模拟信号数字传输的仿真-通信与信息工程试验教学中心-西安

1、通信系统实验讲义 西安电子科技大学通信与信息工程实验教学中心 2021年前 言本实验讲义是在?通信系统实验?课程的教学实践根底上编写的。参加实验的学生将通过在比拟广泛的范围内自选设计题目，以通信系统的设计为核心，以通信系统各局部模块设计为主要内容，通过基于SYSTEMVIEW软件平台的通信系统计算机仿真的一个完整流程和通信系统建模设计过程中的各个环节，从通信系统的根本单元建模开始逐步训练通信系统部件、子系统和整个系统建模与仿真的根本能力。通过本课程的实践完成学生由单元设计向系统设计的过渡，使学生深入理解通信系统的整体概念，也加深对通信原理、无线通信、光纤通信等相关课程的理论指示的分析理解和综合

2、应用，同时充分发挥学生的自我能动性和设计方案解决问题的能力。由于条件及编写水平限制，编写此讲义的过程中难免会有作者的一些选题倾向和不妥之处，实验讲义在实验过程中还需不断改良，逐步完善。编者 2021年 目录第1篇 通信仿真实验 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc338056761 第1章SYSTEMVIEW软件平台介绍及2ASK通信系统仿真 PAGEREF _Toc338056761 h 2 HYPERLINK l _Toc338056762 实验目的 PAGEREF _Toc338056762 h 2 HYPERLINK l _Toc338056763 实验条件

3、 PAGEREF _Toc338056763 h 2 HYPERLINK l _Toc338056764 实验内容 PAGEREF _Toc338056764 h 2 HYPERLINK l _Toc338056765 根本原理 PAGEREF _Toc338056765 h 2 HYPERLINK l _Toc338056766 1.4.1 二进制振幅键控2ASK PAGEREF _Toc338056766 h 2 HYPERLINK l _Toc338056767 1.4.2 SYSTEMVIEW软件平台 PAGEREF _Toc338056767 h 4 HYPERLINK l _Toc

4、338056768 实验步骤 PAGEREF _Toc338056768 h 4 HYPERLINK l _Toc338056769 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056769 h 5 HYPERLINK l _Toc338056770 第2章 线性调幅通信系统仿真 PAGEREF _Toc338056770 h 6 HYPERLINK l _Toc338056771 实验目的 PAGEREF _Toc338056771 h 6 HYPERLINK l _Toc338056772 实验条件 PAGEREF _Toc338056772 h 6 HYPERLINK l _Toc33

5、8056773 实验内容 PAGEREF _Toc338056773 h 6 HYPERLINK l _Toc338056774 根本原理 PAGEREF _Toc338056774 h 6 HYPERLINK l _Toc338056775 幅度调制线性调制 PAGEREF _Toc338056775 h 6 HYPERLINK l _Toc338056776 调幅(AM) PAGEREF _Toc338056776 h 7 HYPERLINK l _Toc338056777 抑制载波双边带调制DSB-SC PAGEREF _Toc338056777 h 8 HYPERLINK l _Toc

6、338056778 用滤波法形成单边带信号 PAGEREF _Toc338056778 h 9 HYPERLINK l _Toc338056779 实验步骤 PAGEREF _Toc338056779 h 10 HYPERLINK l _Toc338056780 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056780 h 11 HYPERLINK l _Toc338056781 第3章 2DPSK通信系统仿真 PAGEREF _Toc338056781 h 13 HYPERLINK l _Toc338056782 实验目的 PAGEREF _Toc338056782 h 13 HYPERL

7、INK l _Toc338056783 3.2实验条件 PAGEREF _Toc338056783 h 13 HYPERLINK l _Toc338056784 实验内容 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的模拟调制 PAGEREF _Toc338056787

8、 h 14 HYPERLINK l _Toc338056788 3.4.3 2DPSK的相干解调 PAGEREF _Toc338056788 h 14 HYPERLINK l _Toc338056789 3.4.4 2DPSK的差分相干解调 PAGEREF _Toc338056789 h 16 HYPERLINK l _Toc338056790 3.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056790 h 16 HYPERLINK l _Toc338056791 3.6 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056791 h 19 HYPERLINK l _Toc338056792

9、 第4章 数字通信系统的抗噪声性能仿真 PAGEREF _Toc338056792 h 20 HYPERLINK l _Toc338056793 实验目的 PAGEREF _Toc338056793 h 20 HYPERLINK l _Toc338056794 实验条件 PAGEREF _Toc338056794 h 20 HYPERLINK l _Toc338056795 实验内容 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 参数估计的蒙特卡罗方法 PAGEREF _Toc338056797 h 20 HYPERLINK l _Toc338056798 4.4.2 Systemview中的专用图符 PAGEREF _Toc338056798 h 20 HYPERLINK l _Toc338056799 4.4.3 抗噪声特性曲线绘制原理 PAGEREF _Toc338056799 h 21 HYPERLINK l _Toc338056800 4.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056800 h 21 HYPERLINK l _Toc338056801 4.6 实验结果与分析

11、 PAGEREF _Toc338056801 h 22 HYPERLINK l _Toc338056802 第5章 16QAM系统仿真 PAGEREF _Toc338056802 h 23 HYPERLINK l _Toc338056803 实验步骤 PAGEREF _Toc338056803 h 23 HYPERLINK l _Toc338056804 实验条件 PAGEREF _Toc338056804 h 23 HYPERLINK l _Toc338056805 实验内容 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调制原理 PAGEREF _Toc338056808 h 23 HYPERLINK l _Toc338056809 5.4.3 MQAM解调原理 PAGEREF _Toc338056809 h 24 HYPERLINK l _Toc338056810 实验步骤 PAGEREF _Toc338056810 h 25 HYPERLINK l _To

13、c338056811 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056811 h 26 HYPERLINK l _Toc338056812 第6章 模拟信号数字传输的仿真 PAGEREF _Toc338056812 h 27 HYPERLINK l _Toc338056813 6.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056813 h 27 HYPERLINK l _Toc338056814 实验条件 PAGEREF _Toc338056814 h 27 HYPERLINK l _Toc338056815 实验内容 PAGEREF _Toc338056815 h 27 HYPERLI

14、NK l _Toc338056816 6.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056816 h 27 HYPERLINK l _Toc338056817 模拟信号转换为数字信号 PAGEREF _Toc338056817 h 27 HYPERLINK l _Toc338056818 应用模数转换举例：PCM(脉冲编码调制) PAGEREF _Toc338056818 h 28 HYPERLINK l _Toc338056819 模拟信号的重构与PCM 解码 PAGEREF _Toc338056819 h 29 HYPERLINK l _Toc338056820 实验步骤 PAGEREF

15、 _Toc338056820 h 29 HYPERLINK l _Toc338056821 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056821 h 31第2篇 光纤通信实验 HYPERLINK l _Toc338056822 第7章 口处理与熔接实验 PAGEREF _Toc338056822 h 33 HYPERLINK l _Toc338056823 7.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056823 h 33 HYPERLINK l _Toc338056824 实验内容 PAGEREF _Toc338056824 h 33 HYPERLINK l _Toc3380568

16、25 实验器材 PAGEREF _Toc338056825 h 33 HYPERLINK l _Toc338056826 实验原理 PAGEREF _Toc338056826 h 33 HYPERLINK l _Toc338056827 7.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056827 h 40 HYPERLINK l _Toc338056828 7.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056828 h 40 HYPERLINK l _Toc338056829 第8章 光纤损耗系数及事件点参数测量实验 PAGEREF _Toc338056829 h 41 HYPERLI

17、NK l _Toc338056830 实验目的 PAGEREF _Toc338056830 h 41 HYPERLINK l _Toc338056831 8.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056831 h 41 HYPERLINK l _Toc338056832 8.3 实验器材 PAGEREF _Toc338056832 h 41 HYPERLINK l _Toc338056833 8.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056833 h 41 HYPERLINK l _Toc338056834 8.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056834 h 44 H

18、YPERLINK l _Toc338056835 8.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056835 h 46 HYPERLINK l _Toc338056836 第9章 数字光接口典型参数测试实验 PAGEREF _Toc338056836 h 47 HYPERLINK l _Toc338056837 9.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056837 h 47 HYPERLINK l _Toc338056838 9.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056838 h 47 HYPERLINK l _Toc338056839 9.3 实验器材 PAGEREF

19、 _Toc338056839 h 47 HYPERLINK l _Toc338056840 9.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056840 h 48 HYPERLINK l _Toc338056841 9.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056841 h 49 HYPERLINK l _Toc338056842 9.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056842 h 53 HYPERLINK l _Toc338056843 第10章 数字光纤通信系统综合实验 PAGEREF _Toc338056843 h 55 HYPERLINK l _Toc33805

20、6844 10.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056844 h 55 HYPERLINK l _Toc338056845 10.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056845 h 55 HYPERLINK l _Toc338056846 10.3 实验器材 PAGEREF _Toc338056846 h 55 HYPERLINK l _Toc338056847 10.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056847 h 56 HYPERLINK l _Toc338056848 10.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056848 h 58 HYPERL

21、INK l _Toc338056849 10.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056849 h 62 HYPERLINK l _Toc338056850 第11章 语音光纤传输系统波形测试与分析 PAGEREF _Toc338056850 h 63 HYPERLINK l _Toc338056851 11.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056851 h 63 HYPERLINK l _Toc338056852 11.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056852 h 63 HYPERLINK l _Toc338056853 11.3 实验器材 PAGER

22、EF _Toc338056853 h 63 HYPERLINK l _Toc338056854 11.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056854 h 64 HYPERLINK l _Toc338056855 11.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056855 h 67 HYPERLINK l _Toc338056856 11.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056856 h 69 HYPERLINK l _Toc338056857 第12章 数字光纤通信SDH系统及多种业务通信实验 PAGEREF _Toc338056857 h 70 HYPERLIN

23、K l _Toc338056858 12.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056858 h 70 HYPERLINK l _Toc338056859 12.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056859 h 70 HYPERLINK l _Toc338056860 12.3 实验器材 PAGEREF _Toc338056860 h 70 HYPERLINK l _Toc338056861 12.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056861 h 71 HYPERLINK l _Toc338056862 12.5 实验步骤 PAGEREF _Toc33805686

24、2 h 80 HYPERLINK l _Toc338056863 12.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056863 h 81 HYPERLINK l _Toc338056864 第13章 波分复用光纤通信系统及光谱测量实验 PAGEREF _Toc338056864 h 84 HYPERLINK l _Toc338056865 13.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056865 h 84 HYPERLINK l _Toc338056866 13.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056866 h 84 HYPERLINK l _Toc338056867

25、13.3 实验仪器 PAGEREF _Toc338056867 h 84 HYPERLINK l _Toc338056868 13.4 实验原理 PAGEREF _Toc338056868 h 85 HYPERLINK l _Toc338056869 13.5 实验步骤 PAGEREF _Toc338056869 h 92 HYPERLINK l _Toc338056870 13.6 实验报告要求 PAGEREF _Toc338056870 h 92 HYPERLINK l _Toc338056871 第14章 光纤通信线路编译码CPLD设计仿真实验 PAGEREF _Toc338056871

26、 h 94 HYPERLINK l _Toc338056872 14.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056872 h 94 HYPERLINK l _Toc338056873 14.2 实验内容 PAGEREF _Toc338056873 h 94 HYPERLINK l _Toc338056874 14.3 实验器材 PAGEREF _Toc338056874 h 94 HYPERLINK l _Toc338056875 14.4 根本原理 PAGEREF _Toc338056875 h 94 HYPERLINK l _Toc338056876 14.5 实验要求 PAGERE

27、F _Toc338056876 h 98 HYPERLINK l _Toc338056877 第15章 光纤通信常用典型仪表使用简介 PAGEREF _Toc338056877 h 101 HYPERLINK l _Toc338056878 15.1 光纤多用表 PAGEREF _Toc338056878 h 101 HYPERLINK l _Toc338056879 15.2 光时域反射仪 PAGEREF _Toc338056879 h 103 HYPERLINK l _Toc338056880 15.3 误码测试仪 PAGEREF _Toc338056880 h 107第3篇 网络跳频电台

28、实验 HYPERLINK l _Toc338056881 第16章 跳频电台网络拓扑 PAGEREF _Toc338056881 h 115 HYPERLINK l _Toc338056882 实验目的 PAGEREF _Toc338056882 h 115 HYPERLINK l _Toc338056883 实验条件 PAGEREF _Toc338056883 h 115 HYPERLINK l _Toc338056884 实验内容 PAGEREF _Toc338056884 h 115 HYPERLINK l _Toc338056885 实验步骤 PAGEREF _Toc338056885

29、 h 115 HYPERLINK l _Toc338056886 16.5实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056886 h 123 HYPERLINK l _Toc338056887 第17章 跳频电台高速半双工通信 PAGEREF _Toc338056887 h 124 HYPERLINK l _Toc338056888 17.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056888 h 124 HYPERLINK l _Toc338056889 17.2 实验条件 PAGEREF _Toc338056889 h 124 HYPERLINK l _Toc338056890 17

30、.3 实验内容 PAGEREF _Toc338056890 h 124 HYPERLINK l _Toc338056891 17.4 实验步骤 PAGEREF _Toc338056891 h 124 HYPERLINK l _Toc338056892 17.5 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056892 h 129 HYPERLINK l _Toc338056893 第18章 空中速率对灵敏度的影响 PAGEREF _Toc338056893 h 130 HYPERLINK l _Toc338056894 实验目的 PAGEREF _Toc338056894 h 130 HYP

31、ERLINK l _Toc338056895 实验条件 PAGEREF _Toc338056895 h 130 HYPERLINK l _Toc338056896 实验内容 PAGEREF _Toc338056896 h 130 HYPERLINK l _Toc338056897 实验步骤 PAGEREF _Toc338056897 h 130 HYPERLINK l _Toc338056898 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056898 h 131 HYPERLINK l _Toc338056899 第19章 空中速率和串口波特率的区别 PAGEREF _Toc3380568

32、99 h 132 HYPERLINK l _Toc338056900 19.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056900 h 132 HYPERLINK l _Toc338056901 19.2 实验条件 PAGEREF _Toc338056901 h 132 HYPERLINK l _Toc338056902 实验内容 PAGEREF _Toc338056902 h 132 HYPERLINK l _Toc338056903 实验步骤 PAGEREF _Toc338056903 h 133 HYPERLINK l _Toc338056904 19.5 实验结果与分析 PAGERE

33、F _Toc338056904 h 134 HYPERLINK l _Toc338056905 第20章 发射功率对通信距离的影响 PAGEREF _Toc338056905 h 135 HYPERLINK l _Toc338056906 20.1 实验目的 PAGEREF _Toc338056906 h 135 HYPERLINK l _Toc338056907 20.2 实验条件 PAGEREF _Toc338056907 h 135 HYPERLINK l _Toc338056908 实验内容 PAGEREF _Toc338056908 h 135 HYPERLINK l _Toc338

34、056909 20.4 实验步骤 PAGEREF _Toc338056909 h 135 HYPERLINK l _Toc338056910 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056910 h 136 HYPERLINK l _Toc338056911 第21章 电台的正交性、保密性、抗干扰性 PAGEREF _Toc338056911 h 137 HYPERLINK l _Toc338056912 实验目的 PAGEREF _Toc338056912 h 137 HYPERLINK l _Toc338056913 实验条件 PAGEREF _Toc338056913 h 137

35、HYPERLINK l _Toc338056914 实验内容 PAGEREF _Toc338056914 h 137 HYPERLINK l _Toc338056915 实验步骤 PAGEREF _Toc338056915 h 137 HYPERLINK l _Toc338056916 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056916 h 140 HYPERLINK l _Toc338056917 第22章 电台的数据接口应用 PAGEREF _Toc338056917 h 141 HYPERLINK l _Toc338056918 22.1 实验目的 PAGEREF _Toc338

36、056918 h 141 HYPERLINK l _Toc338056919 22.2 实验条件 PAGEREF _Toc338056919 h 141 HYPERLINK l _Toc338056920 实验内容 PAGEREF _Toc338056920 h 141 HYPERLINK l _Toc338056921 实验步骤 PAGEREF _Toc338056921 h 141 HYPERLINK l _Toc338056922 实验结果与分析 PAGEREF _Toc338056922 h 142 HYPERLINK l _Toc338056923 第23章 跳速、帧长、帧间隔对通信

37、的影响 PAGEREF _Toc338056923 h 143 HYPERLINK l _Toc338056924 实验目的 PAGEREF _Toc338056924 h 143 HYPERLINK l _Toc338056925 实验条件 PAGEREF _Toc338056925 h 143 HYPERLINK l _Toc338056926 实验内容 PAGEREF _Toc338056926 h 143 HYPERLINK l _Toc338056927 实验步骤 PAGEREF _Toc338056927 h 143 HYPERLINK l _Toc338056928 实验结果与分

38、析 PAGEREF _Toc338056928 h 143 HYPERLINK l _Toc338056929 附录 View动态仿真软件简介 PAGEREF _Toc338056929 h 145 第1篇 通信仿真实验 第1章 SYSTEMVIEW软件平台介绍及2ASK通信系统仿真第2章 线性调幅通信系统仿真第3章 2DPSK通信系统仿真第4章 数字通信系统的抗噪声性能仿真第5章 16QAM系统仿真第6章 模拟信号数字传输的仿真第1章SYSTEMVIEW软件平台介绍及2ASK通信系统仿真实验目的1、熟悉通信系统的SYSTEMVIEW仿真测试环境。2、熟悉幅移键控ASK通信系统的原理和信息传输

39、方案。1.2实验条件本实验需要：PC机一台； SYSTEMVIEW软件实验内容1、对SYSTEMVIEW软件平台进行熟悉操作。2、使用SYSTEMVIEW搭建ASK相参通信系统并进行仿真。3. 分别从时域、频域分析关键信号特性。根本原理1.4.1 二进制振幅键控2ASK振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制。当数字基带信号为二进制时，那么为二进制振幅键控。设发送的二进制符号序列 (1-1)其中，是二进制基带信号时间间隔， (1-2) (1-3) (1-4)由图1-1可以看出，2ASK信号的时间波形随二进制基带信号图1-1 二进制振幅键控信号时间波型通断变化，所以又称为通断键控信

40、号OOK信号。二进制振幅键控信号的产生方法如图1-2所示，图(a)是采用模拟相乘的方法实现，图(b)是采用数字键控的方法实现。 a(b)图1-2 二进制振幅键控信号调制器原理框图 2ASK信号能够采用非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法)。原理框图见图1-3。 a非相干解调方式b相干解调方式图1-3二进制振幅键控信号解调器原理框图 1.4.2 SYSTEMVIEW软件平台熟悉SYSTEMVIEW平台的功能操作，教师课堂讲解同时参考本讲义附录局部。实验步骤 1、熟悉SYSTEMVIEW软件平台相关的系统搭建、仿真和分析功能。2、根据ASK调制与解调原理，用Systemview 软件建立

41、一个仿真电路，如图1-4所示：图 1-4 ASK仿真电路3、元件参数配制Token 0: 基带信号PN码序列 频率=20k Hz , 电平=2 level , 偏移=1VToken 1,2: 乘法器Token 3,7: 载波正弦波发生器 频率=80k Hz Token 4: 模拟低通滤波器 截止频率=30k Hz Token 5,6,8: 观察点分析窗4、运行时间设置运行时间=50 ms 采样频率= 800 kHz5、运行系统在Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token 5,6,8三个点的波形。6、功率谱在分析窗绘出相应信号的功率谱。实验结果与分析1、观察实验波形 ：

42、Token 5基带信号波形；Token 6调制波形；Token 8解调波形。2、观察ASK 的功率谱。3、分析说明实验结果与理论值之间的差异。4、改变参数配置，实验结果之间相互进行比拟，说明参数改变对结果的影响。第2章 线性调幅通信系统仿真实验目的1、分别了解振幅调制AM、双边带调制DSB、单边带调制SSB以及它们的解调方式。2、理解模拟线性调幅通信系统原理及工作过程。实验条件本实验需要：PC机一台； SYSTEMVIEW软件实验内容1、使用SYSTEMVIEW搭建AM、双边带调制DSB、单边带调制SSB通信系统并进行仿真。2、分别从时域、频域分析关键信号特性。根本原理幅度调制线性调制幅度调制

43、是用调制信号去控制高频载波的振幅，使其按调制信号的规律而变化。幅度调制器的一般模型如图2-1所示。图2-1 幅度调制器的一般模型设调制信号的频谱为，冲激响应为的滤波器特性为,那么该已调信号的时域和频域一般表示式为: 2-1 2-2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结构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。 在该模型中，适中选择滤波器的特性，便可以得到各种幅度调制信号。调幅(AM)在图2-1中，假设，调制信号叠加直流后与载波相乘，就可形成调幅(AM)信号。 图2-2 AM调制器模型 (2-3) (2

44、-4) 式中 通常认为其平均值。图2-3 AM信号的波形和频谱由图2-3的时间波形可知，当满足条件 时，AM信号的包络与调制信号成正比，所以用包络检波的方法很容易恢复出原始的调制信号，否那么，将会出现过调幅现象而产生包络失真。AM信号的频谱由载频分量和上、下两个边带组成，上边带的频谱结构与原调制信号的频谱结构相同， 。通常假设 ，因此 (2-5)式中为载波功率，为边带功率。由此可见，AM信号的总功率包括载波功率和边带功率两局部。载波分量不携带信息，仍占据大局部功率，因此，AM信号的功率利用率比拟低。抑制载波双边带调制DSB-SC在AM信号中，如果将载波抑制，即可输出抑制载波双边带信号，简称双边

45、带信号DSB。其时域和频域表示式分别为 (2-6) (2-7)DSB信号的时域波形与频谱见图2-4，由时间波形可知，DSB信号的包络不再与调制信号的变化规律一致，因而不能采用简单的包络检波来恢复调制信号，需采用相干解调(同步检波)。另外，在调制信号的过零点处，高频载波相位有180的突变。图2-4 DSB信号的波形和频谱 由频谱图可知，DSB信号虽然节省了载波功率，功率利用率提高了。但它的频带宽度仍是调制信号带宽的两倍， DSB信号的上、下两个边带是完全对称的，它们都携带了调制信号的全部信息，因此仅传输其中一个边带即可。用滤波法形成单边带信号产生SSB信号最直观的方法是让双边带信号通过一个边带滤

46、波器，保存所需要的一个边带，滤除不要的边带。 图2-5 形成SSB信号的滤波特性 图2-6 SSB信号的频谱用滤波法形成SSB信号的技术难点是，由于一般调制信号都具有丰富的低频成分，经调制后得到的DSB信号的上、下边带之间的间隔很窄，这要求单边带滤波器在附近具有陡峭的截止特性，这就使滤波器的设计和制作很困难，为此，在工程中往往采用多级调制滤波的方法。实验步骤 1、根据AM调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路，如图2-7所示：图2-7 AM仿真电路2、图符参数配制Token 0: 基带信号正弦波 频率=20k Hz , 电平=1VToken 2,8: 加法器Token 3

47、,11: 乘法器Token 4，12: 载波信号正弦波 频率=80k Hz , 电平=1VToken 13： 模拟低通滤波器 截止频率=30k Hz Token 9： 高斯噪声 均值=0V，标准差=1VToken 5,6,7,10，14: 观察点分析窗4、运行时间设置运行时间=2 ms 采样频率= 800 kHz5、在Systemview 系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察Token 5,6,14三个点的波形。6、在分析窗绘出相应信号的功率谱。7、根据DSB调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路，如图2-8所示：图2-8 DSB仿真电路8、图符参数配制 相应图符参数与A

48、M系统图中对应位置图符一致9、重做步骤4、5、610、根据SSB调制与解调原理，用Systemview 软件建立一个仿真电路，如图2-9所示： 图2-9 SSB仿真电路11、特别图符参数设置： Token 12: 模拟带通滤波器 低截止频率=55k Hz，低截止频率=65k Hz12、重做步骤4、5、6实验结果与分析1、观察实验波形 ：2、观察各信号的功率谱。3、分析说明实验结果与理论值之间的差异。4、改变参数配置，实验结果之间相互进行比拟，说明参数改变对结果的影响。第3章 2DPSK通信系统仿真实验目的1、了解二进制差分相位键控2DPSK系统的电路组成、工作原理和特点。2、分别从时域、频域视

49、角观测2DPSK系统中的关键信号。3、熟悉系统中信号功率谱的特点。实验条件本实验需要：PC机一台； SYSTEMVIEW软件实验内容1、以PN码作为系统输入信号，码速率是10kbit/s，实现2DPSK的模拟调制。并分别由时域、频域观测关键信号。2、分别使用相干解调与差分相干解调方法实现2DPSK的解调，观测关键信号的时域波形与功率谱。根本原理3.4.1 2DPSK假设前后相邻码元的载波相位差为，可定义一种数字信息与之间的关系为那么一组二进制数字信息与其对应的2DPSK信号的载波相位关系如下表所示数字信息与 之间的关系也可以定义为，2DPSK信号调制过程波形如图3-1所示。 1 0 0 1 0

50、 1 1 0图3-1 2DPSK信号调制过程波形3.4.2 2DPSK的模拟调制由图3-1分析出，2DPSK信号的实现可以采用以下方法：首先对二进制数字基带信号进行差分编码，将绝对码表示二进制信息变换为用相对码表示二进制信息，然后再进行绝对调相，从而产生二进制差分相位键控信号。2DPSK信号调制器原理图如图3-2所示。图3-2 2DPSK信号调制器原理图其中码变换即差分编码器如图3-3所示。在差分编码器中：an为二进制绝对码序列，dn为差分编码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔，在SystemView中此延迟环节一般可不采用D触发器，而是采用操作库中的“延迟图符块。3.4.3 2DPSK

51、的相干解调首先对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再通过码反变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图3-4(a)、(b)所示：QDCKan发送码时钟dn-1dn图3-3差分编码器DQCK位同步时钟dndn-1an图3-4 2DPSK相干解调器原理图和解调过程各点时间波形图3-5 差分译码器其中码反变换器即差分译码器组成如图3-5所示。在差分译码器中：为差分编码序列，为差分译码序列。D触发器用于将序列延迟一个码元间隔， 3.4.4 2DPSK的差分相干解调1 1 0 1 02DPSK信号也可以采用差分相干解调方式，其解调原理是直接比拟前后

52、码元的相位差，从而恢复发送的二进制数字信息，并在解调的同时完成了码反变换。由于差分相干解调方式不需要专门的相干载波，因此是一种非相干解调方法。解调器原理图和解调过程各点时间波形如图3-6所示：图3-6 2DPSK非相干解调器原理图和解调过程各点时间波形3.5 实验步骤1、建立仿真模型：系统组成如图3-7所示。其中图(a)是模拟调制的系统组成图，图符0产生绝对码序列，传码率为10kbit/s。图符2和图符3实现差分编码；图符5输出正弦波，频率为20k Hz；图符6为乘法器，输出2DPSK信号。图(b)是相干解调的系统组成图，图符11为带通滤波器，图符13实现相干载波的提取，图符12为乘法器，图符

53、15为低通滤波器，图符16、17、18实现抽样判决，图符19、20实现差分解码。图符19输出再生的绝对码。图(c)是非相干解调的系统组成图，图符12为带通滤波器，图符13为乘法器，图符14为延迟器，图符15为低通滤波器，图符16、17、18实现抽样判决。图符18输出再生的绝对码。 图(a)中的调制系统分别与图(b)、图(c)中的解调系统构成不同的2DPSK调制解调系统。a(b)(c)图3-7 2DPSK调制解调的系统组成2、根据对2DPSK技术工作原理的讨论，确定该系统的相关系统参数为：系统运行时间1.5e-3秒，采样点数500，采样速率300e+3Hz。3、设置并调节好各图符的相应参数，运行

54、系统。4、在Systemview系统窗内运行系统后，转到分析窗。首先观测比照输入PN码信号与恢复的输出信号是否系统一致？5、如果一致，观测输出的2DPSK信号。分别在图符15观测两种解调技术形成的眼图。6、观测关键信号的功率谱。7、例子系统形成的参考结果信号分别见图3-8、图3-9、图3-10、图3-11、图3-12。(a) 绝对码序列(b) 相对码序列c二相相对调相2DPSK信号图3-8调制过程仿真波形图3-9 2DPSK系统输入的PN序列和输出PN序列的比照图3-10 相干解调眼图图3-11 差分相干解调眼图图3-12 2DPSK的功率谱3.6 实验结果与分析1、经过系统延迟后，发射信号与

55、接收信号一致。2、比拟实验所得2DPSK信号与理论2DPSK信号的异同点，分析绝对码与相对码之间的相位变化。3、比拟分析相干解调与差分相干解调的接收眼图特点。4、观察功率谱密度，PN序列的功率谱和2DPSK信号的功率谱中，有无离散分量？为什么？它们的带宽分别是多少？5、记录数据，分析实验数据，形成实验报告。第4章 数字通信系统的抗噪声性能仿真实验目的1、理解研究数字通信系统的抗噪声性能使用蒙特卡罗估计的根本原理。2、掌握借助SYSTEMVIEW平台完成数字通信系统的抗噪声性能的仿真方法。实验条件本实验需要：PC机一台； SYSTEMVIEW软件实验内容1、使用SYSTEMVIEW搭建2PSK通

56、信系统以及测算BER的比拟环路。2、调整相关参数得到正确的系统抗噪声特性曲线。4.4 根本原理 参数估计的蒙特卡罗方法又称之为蒙特卡罗估计是建立在机率游戏的根底上，通过内在的随机试验来估计参数值的过程。进一步讲，蒙特卡罗估计就是用随机事件发生的相对频率来估计随机事件发生的概率。1设随机试验数为N，以 NA表示事件A发生的次数，将事件A发生的概率是：由于无法进行无限N次的实验，因此在N较大时，用相对频率NA/N作为对随机事件A发生概率Pr(A)的估计。2数字通信系统中，N表示总的发送比特数， NA是接收过失比特发生的次数。那么误比特率BER的蒙特卡罗估计就是 ： NA/N4.4.2 System

57、view中的专用图符在Systemview软件平台中，使用通信库COMM LIB中的BER元件来求系统的误码率，并用Fimal Value元件记录相关数值。4.4.3 抗噪声特性曲线绘制原理为了绘制通信系统的抗噪声特性曲线。实际上要描出不同信噪比SNR条件下的BER的点，然后将多个这样的点相连才能得到曲线。 在SYSTEMVIEW平台中，可以实施自动循环的方式绘制多个BER的点，通常采用维持信号功率不变，循环前设置好初始噪声功率和每次循环减小噪声的功率值，在系统运行时相当于每次循环运行都自动增加了信噪比SNR。设置完成后可以经过一次系统计算就完成抗噪声性能曲线的绘制。4.5 实验步骤1、参照实

58、验三的相关原理讨论，搭建一个2PSK通信系统，再根据本实验抗噪声性能曲线的仿真原理在2PSK系统根底上搭建测试环路。仿真电路如图4-1所示。图4-1 2PSK系统抗噪声性能仿真电路2、电路中图符简介： 图符0：伪随机序列；图符12：判决； 围绕图符20BER的元件图符是BER测试环路相关图符。其中，因为进入图符20进行比拟的发送与接收比特流，必须电平与采样频率一致。因此，图符15与图符16保证两比特流采样频率一致；图符25与图符24保证两比特流电平一致。图符19消除发送与接收之间的系统延迟。 特性曲线设置的循环其它相关图符还包括图符5：决定噪声的初始功率；图符10，决定每次循环时自动减少的噪声

59、功率数；图符21是BER数值记录器；图符22是误码门限，当误码太多时，停止循环的计算。3、根据以上实验电路图，创立电路，并设置好参数；注意：BER图标必须转到?通信库?中才能得到 单击系统窗的“时间图标，根据以上系统运行时间的要求，设置好根本参数及循环次数；单击系统窗菜单栏的“Tools，选择“Globe parameter，进入菜单后，选择Token10放大器，键入步进函数表达式；单击系统窗的“运行图标，等待系统运行结束；系统运行结束后，单击系统窗的“转到分析窗图标，进入系统分析窗；单击分析窗的右下角的“计算器图标，进入“计算器菜单；在“计算器菜单 单击“Style后，先选择Token21“

60、终值接收器窗；再选择“BER PLOT， 并设置好参数；最后，单击“OK键，返回系统分析窗，就可得到所绘误码率波形。一个例子系统的主要参数及结果： 基带码速率：50赫兹 系统采样频率：10k赫兹运行时间：10秒 循环次数：6次 步进函数表达式: -1*cl+5 图符20：No. Trials 值为1 抗噪声性能曲线如图4-2 所示图4-2 BER结果曲线4.6 实验结果与分析1、得到抗噪声性能曲线 ：2.、分析说明实验结果与理论值之间的差异。3、改变图符5、10、20的参数配置，改变步进函数表达式，观察抗噪声性能曲线的变化，说明参数改变对结果的影响。4、根据实验前老师的要求，设定新的基带码速率