重庆邮电大学通信系统综合设计实训Ⅱ报告Word格式.docx
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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。
=×
×
m
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?
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?
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0~50dB时,以均匀间隔5dB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2000Hz。
2、A律压缩量化
1)对信号=x(t)=sin2πt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?
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。
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:
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。
1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关?
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?
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.
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
1、调制和解调原理;
2、掌握BPSK的星座图.
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。
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:
1.随着Eb/no的增大,4PSK系统的误码率如何变化?
为什么?
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?
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.
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