北京邮电大学通信原理软件实验报告beug.docx
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1、北京邮电大学信息与通信工程学院 通原硬件实验报告通信原原理软件实验验报告 专业业 通信信工程 班 级 2011121111118姓 名 朱博文文 学 号2001122105511 报告告日期220133.122.2001基础实验验:第一次实实验实验二时时域仿真真精度分分析一、实验验目的1. 了了解时域域取样对对仿真精精度的影影响2. 学学会提高高仿真精精度的方方法二、实验验原理一般来说说,任意意信号ss(t)是定义义在时间间区间上上的连续续函数,但但所有计计算机的的CPUU 都只只能按指指令周期期离散运运行,同同时计算算机也不不能处理理这样一一个时间间段。为为此将把把s(tt)截短短,按时时间
2、间隔隔均匀取取样,仿仿真时用用这个样样值集合合来表示示信号 s(tt)。t反映了了仿真系系统对信信号波形形的分辨辨率,t越小则则仿真的的精确度度越高。据据通信原原理所学学,信号号被取样样以后,对对应的频频谱是频频率的周周期函数数,才能能保证不不发生频频域混叠叠失真,这这是奈奎奎斯特抽抽样定理理。设为为仿真系系统的系系统带宽宽。如果果在仿真真程序中中设定的的采样间间隔是,那那么不能能用此仿仿真程序序来研究究带宽大大于的信信号或系系统。换换句话说说,就是是当系统统带宽一一定的情情况下,信信号的采采样频率率最小不不得小于于2*ff,如此此便可以以保证信信号的不不失真,在在此基础础上时域域采样频频率越
3、高高,其时时域波形形对原信信号的还还原度也也越高,信信号波形形越平滑滑。也就就是说,要要保证信信号的通通信成功功,必须须要满足足奈奎斯斯特抽样样定理,如如果需要要观察时时域波形形的某些些特性,那那么采样样点数越越多,可可得到越越真实的的时域信信号。三、实验验内容1、方案案思路: 通过改改变取点点频率观观察示波波器显示示信号的的变化2、 程序及其其注释说说明:3、 仿真波形形及频谱谱图:Periiod=0.001Periiod=0.334、实验验结果分分析:以上两图图区别在在于示波波器取点点频率不不同,第第二幅图取点频频率低于于第一幅幅图,导致致示波器器在画图图时第二二幅图不不如第一一幅图平平滑
4、。四、思考考题1. 两幅图中中第一幅幅图比第第二幅图图更加平平滑,因因为第一一幅图中中取样点点数更多多2. 改为0.5后显显示为一一条直线线,因为为取点处处函数值值均为00实验三 频域仿仿真精度度分析一、实验验目的 理理解 DDFT 的数学学定义及及物理含含义;学学会应用用 FFFT 模模块进行行频谱分分析;进进一步加加深对计计算机频频域仿真真基本原原理以及及方法的的学习掌掌握。二、实验验原理在通信系系统仿真真中,经经常要用用有限长长序列来来模拟实实际的连连续信号号,用有有限长序序列的 DFTT来近似实实际信号号的频谱谱。DFFT 只只适用于于有限长长序列,在在进行信信号的频频谱分析析时,它它
5、的处理理结果会含含有一定定的偏差差。下面面分析一一下 DDFT 对信号号频谱分分析的影影响。注意处理理好时域域混叠和和频域混混叠;注注意频谱谱泄露。三、实验验内容1、方案案思路1、将正正弦波发发生器 (siinussoidd geenerratoor)、触触发时钟钟(CLLOCKK_c)和和频谱示示波器模模块按图图 5.13所示连接接。参数设置置见讲义义。2、设计计模板三、实验验结果1、输入入缓冲区区大小为为40996,窗窗口类型型:12、输入入缓冲区区大小为为409960 窗窗口类型型:13、输入入缓冲区区大小为为409960,窗窗口类型型:3实验结论论:窗函数的的类型和和宽度是是影响插插值
6、FFFT算法法分析精精度的主主要原因因这里里的宽度度体现为为FFTT siize,也也就是讲讲义中所所说的ssizee off innputt bbufffer。 具具体为: 当当窗口类类型一致致的情况况下,FFFT sizze 越越大,得得到的频频谱的谐谐波分量量越多,频频谱主瓣瓣变得很很尖锐;而FFFT ssizee一致的的时候,窗窗口类型型对频谱谱的影响响不太大大,主瓣瓣宽度基基本一致致,幅度基本本一样,谐谐波分量量也基本本一样。但但是,这这些都有有不同程程度的频频谱泄露露现象,只只是加窗窗不同,对对泄露的的处理结结果也就就不同。也也就是说说,FFFT ssizee是主要要影响因因素。思
7、考题:1、取样样点数增增加,窗窗口宽度度变长,导导致更多多的谐波波分量进进入频谱谱中。2、频谱谱的主瓣瓣宽度增增加,高高频谐波波分量减减少。因因为采用用了不同同的窗函函数,不不同的窗窗函数对对信号的的滤波特特性是不不一致的的。3. 将 FFFT 模块中中的参数数 Tyype of winndoww 改成成 2 和 44,观察察仿真结结果的变变化,解解释其原原因。 答答:频谱谱变得越越来越平平滑,主主要是因因为滤去去了更多多的谐波波分量。2号窗4号窗实验五 取样样和重建建一、实验验目的了解取样样定理的的原理,取取样后的的信号如如何恢复复原信号号;了解解取样时时钟的选选取。二、实验验原理 数字字信
8、号是是通过对对模拟信信号进行行采样、量量化和编编码得到到的,模模拟信号号是时间间和幅度度都连续的信号号,记作作 x(t)。采采样的结结果是产产生幅度度连续而而时间离离散的信信号,这这样的信信号常被被称为采样数据据信号。 原原理如下下: 低低通采样样定理:如果采采样频率率,那么么带限信信号就可可以无差差错地通通过其采采样信号号恢复。 模型:具体原理理见讲义义。在满足采采样定理理条件的的情况下下,初始始输入信信号可以以从这些些抽样值值中恢复复出来。三、实验验内容1、方案案思路1. 脉冲信信号产生生器(PPulsse ggeneerattor, 来自自 Sccicoom_ssourrcess 元件件
9、库)、正正弦波发发生器(sinnusooid genneraatorr)、模模拟低通通滤波器器(annaloog llow passs ffiltter)、直直流发生生器 DDC、触触发时钟钟(CLOOCK_c)、乘乘法器、示示波器模模块(MMScoope)、频频谱示波波器(FFFT)模模块按图图 5.26 所示连连接。参数设置置:Sciccom_souurcees: cloock_cPeriiod:0.000055 IInitt tiime:0.11Sciccom_souurcees: cloock_cPeriiod:0.000055 IInitt tiime:0.11Sciccom_sou
10、urcees:PPulsse ggeneerattorTimee inn Hiigh Staate:0.0000001 Perriodd:0.25其他参数数缺省设设置Sciccom_souurcees:ssinuusoiid ggeneerattorMagnnituude:1 Freequeencyy:0.4*22*%ppi phaase:0Sciccom_Fillterr:annaloog llow passs ffiltterOrdeer:77 ccutooff freequeencyy:0.5*22*%ppi 其他参数数缺省设设置Sciccom_souurcees: Connstaant
11、Consstannt:1100Sciccom_sinnks:MSccopeeInpuut pportts ssizee:1 1 11Yminn:-22 -22 -22 YYmaxx:2 2 22Refrrashh peeriood:110 110 110其他参数数缺省设设置Sciccom_sinnks:FFTTOutpput winndoww nuumbeer:11;Sampple perriodd:0.0055;Sizee off innputt buuffeer:44096600;其他参数数缺省设设置Sciccom_sinnks:FFTTOutpput winndoww nuumbeer:
12、22;Sampple perriodd:0.00000055;Sizee off innputt buuffeer:440966;其他参数数缺省设设置二、程序序模块分分析:三、实验验结果及及其分析析:时域仿真真波形:FFT(2)重重建信号号的频谱谱:FFT(11)取样样信号频频谱:第二次验验证:实验参数数的设置置,脉冲冲发生器器高电平平时间00.1,常常数5;时域仿真真波形FFT(11)取样样信号频频谱FFT(22)重建建信号频频谱:四、实验验结果分分析及思思考题1、 前者幅度度不变,后后者随着着频率增增大有衰衰减。因因为随着着取样脉脉冲宽度度的增大大,其频域Saa函数的的衰减将将越明显显。2
13、、 频域周期期延拓的的周期为为43、 占空比越越大,频频域Saa函数的的衰减将将会越明明显,使使得取样样信号功功率谱衰衰减更大大。占空比为为0.22时4、第二次实实验一、实验验目的1、了解解产生 SSBB 调制制的基本本原理2、了解解 SCCICOOS 中中的超级级模块3、了解解利用相相干解调调法解调调幅度调调制信号号的方法法4、编程程实现基基带信号号为,载载波频率率为200KHzz ,仿仿真出SSSB信信号,观观察已调调信号的的波形及及频谱。二、实验验原理SSB 调制SSB AM 产生方方法一: SSB AM 产生方方法二:单边带调调制信号号表达式式为:SSB 解调调用相干解解调或同同步解调
14、调来还原原幅度调调制信号号。其解解调框图图如下: 如图 55.455 所示示,载波波应该提提取自输输入信号号,通过过平方环环法或 COSSTASS 环方方法提取取。由于于这次实实验是验验证解调调方法,假假定已经经获得了了解调所所用的载载波的频频率,所所以直接接使用调调制端正正弦波发发生器产产生的载载波信号号充当解解调载波波。三、实验验内容1、方案案思路:SSB 调制1 将将正弦波波发生器器( ssinuusoiid ggeneerattor )、组组合希尔尔伯特变变换器(来来自Sciccom_siggnallproocesss 元元件库)、组组合移相相器(来来自 SSciccom_siggna
15、llproocesss 元元件库)、加加法器模模块、乘乘法器模模块、触触发时钟钟(CLLOCKK_c)、示示波器模模块(MMScoope)、和频频谱示波波器(FFFT)模模块按图图 5.46 连接。 SSB 解调调1.SSSB 解解调实验验步骤与与实验七七中 DDSB 解调步步骤相同同,只是是将生成成 DSSB 超超级模块块(Moddulaatorr)换成成生成 SSBB 超级级模块(MModuulattor)。2、程序序及其注注释说明明:execc t22f.ssci;execc f22t.ssci;N=212; /采采样点数数fs=664; /采样速速率Bs=ffs/22; /系系统带宽宽
16、T=N/fs; /截截短时间间t=-TT/2+0:N-11/ffs; /时时域采样样点f=-BBs+0:NN-1/T; /频频域采样样点fm1=1;fm2=0.55;fc=220;m=siin(2*%pi)*fmm1*tt)+22*coos(2*%pi)*fmm2*tt); /待待观测波波形M=t22f(mm,fss); /傅里叶叶变换MH=-%i*siggn(ff).*M; /频域希希尔伯特特变换mh=rreall(f22t(MMH,ffs);/希尔伯伯特变换换后时域域信号s=m.*coos(2*%pi)*fcc*t)-mhh.*ssin(2*%pii)*ffc*tt);/上边边带SSSB信
17、号号S=t22f(ss,fss); /傅里叶叶变换xsett(wwinddow,1)plott(t,s)titlle(t,ss) /SSSB时时域信号号图xsett(wwinddow,2)plott(f,abss(S)titlle(f,aabs(S) /SSSB频频域信号号图xsett(wwinddow,3)plott(t,m)titlle(t,mm) /原原函数时时域信号号图xsett(wwinddow,4)plott(f,abss(M)titlle(f,aabs(M) /原函函数频域域信号图图END3、仿真真波形及及频谱图图:(1) 模块实实现SSB 调制此项调制制为下边边带SSSB调制制
18、,调制制后信号号频率为15HHZ,故故频谱在15HHZ处有有一个冲冲激函数数。SSB解解调(2) 编程实实现4、实验验结果分分析:SSB 调制:SSB 解调:编程:思考题:1、 频谱特点点为单边边带,只只有下边边带,没没有上边边带2、 点数与时时钟一的的两个参参数乘积积应为整整数,使得希希尔伯特特变换较较为准确确第三次实实验实验十二二 ASSK调制制与解调调一、实验验目的1了解解幅度键键控( ASKK )调调制与解解调的基基本组成成和原理理。 二、实验验原理 用数字字基带信信号去控控制正弦弦型载波波的幅度度称为振振幅键控控(ASSK)。2AASK是是指二进进制振幅幅键控又又名OOOK,它它以单
19、极极性不归归零码序序列来控控制正弦弦载波的的开启与与关闭。其其产生框框图如图图5.882所示示:图5.11OOKK信号的的产生框框图图5.883显示示二进制制信源信信号和AASK调调制信号号的波形形图。图图5.884显示示其功率率谱图。图5.22ASKK调制信信号图5.33二进制制信源以以及ASSK调制制信号的的功率谱谱图在加性高高斯白噪噪声信道道条件下下,OOOK信号号的解调调方法有有相干解解调和非非相干解解调。两两种解调调方法的的原理框框图,如如图5.85和和5.886所示示。图5.44OOKK信号的的相干解解调图5.55OOKK信号的的非干解解调三、实验验内容一、方案案分析调制1将正正弦
20、波发发生器(sinusoid generator)、二进制随机数产生器(binary random generator,来自Scicom_sources)、乘法器模块、触发时钟(CLOCK_c)、示波器模块(MSCOPE)、按图5.87连接。2设置置正弦波波模块SSourrce Siggnall,产生生频率为为1HZZ的信号号。设置置二进制制序列产产生器的的时钟频频率,产生周周期为22s的二二进制序序列。图5.66ASKK信号的的产生1. 所所有模块块的参数数设置如如下表所所示:表5.11模块的的参数设设置库/模块名名称参数Sciccom_souurcees:cclocck_ccPeriiod
21、:2 Iniit ttimee:0.1Sciccom_souurcees:cclocck_cc缺省设置置Sciccom_souurcees:bbinaary ranndomm geenerratoor缺省设置置Sciccom_souurcees:ssinuusoiid ggeneerattorMagnnituude:1 FFreqquenncy:1*22*%ppi pphasse:00Sciccom_sinnks:MSccopeeYminn veectoor:-2 -2 Ymaax vvecttor:2 22 其他参数数缺省设设置解调方法一:1将正正弦波发发生器(sinusoid genera
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