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文档简介
1、通信与信息工程学院通信系统综合设计实训u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一403020onX2)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。OO1OO,O00.
2、0050 0100.0D60.0113)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。刘壮五、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
3、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 $ ,解调输出的信号的幅度会随着相差从小到大 (n /8, n /4, n /3, n /2)逐渐变小。当相差为n /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M
4、ATLAB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)=cos2 n,以500Hz以上频率进行采样,并进行 8级均匀量化,cngoo&ebcn2)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r-Kyasuoqianboxing3)以2000Hz对x(t)=sin(2*pi*t)进行米样,改变量化级数,分别仿真得到编码位数为28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
5、和12时采用均匀量化, 在输入信号衰减为 050 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 )= sin 2冗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050dB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o o o o四、思
6、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
7、”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a =1或0.1时的升余弦滚将系统的时域图和频域图:a =1a =0.1i *$;!卜.*.h !|丨丨* hdlMkF. !,ciiidci O6 1 5 0 5 1510.O.-1. 2随机产生周期Ts=1s的单位幅度双极型冲击,分别绘制a =1或0.1时的升余弦滚将系统的时域图和眼图:a =1 时:刘壮一随机双极性信号101 520253035404550升余弦滚降系统的部分输出时域液形團眼图如下:1.5刘壮geoMeEoe5刘壮一随机双极性信号IIi1iIlli1I1|>l&g
8、t;111111<11I1b v 4r卜I叩f-1卜0斗K - 1L3k 4M卜制-44F1bv -IMhli8-._ -k - r.-i _.-LliiK1刘壮升余弦滚降系统的部分输出时域波形图圧吕 L5r41001502002503. a =1时,分别绘制SNR=20dB0dB高斯白噪声干扰下的升余弦滚将系统的时域图和眼图:刘壮一升余弦信号050100160200250O混入噪声的升余弦信号1 O-0J S吕-SEOISNR=0dB时,波形图和眼图如下:刘壮一升余弦信号10016020025050rM60°HL 吕混入噪声的升余弦信号2 102600貝84. 1、随机产生1
9、0A6个二进制信息数据,采用双极性码,映射为土A。随机产生高斯噪声(要求信噪比为012dB),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
10、,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、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
11、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5BPSK已调信号的时域波形图和频谱图: O .5O 務吕&EEE62载波频率为10Hz,绘制QPSK已调信号的波形图和频谱图。SSLZELK:5 1 5 O 5 J 51 a 心 订or58.3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。刘壮4仿真符号总个数为 10A5,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=6d63rrrrSNR=20dB品吕兀Es呻勺屁SNR分别为20dB和5dB时候的QPSK星座图如下:32SNR=5dB1 o1.JSNR=20dB415 D.O-5 O.-1.508°启 Ls+ikh-fx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
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