通信仿真实验报告

1、通信系统仿真实验报告 实验日期：09.5.18-24 实验一 上机学习systemview通信仿真软件目的： 1、了解软件的安装方法 2、学习掌握systemview软件的基本绘图方法，各主要菜单及命令的使用。 实验二、学习systemview软件图符库 目的：1、学习systemview软件图符库的基本用法 实验三实验名称：AM调制实验目的:1.学习AM调制原理2.用systemview通信仿真软件对AM调制进行仿真试验原理: 幅度调制是用调制信号去控制高频正弦载波的幅度，使其按调制信号的规律变化的过程。幅度调制器的一般模型如图1-1所示。 图1-1 幅度调制器的一般模型图中，m(t)为调制

2、信号，Sm(t)为已调信号，h(t)为滤波器的冲激响应，则已调信号的时域和频域一般表达式分别为 式中，M(t)为调制信号m(t)的频谱，(t)为载波角频率。由以上表达式可见，对于幅度调制信号，在波形上，它的幅度随基带信号规律而变化；在频谱结构上，它的频谱完全是基带信号频谱在频域内的简单搬移。由于这种搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线性调制，相应地，幅度调制系统也称为线性调制系统。试验原理图：试验结果： 实验四实验名称：DSB调制实验目的:1.学习DSB调制原理2.用systemview通信仿真软件对DSB调制进行仿真试验原理:在幅度调制的一般模型中，若假设滤波器为全通网络（H()1），调制

3、信号m(t)中无直流分量，则输出的已调信号就是无载波分量的双边带调制信号，或称抑制载波双边带（DSB-SC）调制信号，简称双边带（DSB）信号。 DSB调制器模型如图2-1所示。可见DSB信号实质上就是基带信号与载波直接相乘，其时域和频域表示式分别为 图2-1 DSB调制模型 DSB信号的包络不再与成正比，故不能进行包络检波，需采用相干解调；除不再含有载频分量离散谱外，DSB信号的频谱与AM信号的完全相同，仍由上下对称的两个边带组成。故DSB信号是不带载波的双边带信号，它的带宽与AM信号相同，也为基带信号带宽的两倍， 即 式中，为调制信号带宽，为调制信号的最高频率。 试验原理图：试验结果： 实

4、验五实验名称：SSB调制实验目的:1.学习SSB调制原理2.用systemview通信仿真软件对SSB调制进行仿真试验原理:用滤波法实现单边带调制的原理图如图3-1所示，图中的为单边带滤波器。产生SSB信号最直观方法的是，将设计成具有理想高通特性或理想低通特性的单边带滤波器，从而只让所需的一个边带通过，而滤除另一个边带。产生上边带信号时即为，产生下边带信号时即为。 图3-1 SSB信号的滤波法产生显然，SSB信号的频谱可表示为 用滤波法形成SSB信号，原理框图简洁、直观，但存在的一个重要问题是单边带滤波器不易制作。这是因为，理想特性的滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。

5、滤波器的实现难度与过渡带相对于载频的归一化值有关，过渡带的归一化值愈小，分割上、下边带就愈难实现。而一般调制信号都具有丰富的低频成分，经过调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，要想通过一个边带而滤除另一个，要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性即很小的过渡带，这就使得滤波器的设计与制作很困难，有时甚至难以实现。为此，实际中往往采用多级调制的办法，目的在于降低每一级的过渡带归一化值，减小实现难度。试验原理图：试验结果： 实验六实验名称：脉冲振幅调制PAM实验目的:1、加深对取样定理的理解。2、了解脉冲幅度调制PAM系统的工作过程试验原理: 脉冲振幅调制(PAM)是脉冲载波的幅度随基

6、带信号变化的一种调制方式。若脉冲载波是冲激脉冲序列，抽样定理就是脉冲振幅调制的原理。 实际中通常采用脉冲宽度相对于抽样周 期很窄的窄脉冲序列近似代替冲激脉冲序列，从而实现脉冲振幅调制。图4-1 PAM的波形 自然抽样又称曲顶抽样，它是指抽样后的脉冲幅度（顶部 ）随被抽样信号m(t)变化，或者说保持了m(t)的变化规律。 图 4-2 自然抽样的 PAM 原理框图脉冲幅度调制实验系统，主要由输入电路、调制电路、脉冲发生电路、解调滤波电路、功放输出电路等五部分组成。 脉冲载波以 s (t) 表示，它是宽度为 ô ，周期为 T 的矩形窄脉冲序列，这里取T = 1/ 2 f H ，则自然抽样

7、PAM 信号 ms (t) 它与理想抽 样的频谱非 常相似， 也可用低通 滤波器从 M s () 中 恢复出基 带信号m(t) 。图 4-3 自然抽样的 PAM 波形及频谱试验原理图：试验结果： 实验七实验名称：数字信号的载波调制实验目的:1、学习二进制振幅键控调制(ASK)、移频键控调制(FSK)和移相键控调制(PSK)2、设计仿真二进制振幅键控调制(ASK)、移频键控调制(FSK)和移相键控调制电路(PSK)试验原理: 1. 振幅键控调制(ASK) 在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号 1或 0 的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或

8、“0”，这样就可以得到 2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通断键控（OOK）。2ASK 信号典型的时域数学表达式为：综合上式，令 A1，则 2ASK 信号的一般时域表达式为： 式中，Ts为码元间隔， g(t) 为持续时间 Ts/2，Ts/2 内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲），而 S (t) 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列 2ASK 信号的产生方法比较简单。首先，因 2ASK 信号的特征是对载波的“通断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列 S (t) 控制门的通断，S(t) 1 时开关导通； S (t) 0 时开关截止，这种调制方

9、式称为通断键控法。其次，2ASK 信号可视为 S(t)与载波的乘积，故用模拟乘法器实现 2ASK 调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。2.移频键控调制(FSK) 2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列 0、1 状态而变化，即载频为 f0 时代表传 0，载频为 f1 时代表传 1。显然，2FSK 信号完全可以看成两个分别以 f0 和 f1 为载频、以 an 和 an 为被传二进制序列的两种 2ASK 信号的合成。2FSK 信号的典型时域波形如图 5-1 所示，其一般时域数学表达式为图5-1 2FSK 信号的典型时域波形显然，h 与模拟调频信号

10、的调频指数的性质是一样的，其大小对已调波带宽有很大影响。2FSK 信号与 2ASK 信号的相似之处是含有载频离散谱分量，也就是说，二者均可以采用非相干方式进行解调。可以看出，当 h<1 时，2FSK 信号的功率谱与 2ASK 的极为相似，呈单峰状；当 h>>1 时，2FSK 信号功率谱呈双峰状，此时的信号带宽近似为 2FSK 信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的 2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（ 0 1或1 0 ）时刻，2FSK 信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量

11、的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生 2FSK 信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。3. 移相键控调制(PSK)用数字信号对载波信号的幅度、频率、相位进行键控，分别可以获得 ASK、FSK、PSK 信号。这三种调制方式在抗加性噪声能力、信号频谱利用率等方面，以相干 PSK 性能最好，目前相干 PSK已在中、高速传输数据时广泛应用，二进制相移键控（2PSK）就是根据数字基带信号的两个电平，使载波相位在两个不同的数值之间切换的一种相位调制方法。通常，两个载波相位相反，故有时又称为反相键控（PRK）。如果被调制的二进制信号是用正负电平表示，那么，2PSK 信号就可表示成如下形式： 如图5-2所示为 2PSK 调制解调系统原理图，其中左图为调制器部分，将数字信号与载波直接相乘，得到调制信号 。图5-2 PSK 调制解调系统原理图试验原理图：（1） 振幅键控调制(ASK)（2）移频键控调制(FSK)（2） 移相键控调制(PSK)试验结果：（1） 振幅键控调制(ASK)（2） 移频键控调制(FSK)（3） 移相键控调制(PSK)试验心得： 经