1、通信原理實驗報告指導老師： 上課時間： 班級 ： 姓名學號： 實驗一 模擬線型調(diào)制系統(tǒng)仿真一 實驗?zāi)康模?. 掌握模擬調(diào)制系統(tǒng)的調(diào)制和調(diào)制原理；2. 理解相干解調(diào)。二 實驗內(nèi)容：1. 編寫DSB，SSB調(diào)制，并畫出時域波形和頻譜圖。2. 完成DSB調(diào)制和相干解調(diào)。三 實驗步驟：1. 線性調(diào)制2. 假定調(diào)制信號為，載波, fm=1kHz，f c=10kHz； 繪制調(diào)制信號和頻域波形。3. 進行DSB調(diào)制，SDSB(t)=m(t)*c(t) ; 繪制調(diào)制信號和頻域波形。4. 用相移法進SSB調(diào)制，分別得到上邊帶和下邊帶信號, , 。5.解調(diào)DSB信號用相干解調(diào)法對DSB信號進行解調(diào)，解調(diào)所需相干載

2、波可直接采用調(diào)制載波，將DSB已調(diào)信號與相干載波相乘。設(shè)計低通濾波器，得到解調(diào)信號。對乘法器輸出和濾波器輸出進行FFT變換，得到頻譜。繪制解調(diào)輸出信號波形；繪制乘法器輸出和解調(diào)器輸出信號幅度譜。四 實驗思考題：1.與調(diào)制信號比較，AM、DSB和SSB的時域波形和頻譜有何不同？ 答：AM時域波形的上包絡(luò)變化能夠反映調(diào)制信號的波形變化，只是幅度有所增大；而DSB，SSB時域波形的上包絡(luò)則不再與調(diào)制信號相同，頻域內(nèi)DSB帶寬展寬為原來2倍,SSB帶寬不變。調(diào)制信號的頻譜頻率相對較低，只有一個沖擊，功率較大；AM已調(diào)信號頻譜集中出現(xiàn)在10kHz附近，有三個沖擊，中間一個功率較大，且與調(diào)制信號的功率接近

3、，其余兩個大約為其一半；DSB已調(diào)信號頻譜也是集中在10kHz左右，只有兩個沖擊，以10kHz為對稱軸對稱分布，功率為調(diào)制信號的一半左右；SSB已調(diào)信號頻譜就是DSB的一半，功率是AM的1/4,DSB的1/2。2.低通濾波器設(shè)計時應(yīng)考慮哪些因素？ 答：，低通濾波器的帶寬應(yīng)略大于DSB信號帶寬，考慮滾降特性和濾波器對鏡像頻率的抑制。3. 采用相干解調(diào)時的關(guān)鍵是什么？ 答：載波提取要同頻同相，或者同頻且相位差值固定（注意不能為/2的整數(shù)倍）.實驗二 PCM系統(tǒng)仿真一 實驗?zāi)康?. 掌握脈沖編碼調(diào)制原理；2. 理解量化級數(shù)、量化方法與量化信噪比的關(guān)系。二 實驗內(nèi)容1. 對模擬信號進行抽樣和均勻量化，

4、改變量化級數(shù)（或者編碼位數(shù)）和信號大小，根據(jù) MATLAB 仿真獲 得量化誤差和量化信噪比。 2. 對模擬信號進行抽樣、A 律壓縮量化，改變量化級數(shù)（或者編碼位數(shù)）和信號大小，根據(jù) MATLAB 仿 真獲得量化誤差和量化信噪比。三 實驗步驟1. 均勻量化2. 產(chǎn)生一個周期的正弦波，以500Hz以上頻率進行采樣，并進行8級均勻量化，用plot函數(shù)在 同一張圖上繪出原信號和量化后的信號。3. 以32Hz的抽樣頻率對x(t)進行抽樣，并進行8級均勻量化。繪出正弦波波形(用plot函數(shù))、樣值圖，量化 后的樣值圖、量化誤差圖。4. 以2000Hz對x(t)進行采樣，改變量化級數(shù)，分別仿真得到編碼位數(shù)為

5、28位時的量化信噪比，繪出量 化信噪比隨編碼位數(shù)變化的曲線。另外繪出理論的量化信噪比曲線進行比較。5. 在編碼位數(shù)為8和12時采用均勻量化，在輸入信號衰減為050 dB時，以均勻間隔5 dB仿真得到均勻量化 的量化信噪比，繪出量化信噪比隨信號衰減變化的圖形。注意，輸入信號減小時，量化范圍不變；抽樣頻 率為2000 Hz。四 實驗思考題1. 圖2-3表明均勻量化信噪比與量化級數(shù)(或編碼位數(shù))的關(guān)系是怎樣的？ 答：量化信噪比理論值為SNR=M2,隨著量化級數(shù)的增加而提高，當量化級數(shù)較小是不能滿足通信質(zhì)量的將得不到保證。2 分析圖2-5，A律壓縮量化相比均勻量化的優(yōu)勢是什么？ 答：量化信噪比隨著量化

6、級數(shù)的增加而提高，當量化級數(shù)較小是不能滿足通信質(zhì)量的要求,非均勻量化擴小縮大，有兩個突出的優(yōu)勢(1)當輸入量化器的信號具有非均勻分布的概率密度函數(shù)時，非均勻量化器輸出端可以得到較高的平均信號量化噪聲功率比；（2）非均勻量化時，量化噪聲功率的均方根值基本上與信號抽樣值成比例，因此，量化噪聲對大、小信號的影響大致相同，即改善了小信號是的量化信噪比。實驗三 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)一 實驗?zāi)康?. 掌握數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率計算；2. 理解信道噪聲和碼間干擾對系統(tǒng)性能的影響；3. 掌握最佳基帶傳輸系統(tǒng)中的“無碼間干擾傳輸”和“匹配濾波器”的設(shè)計方法；4. 理解眼圖的作用，理解碼間干擾和信道噪聲對眼圖的影響

7、。二 實驗原理對于雙極性二進制基帶信號，設(shè)它在抽樣時刻的電平取值為+A 或-A（分別對應(yīng)于信碼“1”或“0”），當 發(fā)“1”碼和發(fā)“0”碼等概率時，可以求得其最佳判決門限電平，此時基帶傳輸系統(tǒng)的總誤碼率為 ，上式也可寫為，其中， 為抽樣時刻的信噪比。三 實驗步驟1. 分別繪制=1、a=0.1時的升余弦滾降系統(tǒng)的時域圖、頻域圖。2. 隨機產(chǎn)生周期Ts =1s的單位幅度雙極性沖擊，分別繪制a=1,a=0.1時的升余弦滾降系統(tǒng)的輸出時域波形圖和眼圖。3. 隨機產(chǎn)生 104 個二進制信息數(shù)據(jù)，采用雙極性碼，映射為1【即雙極性碼】，基帶波形采用根升余弦。隨機產(chǎn)生信道高斯白噪 聲(要求為-28dB)，疊加

8、在發(fā)送信號上，通過匹配濾波器后，按判決規(guī)則進行判決，得到誤碼率。畫 出 0 b E n 和誤碼率之間的性能曲線。四 實驗思考題1. 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的誤碼率與哪些因素有關(guān)？答：信道中存在噪聲，以及信道，接收發(fā)機，濾波器的傳輸特性的不理想性，還有抽樣誤差引入的噪聲。2. 碼間干擾和信道噪聲對眼圖有什么影響？答：眼圖的睜開度與碼間干擾成負相關(guān)性，與信道噪聲成正相關(guān)性，最佳抽樣時刻應(yīng)是”眼睛”睜的最大時刻。3. 觀察圖35和圖36，觀察不同滾降系數(shù)對時域波形的影響。答：滾降系數(shù)越大，時域波形拖尾振蕩起伏越小，衰減越快。4. 圖3-4可以得出什么結(jié)論？答：眼圖的睜開度，與信道噪聲成正相關(guān)性。5. 比較

9、圖3-8、39和圖310，可以得出什么結(jié)論？答：當抽樣的截止頻率大于周期TB并且為TB的整數(shù)倍時，可以實現(xiàn)無碼間干擾，否則會存在嚴重的碼間干擾。6. 圖33可以得出什么結(jié)論？答：傳輸帶寬越大，誤碼率越小。實驗四 BPSK系統(tǒng)仿真一 實驗?zāi)康模?. 掌握BPSK調(diào)制和解調(diào)原理；2. 掌握BPSK的星座圖。二 實驗內(nèi)容：1. BPSK 系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)原理、抗噪性能分析。2. BPSK 發(fā)送信號和接收信號的星座圖。三 實驗步驟1. BPSK信號的波形：設(shè)基帶波形為矩形波，設(shè)載波頻率為3Hz，每符號采樣點數(shù)為100，仿真符號總數(shù)為1000，畫出BPSK信號的時域波形和頻譜圖。四 實驗思考題1. 隨著Eb|n0的增大，誤碼率如何變化？為什么？答：隨著的增大，誤碼率減小，因為二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的，2ASK的Pe中的K為4；2FSK的Pe中的K為2；2PSK、2DPSK的Pe中的K為1；而erfc(x)為減函數(shù)，因而隨著的增大，誤碼率減小。 2. 試從BPSK系統(tǒng)的接收信號星座圖來解釋如何進行判決？ 答：點數(shù)越密集，碼元出錯的概率減小，誤碼率越小。3. 試從BPSK系統(tǒng)的接收信號星座圖來解釋如何進行判決？答：星座圖中相鄰點的距離代表抗噪聲性能。在上述仿真條件下，得到了在不同信噪比下BPSK系統(tǒng)的接收信號星座圖： 在10db信噪比時，受干擾較小，