算就完成抗噪聲性能曲線的繪制。4.5 實驗步驟1、參照實

58、驗三的相關(guān)原理討論，搭建一個2PSK通信系統(tǒng)，再根據(jù)本實驗抗噪聲性能曲線的仿真原理在2PSK系統(tǒng)根底上搭建測試環(huán)路。仿真電路如圖4-1所示。圖4-1 2PSK系統(tǒng)抗噪聲性能仿真電路2、電路中圖符簡介： 圖符0：偽隨機(jī)序列；圖符12：判決； 圍繞圖符20BER的元件圖符是BER測試環(huán)路相關(guān)圖符。其中，因為進(jìn)入圖符20進(jìn)行比擬的發(fā)送與接收比特流，必須電平與采樣頻率一致。因此，圖符15與圖符16保證兩比特流采樣頻率一致；圖符25與圖符24保證兩比特流電平一致。圖符19消除發(fā)送與接收之間的系統(tǒng)延遲。 特性曲線設(shè)置的循環(huán)其它相關(guān)圖符還包括圖符5：決定噪聲的初始功率；圖符10，決定每次循環(huán)時自動減少的噪聲

59、功率數(shù)；圖符21是BER數(shù)值記錄器；圖符22是誤碼門限，當(dāng)誤碼太多時，停止循環(huán)的計算。3、根據(jù)以上實驗電路圖，創(chuàng)立電路，并設(shè)置好參數(shù)；注意：BER圖標(biāo)必須轉(zhuǎn)到?通信庫?中才能得到 單擊系統(tǒng)窗的“時間圖標(biāo)，根據(jù)以上系統(tǒng)運(yùn)行時間的要求，設(shè)置好根本參數(shù)及循環(huán)次數(shù)；單擊系統(tǒng)窗菜單欄的“Tools，選擇“Globe parameter，進(jìn)入菜單后，選擇Token10放大器，鍵入步進(jìn)函數(shù)表達(dá)式；單擊系統(tǒng)窗的“運(yùn)行圖標(biāo)，等待系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束；系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后，單擊系統(tǒng)窗的“轉(zhuǎn)到分析窗圖標(biāo)，進(jìn)入系統(tǒng)分析窗；單擊分析窗的右下角的“計算器圖標(biāo)，進(jìn)入“計算器菜單；在“計算器菜單 單擊“Style后，先選擇Token21“

60、終值接收器窗；再選擇“BER PLOT， 并設(shè)置好參數(shù)；最后，單擊“OK鍵，返回系統(tǒng)分析窗，就可得到所繪誤碼率波形。一個例子系統(tǒng)的主要參數(shù)及結(jié)果： 基帶碼速率：50赫茲 系統(tǒng)采樣頻率：10k赫茲運(yùn)行時間：10秒 循環(huán)次數(shù)：6次 步進(jìn)函數(shù)表達(dá)式: -1*cl+5 圖符20：No. Trials 值為1 抗噪聲性能曲線如圖4-2 所示圖4-2 BER結(jié)果曲線4.6 實驗結(jié)果與分析1、得到抗噪聲性能曲線 ：2.、分析說明實驗結(jié)果與理論值之間的差異。3、改變圖符5、10、20的參數(shù)配置，改變步進(jìn)函數(shù)表達(dá)式，觀察抗噪聲性能曲線的變化，說明參數(shù)改變對結(jié)果的影響。4、根據(jù)實驗前老師的要求，設(shè)定新的基帶碼速率