基于QAM调制的无线衰落信道的性能分析与仿真课程设计

******************

实践教学

******************

兰州理工大学

计算机与通信学院

《通信系统仿真训练》

题目：基于QAM调制的无线衰落信道的性能分析与仿真专业班级：通信工程（1）班

摘要

本课程设计主要是为了研究无线衰落信道的特性，通过深入分析了无线衰落信道的衰落特征以及衰落信道对信号传输产生的影响，设计了一种基于QAM调制的无线衰落信道的仿真，主要是针对16QAM调制下的瑞利衰落信道、高斯衰落信道的模型在MATLAB环境下进行模拟仿真，然后观察数字信号经过这两类信道后的时域波形、频谱以及误码率，通过仿真，对比分析无线衰落信道对信号的影响,有助于对无线信道的进一步理解和掌握以及工程实践提供一定的指导。

关键词：QAM调制；瑞利衰落；高斯噪声；

目录

摘要 (2)

目录 (3)

前言 (1)

一、QAM调制解调 (2)

1.1调制简介 (2)

1.2 QAM调制 (2)

1.3 16QAM调制 (1)

1.3.1 16QAM调制解调原理 (1)

1.3.2 16QAM星座图映射 (3)

1.3.3 16QAM抽样判决 (3)

1.3.4 16QAM误码率曲线 (4)

1.3.5 16QAM信号与其它调制信号的性能比较 (4)

二、衰落信道 (6)

2.1 通信系统信道模型及其分类 (6)

2.1.1 恒参信道 (6)

2.1.2 随参信道 (7)

2.2瑞利衰落信道的统计模型 (8)

2.3 通信系统中噪声概述及高斯白噪声 (9)

2.3.1 噪声概述 (9)

2.3.2 高斯白噪声 (9)

2.4通信系统的主要性能 (11)

三、无线衰落信道仿真程序设计 (12)

3.1 仿真设备 (12)

3.2 系统整体框图 (12)

3.3 QAM调制解调 (13)

3.4 瑞利信道仿真模块 (13)

四、设计与仿真 (14)

4.1 16QAM调制模块的建立与仿真 (14)

4.1.1 信号源 (14)

4.1.2 串并转换 (14)

4.1.3 2-4电平转换 (15)

4.1.4 增加载波 (16)

4.1.5 调制信号形成 (17)

4.2 16QAM调制信号的噪声叠加 (18)

4.3 16QAM解调模块的建立与仿真 (19)

4.3.1 滤波器 (19)

4.3.2 4-2电平转换 (20)

4.3.3 并串转换 (20)

4.4 QAM性能分析 (22)

4.4.1 16QAM抗噪声性能仿真 (22)

总结 (23)

参考文献 (24)

附录 (1)

致谢 (16)

前言

无线通信是当今社会最重要的通信方式之一。在进行无线通信系统的设计时，首先需要考虑的是信道的传输特性，因此无线衰落信道的建模与仿真研究对于无线通信有着重要的意义。针对无线衰落信道已经提出了许多的仿真模型，其中针对宽带短波信道ITS模型和陆地移动卫星信道的多状态模型在两种通信方式下得到了广泛的应用。影响无线通信性能的主要因素有:多径效应、多普勒效应和阴影效应，无线衰落信道进行建模时主要考虑这几方面的影响，并通过现有的数学理论与实测数据尽可能精确的进行曲线拟合，得到想要的信道模型。

在卫星移动通信系统、陆地移动通信系统中其电波传播方式主要以视距传播为主。由于多径和接收端运动等因素的影响，使得无线信道对接收信号在时间、频率和角度上造成了色散，这种色散表现在接收信号幅度上就是所谓的信号衰落。因此，多径效应对通信质量有着至关重要的影响，根据不同的无线环境，接收信号包络一般服从几种典型分布，如瑞利分布、莱斯分布等。在本文中，专门针对接收信号包络服从瑞利分布的信道进行建模仿真，为实际的通信系统设计提供理论参考和支持。

一、QAM调制解调

1.1调制简介

调制在通信系统中的作用至关重要。所谓调制，就是把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。载波调制，就是用调制信号去控制载波的参数的过程，即使载波的某一个或某几个参数暗中啊调制信号的规律而变化。调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。未受调制的周期性震荡信号称为载波，它可以是正弦波，也可以使非正弦波（如周期性脉冲序列）。载波调制后称为已调信号，它含有调制信号的全部特征。

解调（也称检波）则是调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。解调的方法可分为两类：相干解调和非相干解调（包络检波）。相干解调时，为了无失真地恢复原基带信号，接收端必须提供一个与接收的已调载波严格同步（同频同相）的本地载波。本课题采用的是相干解调。

数字调制具有3种基本方式：数字振幅调制、数字频率调制、数字相位调制，这3种数字调制方式都存在不足之处，如：频谱利用率低、抗多径抗衰弱能力差、功率谱衰减慢、带外辐射严重等。为了改善这些不足，在恒参信道中，提出了正交振幅调制（QAM）方式，它具有高的频谱利用率，因此在卫星通信和有线电视网络高速数据传输等领域得到广泛应用。

1.2 QAM调制

正交振幅调制（QAM）是一种矢量调制，它是将输入比特先映射（一般采用格雷码）到一个复平面（星座）上，形成复数调制符号。正交调幅信号有两个相同频率的载波，但是相位相差90度（四分之一周期，来自积分术语）。一个信号叫I信号，另一个信号叫Q信号。从数学角度将一个信号可以表示成正弦，另一个表示成余弦。两种被调制的载波在发射时已被混和。到达目的地后，载波被分离，数据被分别提取然后和原始调制信息相混和。这样与之作幅度调制（AM）相比，其频谱利用率高出一倍。

QAM是用两路独立的基带信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波双边带调幅，利用这种已调信号的频谱在同一带宽内的正交性，实现两路并行的数字信息的传输。该调制方式通常有二进制QAM（4QAM）、四进制QAM（l6QAM）、八进制QAM（64QAM）、…，对应的空间信号矢量端点分布图称为星座图，分别有4、16、64、…个矢量端点。目前QAM最高已达到1024QAM。样点数目越多，其传输效率越高。但并不是样点数目越多越好，随着样点数目的增加，QAM系统的误码率会逐渐增大，所以在对可靠性要求较高的环境，不能使用较多样点数目的QAM。对于4QAM，当两路信号幅度相等时，其产生、解调、性能及相位矢量均与4PSK相同。

a 4QAM星座图

b 16QAM星座图

图1-1 QAM星座图

QAM采用格雷编码，采用格雷码的好处在于相邻相位所代表的两个比特只有一位不同，由于因相位误差造成错判至相邻相位上的概率最大，故这样编码使之仅造成一个比特误码的概率最大。下图以16QAM为例，显示了编码

图1-2 16QAM编

1.3 16QAM调制

1.3.1 16QAM调制解调原理

16QAM是两路4ASK信号的叠加，其演变方式可以有以下两种：

（1）正交调幅法，由两路独立的正交4ASK信号叠加而成；

图1-3 正交调幅

（2）复合相移法，由两路独立的QPSK信号叠加而成。图中虚线大圆上的4个大黑点表示第一个QPSK信号矢量的位置，在这4个位置上可以叠加上第二个QPSK矢量，后者的位置用虚线小圆上的4个小黑点表示。

图1-4 复合相移法

在QAM体制中，信号的振幅和相位作为两个独立的参量同时受到调制。这种信号的一个码元可以表示为

S k(t)=A k cos(ω0t+θk) kT

S k(t)=A k cosθk cosω0t—A k sinθk sinω0t （1-2）

令Xk=Akcosθk Yk=-Aksinθk

则信号表示式变为

S k(t)= X k cosω0t+Y k sinω0t（1-3）Xk和Yk也是可以取多个离散值的变量。从上式看出，k(t)可以看作是两个正交的振幅键控信号之和。

本课题采用了正交调幅法。在发送端调制器中串/并变换使得信息速率为Rb 的输入二进制信号分成两个速率为Rb/2的二进制信号，2/4电平转换将每个速率为Rb/2的二进制信号变为速率为Rb/8的电平信号，然后分别与两个正交载波相乘，再相加后即得16QAM信号

下图是16QAM的调制框图。

解调是调制的逆过程，在接收端解调器中可以采用正交的相干解调方法。接受到的信号分两路进入两个正交的载波的相干解调器，再分别进入判决器形成L 进制信号并输出二进制信号，最后经并/串变换后得到基带信号。下图为16QAM 解调框图：

图1-6 16 QAM解调框图

1.3.2 16QAM星座图映射

将等概分布的0、1信号映射到16QAM星座图上。每四个bit构成一个码子，具体实现的方法是，将输入的信号进行串并转换分成两路，分别叫做I路和Q路。再把每一路的信号分别按照两位格雷码的规则进行映射，这样实际上最终得到了四位格雷码。为了清楚说明，参看表1-1

1.3.3 16QAM抽样判决

经过前边的匹配滤波器解调或者称为相关解调产生了一组向量，在这里就是一个一维的向量，根据最大后验概率（MAP）准则（由于各个信号的先验概率相等，所以页可以认为是最大似然准则），得到了最小距离检测。具体在本仿真系

统中，判断为各个信号的门限如表2所示。判决后得到的数据再按照格雷码的规则还原成0、1信号，最终将两路0、1信号合成一路0、1信号，用来同最初的信号一起决定误码率。

表1-2 判决电平对应表

1.3.4 16QAM 误码率曲线

对于16QAM 信号星座图等效为在两个正交载波上的两个PAM 信号，其中每一个具有4个信号点。因为在解调器中可以将相位正交的两个信号分量完全分开，所以QAM 的错误概率可以由PAM 的错误概率求得。16QAM 系统的正确判决概率是

（1-4）

式中，4P 是4元PAM 的错误概率，在等效QAM 系统的每一个正交信号中，4元PAM 具有一半的平均功率，通过适当的修改4元PAM 的错误概率，可以得到

)153()411(24s SNR Q P -= （1-5）

其中s SNR 是平均符号SNR 。因此，16QAM 的错误概率是

24)1(1P P e --= （1-6） 1.3.5 16QAM 信号与其它调制信号的性能比较

16QAM 和16PSK

星座图中相邻点欧氏距离直接代表这噪声容限的大小。按最大振幅相等，画出16QAM 信号和16PSK 信号的星座图。设其最大振幅为AM ，则16PSK 信号的相邻矢量端点的欧氏距离等于

A A d 39.016

sin 21=≈π

（1-7）

2

4)

1(P P c -=

而16QAM 信号的相邻点欧氏距离等于

A M d 47.01

162

122=-=-≈

（1-8） d2和d1的比值就代表这两种体制的噪声容限之比。

图1-7 欧氏距离

按上两式计算，d2超过d1约1.57 dB 。但是，这时是在最大功率（振幅）相等的条件下比较的，没有考虑这两种体制的平均功率差别。16PSK 信号的平均功率（振幅）就等于其最大功率（振幅）。而16QAM 信号，在等概率出现条件下，可以计算出其最大功率和平均功率之比等于1.8倍，即2.55 dB 。因此，在平均功率相等条件下，16QAM 比16PSK 信号的噪声容限大4.12 dB 。

二、衰落信道

2.1 通信系统信道模型及其分类

各种发送信息传送到既定的信宿，可选用适于传输的物理媒体，完成通信功能。连接发信号与收信号设备、适用于不同类型通信业务的各种物理媒体通称为信道。

信道可分为有界与无界两大类，即通常所说的有线信道与无线信道。前者如双绞线、电缆、光纤、波导等，后者为自由空间提供的各种频段或波长的电磁波传播信道。

根据各种信道不同的特征和参量及其变化情况，又将它们分为恒参信道和随参信道。前者如有线信道、微波与卫星信道等，后者如无线系统的短波和超短波散射信道。

一般地，如单指传输媒体而言称为狭义信道。在具体的通信系统构成中，往往把信源发出的模拟信号和数字编码基带信号视为信息部分，从调制器到接收端解调器这一中间变换历程中。经过了包括物理媒体在内的线路设备(如交换、放大、中继等中间部件)传输路径，因此将图3-1所表示的调制信道和编码信道称

图2-1 信道结构图

2.1.1 恒参信道

恒参信道是指由架空明线、电缆、中长波地波传输，超短波及微波视距传输，

人造卫星中继，光导纤维以及光波视距传输等传输媒体构成的信道。

恒参信道以有线信道为最典型，其特征参数主要是频率特征，如幅度频率特征与相位频率特征及频率漂移等。反映在时域，如信道时延、抖动，尚有电平波动和非线性等。其中，幅度频率特性，就理想而言，可表示为理想传输函数。 2.1.2 随参信道

随参信道包括短波电离层反射、超短波流星余迹散射，超短波及微波对流层散射，超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等传输媒质所分别构成的信道。

随参信道的特性比恒参信道要复杂的多。由于地面以上不同高度大气的电离层浓度不同，并随机流性变化，对短波传输具有反射作用，对超短波具有对流层散射作用。

乘性干扰的现象表现为各种类型的衰落，在多径信道中，发送端发出的信号通过多个反射之后沿多条路径到达接收端，这些路径具有不同的时延和不同的接收强度，它们之间的相互作用就形成了衰落。

衰落可分为以下三种情况：

(1) 慢衰落。它是由电离层随机变化引起的衰落。

(2) 快衰落。它是由于短波信道的多径引起的衰落，对信号的影响更为严重。由于发射电磁波束传播到不同的电离层，反射后到地面构成不同的信号路径而至接收天线，也可能是地面反射回电离层经两次反射后到达接收天线。

(3) 选择性衰落。频率选择性衰落是由于多径衰落导致的幅度随机性起伏衰落和相位随机性变化所引起的。

下面我们来介绍两个非常重要的衰落信道。 (1) 瑞利衰落信道。

瑞利衰落信道是移动通信中相当重要的衰落信道，它在很大程度上影响着移动通信系统的质童。在移动通信中，发送端和接收端都可能处在不停的运动状态之中，发送端和接收端之间的相对运动将产生多普勒频移。 多普勒频移与运动速度和方向有关，它的计算公式为式(3-1)。

θθλcos cos c

f

v v f d ?==

（2-1）

其中，v 是发送端和接收端的相对运动速度，θ是运动方向与发送端和接收端连线之间的夹角，f

c

=λ是载波的波长。

(2) 伦琴衰落信道。

在移动通信系统中，如果发送端和接收端存在一条占优势的视距传播路径，这种信道就可以模拟成伦琴衰落信道。当发送端和接收端既存在视距传播路径，又有多条反射路径时，它们之间的信道可以利用Simulink 中的伦琴衰落信道模块和多径瑞利衰落信道模块的组合来进行仿真。

2.2瑞利衰落信道的统计模型

衰落信道的统计特征的模型可以用几种概率分布表示。当信道中传送到接收机的信号的散射分量数目很大时，如电离层和对流层中的信号传播，应用中心极限定理可得到信道冲激响应的高斯过程模型，如果该过程是零均值的，那么任何时刻信道响应的包络都具有Rayleigh 概率分布，而相位在（0,2π）区间内是均匀分布的。

瑞利分布的概率密度函数为：

?

????<∞≤≤???

?

??=)

0(~0)0(~2exp )(222r r r r r p σσ （2-2） σ是包络检波之前所接收电压信号的均方根值，2σ是包络检波之前所接收

信号包络的时间平均功率。

瑞利分布的均值mean r 为：

σ2533.1)(==r E r m e a n （2-3） 瑞利分布的方差为：

2222

4292.0)()(σσ=-=r E r E r （2-4） 瑞利信号的均方根为：

σ2=r m s

（2-5）

瑞利分布的概率密度函数为：

图2-2瑞利分布的概率密度函数

2.3 通信系统中噪声概述及高斯白噪声

2.3.1 噪声概述

信号在信道中传输，要受到信道特性及噪声的影响，致使信号接收造成某些差错。此时受到干扰及噪声影响的信号可称为受扰信号。加性干扰的噪声其来源可分为人为噪声、自然噪声和内部噪声三个方面。通常将宇宙噪声、散弹噪声和热噪声归为起伏噪声，它们的统计特性基本上是高斯分布。

2.3.2 高斯白噪声

在研究通信系统时，为了分析方便，把噪声假想成一种理想化的形式，认为它通信的频段不受限于实际通信系统的频段，并包括电磁辐射全部可见频率，这种噪声称为白噪声。

由于高斯过程的普遍存在和高斯噪声过程在通信中的重要意义，我们归纳它们的统计特征的特点。高斯随机过程的一维统计特性只取决于均值和方差，二维

统计特性主要取决于自协方差或自相关函数。高斯过程若广义平稳，则同时也严格平稳。窄带高斯噪声及其同相、正交分量均值皆为0，方差均等于窄带高斯噪声本身的方差，同相分量与正交分量不相关且统计独立。窄带噪声包络为瑞利分布，相位为均匀分布。载波信号加窄带噪声一般为赖斯分布，当信号幅度很大时，为高斯分布：幅度很小时，接近于瑞利分布；信号包络与噪声包络相差不大时，为赖斯分布。

本设计中采用了加性高斯白噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，所以r （t ）与s （t ）不会有任何失真。在信道中加入高斯白噪声，可以观察信号经过信道的变化情况。

产生高斯白噪声序列的方法：

假设信道以高斯白噪声相加来恶化信号，如下图所示。

图2-3通过AWGN 信道的接收信号模型

在T ≤≤t 0间隔内，接收信号可以表示为：

()()()t n t s t +=r （T ≤≤t 0） （2-6）

其中n(t)表示具有功率密度谱()02

1

f N =φ（W/Hz ）的加性高斯白噪声的样本函数。

噪声性能指标： 信噪比SNR ：

p

p

N

S

SNR log

10= (dB) （2-7）

噪声平均功率：

δ

2

w p

N

=

（2-8）

(其中

δ

2

为功率谱密度，w 为带宽)

2.4通信系统的主要性能

通信系统的性能指标涉及其有效性、可靠性、适应性、经济性、标准性、可维护性等。尽管不同的通信业务对系统性能的要求不尽相同，但从研究信息传输的角度来说，通信的有效性和可靠性是主要的矛盾所在。所谓有效性是指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题；而可靠性则是指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。这两个问题相互矛盾而又相对统一，并且还可以进行互换。

由于模拟通信系统和数字通信系统之间的区别，两者对有效性和可靠性的要求及度量的方法不尽相同。

模拟通信系统的有效性可用有效传输频带来度量，同样的消息用不同的调制方式，则需要不同的频带宽度。可靠性通常用接收端解调器输出信噪比来度量。输出信噪比越高，通信质量就越好。不同调制方式在同样信道信噪比下所得到的解调后的输出信噪比是不同的。

数字通信系统的有效性可用传输速率和频带利用率来衡量，对于其可靠性可用差错率来衡量。差错率常用误码率和误信率表示。其中，误码率的计算公式如下：

传输总码元数

错误码元数

=

e P （2-9）

三、无线衰落信道仿真程序设计

3.1仿真设备

装有MATLAB的PC机一台

3.2系统整体框图

图3-1 系统整体框图

3.3 QAM 调制解调

图3-2 QAM 调制解调流程图

3.4瑞利信道仿真模块

利用窄带高斯过程的特性，其振幅服从瑞利分布。首先产生独立的复高斯噪声的样本，并经过FFT 后形成频域的样本，然后与S （f ）开方后的值相乘，以获得满足多普勒频谱特性要求的信号，经IFFT 后变换成时域波形，再经过平方，将两路的信号相加并进行开方运算后，形成瑞利衰落的信号r(t)。

图3-3 瑞利信道仿真方法

三相交流电路实验报告1

中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：电工电子学 实验名称：三相交流电路 实验形式：在线模拟 +现场实践 提交形式：在线提交实验报告 学生姓名：赵军学号： 年级专业层次：14 春石油开采技术高起专 学习中心：江苏油田学习中心 提交时间：2014 年 6 月8 日

一、实验目的 1 . 练习三相交流电路中负载的星形接法。 2 . 了解三相四线制中线的作用。 二、实验原理 1 . 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。 （ 1 ）星形连接的负载如图1 所示： 图1 星形连接的三相电路 A、B、C表示电源端，N为电源的中性点（简称中点），N'为负载的中性点。无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流： （下标I 表示线的变量，下标p 表示相的变量） 在四线制情况下，中线电流等于三个线电流的相量之和，即 端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系：

当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足： （ 2 ）三角形连接的负载如图2 所示： 其特点是相电压等于线电压： 线电流和相电流之间的关系如下： 当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，此时线、相电流满足： 2 . 不对称三相电路 在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电位不再相等，称为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。 在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。 在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再 对称。 如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。

基于Matlab的无线信道仿真

基于 Matlab 的无线信道仿真 近几年，随着无线通信业务和新兴宽带移动互联网接入业务的快速增长， 对 无线通信系统的优化显得尤为重要。与有线信道静态和可预测的典型特点相反， 在实际中， 由于无线信道动态变化且不可预测， 无线通信系统的性能在很大程度 上取决于无线信道环境， 所以对无线信道的准确理解和仿真对设计一个高性能和 高频谱效率的无线传输技术显得尤其重要。 无线信道的一个典型特征是“衰落” ，衰落现象大致可分为两种类型：大尺 度衰落和小尺度衰落。 其中，大尺度衰落主要在移动设备通过一段较长的距离时 体现，它是由信号的损耗（长距离传播）和大的障碍物（如建筑物、中间地形和 植物）形成的阴影所引起的，一般分为路径损耗和阴影衰落，另一方面，小尺度 衰落是指当移动台在较短距离内移动时， 由多条路径的相消或相长干涉所引起信 号电平的快速波动， 主要表现为多径衰落。 它们之间的关系如图 1 所示。报告中 分别对这几种衰落的常见模型进行了总结和仿真。 一、大尺度衰落 大尺度衰落是在一个较大的范围上考察功率的渐变 过程， 距离变化缓慢。 大尺度信道模型主要研究电波 传播在时间、 均特性。 功率的局部中值随 空间、频率范围内平 图1 各种衰落之间的

1.1 路径损耗 路径损耗由发射功率的辐射扩散及信道的传播特性造成，反映在宏观长距离

上。理论上认为，对于相同收发距离，路径损耗相同。其定义为有效发射功率和平均接收功率之间的比值。几种常用的描述大尺度衰落的模型有自由空间模型、对数距离路径损耗模型、Hata-Okumura 模型。 1.1.1自由空间模型 所谓自由空间是指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射，传播路径上没有障碍物阻挡，到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计。 自由空间模型中路径损耗计算公式： 1 G t G r 其中，P t 为发射功率，P r 为接收功率， d 为发射端与接收端距离，f 为载波频率， c为光速取3 108，G t 为发射端天线增益，G r为接收端天线增益。转换成分贝表示：L（s dB）10lg Pt32.45 20lgd 20lg f 10lg G t G r P r 发射端与接收端均是全向天线，G t G r 1 ，得图2： 1.1.2对数距离路径损耗模型 与前面提到的自由空间路径损耗一样，在其他所有实际环境中，平均接收信号功率随距 d 呈对数方式减小。通过引入随着环境而改变的路径损耗指数n 可以修正自由空间模型，从而构造出一个更为普遍的路径损耗衰落模型。 L s P P t r4 π c df 图 2 路径损耗随距离、频率变化曲线

电力电子电路分析与仿真实验报告模板剖析

电力电子电路分析与仿真 实验报告 学院：哈尔滨理工大学荣成学院 专业： 班级： 姓名： 学号： 年月日

实验1降压变换器 一、实验目的： 设计一个降压变换器，输入电压为220V，输出电压为50V，纹波电压为输出电压的0.2%，负载电阻为20欧，工作频率分别为220kHz。 二、实验内容： 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 四、实验原理图： 五、实验方法及步骤： 1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。

3．仿真模型如图所示。 六、参数设置 七、仿真结果分析

实验2升压变换器 一、实验目的： 将一个输入电压在3~6V的不稳定电源升压到稳定的15V，纹波电压低于0.2%，负载电阻10欧，开关管选择MOSFET，开关频率为40kHz,要求电感电流连续。 二、实验内容： 1、设计参数。 2、建立仿真模型。 3、仿真结果与分析。 三、实验用设备仪器及材料： MATLAB仿真软件 五、实验原理图： 五、实验方法及步骤： 1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击Simulink调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。

无线信道建模与仿真毕业设计论文

毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：

摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型

Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model

单管共射极放大电路仿真实验报告

单管共射极分压式放大电路仿真实验报告 班级__________姓名___________学号_________ 一、实验目的：1.学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 2.掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的 测量法。 3.熟悉简单放大电路的计算及电路调试。 4.能够设计较为简单的对温度稳定的具有一定放大倍数的放大电路。 二、实验要求：输入信号Ai=5 mv, 频率f=20KHz, 输出电阻R0=3kΩ, 放大倍数Au=60，直 流电源V cc=6v,负载R L=20 kΩ，Ri≥5k，Ro≤3k，电容C1=C2=C3=10uf。三、实验原理： （一）双极型三极管放大电路的三种基本组态。 1.单管共射极放大电路。 （1）基本电路组成。如下图所示： （2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/R B （V CC为图中RC（1）） I=βI BQ

U CEQ=V CC-I CQ R C （3）动态分析。A U=-β（R C管共集电极放大电路（射极跟随器）。 （1）基本电路组成。如下图所示： （2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/（R b +（1+β）R e）（V CC为图中Q1（C）） I CQ=βI BQ U CEQ=V CC-I EQ R e≈V CC-I CQ R e （3）动态分析。A U=（1+β）（R e管共基极放大电路。 （1）基本电路组成。如下图所示：

（2）静态分析。I EQ=（U BQ-U BEQ）/R e≈I CQ （V CC为图中RB2（2）） I BQ=I EQ/（1+β） U CEQ=V CC-I CQ R C-I EQ R e≈V CC-I QC（R C+R e） （3）动态分析。AU=β（R C极管将输入信号放大。 2.两电阻给三极管基极提供一个不受温度影响的偏置电流。 3.采用单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路。 四、实验步骤： 1.选用2N1711型三极管，测出其β值。 （1）接好如图所示测定电路。为使ib达到毫安级，设定滑动变阻器Rv1的最大阻值是 1000kΩ，又R1=3 kΩ。

实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验(参考)

成都理工大学实验报告 课程名称：数字通信原理 姓名：__________________学号：______________ 成绩：____ ___ 实验三Matlab的数字调制系统仿真实验（参考） 1 数字调制系统的相关原理 数字调制可以分为二进制调制和多进制调制，多进制调制是二进制调制的推广，主要讨论二进制的调制与解调，简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制（M-DPSK）。 最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控（2-ASK）、移频键控（2-FSK）和移相键控（2-PSK 和2-DPSK）。下面是这几种调制方式的相关原理。 1.1 二进制幅度键控（2-ASK） 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1 或0 的控制下通或断，在信号为1 的状态载波接通，此时传输信道上有载波出现；在信号为0 的状态下，载波被关断，此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。 幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的，其最简单的形式是，载波在二进制调制信号控制下通断，此时又可称作开关键控法(OOK)。多电平MASK调制方式是一种比较高效的传输方式，但由于它的抗噪声能力较差，尤其是抗衰落的能力不强，因而一般只适宜在恒参信道下采用。 2-ASK 信号功率谱密度的特点如下： （1）由连续谱和离散谱两部分构成；连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决定，离散谱由载波分量决定； （2）已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。 1.2 二进制频移键控（2-FSK） 数字频率调制又称频移键控（FSK），二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK

电路仿真实验报告42016年度

电路仿真实验报告 实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析 一、实验目的 （1）学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。 （2）学习使用Pspice进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。 二、原理与说明 对于电阻电路，可以用直观法列些电路方程，求解电路中各个电压和电流。Pspice软件是采用节点电压法对电路进行分析的。 使用Pspice软件进行电路的计算机辅助分析时，首先编辑电路，用Pspice的元件符号库绘制电路图并进行编辑。存盘。然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。 三、实验示例 1、利用Pspice绘制电路图如下 2、仿真 （1）点击Psipce/New Simulation Profile,输入名称； （2）在弹出的窗口中Basic Point是默认选中，必须进行分析的。点击确定。 （3）点击Pspice/Run(快捷键F11)或工具栏相应按钮。 （4）如原理图无错误，则显示Pspice A/D窗口。

（5）在原理图窗口中点击V,I工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如下。 四、选做实验 1、直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。 2、直流扫描分析，即当电压源的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R l中电流虽电压源的变化

曲线。 曲线如图： 直流扫描分析的输出波形3、数据输出为： V_Vs1 I(V_PRINT1) 0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+00 9.000E+00 2.300E+00 1.000E+01 2.400E+00 1.100E+01 2.500E+00 1.200E+01 2.600E+00

无线信道建模与仿真

摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型

Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model

数字调制系统分析与仿真

数 1 引言 1. 1 数字调制的意义 数字调制是指用数字基带信号对载波的某些参量进行控制，使载波的这些参量随基带信号的变化而变化。根据控制的载波参量的不同，数字调制有调幅、调相和调频三种基本形式，并可以派生出多种其他形式。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号不适合在各种信道上进行长距离传输。为了进行长途传输，必须对数字信号进行载波调制，将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。因此，大部分现代通信系统都使用数字调制技术。另外，由于数字通信具有建网灵活，容易采用数字差错控制技术和数字加密，便于集成化，并能够进入综合业务数字网（ISDN网），所以通信系统都有由模拟方式向数字方式过渡的趋势。因此，对数字通信系统的分析与研究越来越重要，数字调制作为数字通信系统的重要部分之一，对它的研究也是有必要的。通过对调制系统的仿真，我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能及影响性能的因素，从而便于改进系统，获得更佳的传输性能。 1. 2 Matlab在通信系统仿真中的应用 随着通信系统复杂性的增加,传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法已经不能适应发展的需要,通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性.。计算机仿真是根据被研究的真实系统的模型,利用计算机进行实验研究的一种方法.它具有利用模型进行仿真的一系列优点,如费用低,易于进行真实系统难于实现的各种试验,以及易于实现完全相同条件下的重复试验等。Matlab仿真软件就是分析通信系统常用的工具之一。 Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。Matlab的编程功能简单,并且很容易扩展和创造新的命令与函数。应用Matlab可方便地解决复杂数值计算问题。Matlab具有强大的Simulink 动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。Simulink支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持多种采样速率的多速率系统;Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口,它与传统的

电工电子综合实验1--裂相电路仿真实验报告格 2

电子电工综合实验论文 专题：裂相（分相）电路 院系：自动化学院 专业：电气工程及其自动化 姓名：小格子 学号： 指导老师：徐行健

裂相(分相)电路 摘要: 本实验通过仿真软件Mulitinism7，研究如何将一个单相的交流分裂成多相交流电源的问题。用如下理论依据：电容、电感元件两端的电压和电流相位差是90度，将这种元件和与之串联的电阻当作电源，这样就可以把单相交流源分裂成两相交流电源、三相电源。同时本实验还研究了裂相后的电源接不同的负载时电压、功率的变化。得到如下结论： 1.裂相后的电源接相等负载时两端的电压和负载值成正相关关系； 2.接适当的负载，裂相后的电路负载消耗的功率将远大于电源消耗的功率； 3.负载为感性时，两实验得到的曲线差别较小，反之，则较大。 关键词：分相两相三相负载功率阻性容性感性 引言 根据电路理论可知，电容元件和电感元件最容易改变交流电的相位，又因它们不消耗能量，可用作裂相电路的裂相元件。所谓裂相，就是将适当的电容、电感与三相对称负载相配接，使三相负载从单相电源获得三相对称电压。而生活和工作中一般没有三相动力电源,只有单相电源,如何利用单相电源为三相负载供电,就成了值得深入研究的问题了。 正文 1．实验材料与设置装备 本实验是理想状态下的实验，所有数据都通过在电路专用软件Multisim 7中模拟实验测得的；所有实验器材为（均为理想器材） 实验原理： (1). 将单相电源分裂成两相电源的电路结构设计 把电源U1分裂成U1和U2输出电压，如下图所示为RC桥式分相电压原理，可以把输入电压分成两个有效值相等，相位相差90度的两个电压源。 上图中输出电压U1和U2与US之比为

基于Matlab的无线信道仿真

基于Matlab的无线信道仿真 近几年，随着无线通信业务和新兴宽带移动互联网接入业务的快速增长，对无线通信系统的优化显得尤为重要。与有线信道静态和可预测的典型特点相反，在实际中，由于无线信道动态变化且不可预测，无线通信系统的性能在很大程度上取决于无线信道环境，所以对无线信道的准确理解和仿真对设计一个高性能和高频谱效率的无线传输技术显得尤其重要。 无线信道的一个典型特征是“衰落”，衰落现象大致可分为两种类型：大尺度衰落和小尺度衰落。其中，大尺度衰落主要在移动设备通过一段较长的距离时体现，它是由信号的损耗（长距离传播）和大的障碍物（如建筑物、中间地形和植物）形成的阴影所引起的，一般分为路径损耗和阴影衰落，另一方面，小尺度衰落是指当移动台在较短距离内移动时，由多条路径的相消或相长干涉所引起信号电平的快速波动，主要表现为多径衰落。它们之间的关系如图1所示。报告中分别对这几种衰落的常见模型进行了总结和仿真。 图1 各种衰落之间的关系 一、大尺度衰落 大尺度衰落是在一个较大的范围上考察功率的渐变过程，功率的局部中值随距离变化缓慢。大尺度信道模型主要研究电波传播在时间、空间、频率范围内平均特性。 1.1 路径损耗 路径损耗由发射功率的辐射扩散及信道的传播特性造成，反映在宏观长距离

上。理论上认为，对于相同收发距离，路径损耗相同。其定义为有效发射功率和平均接收功率之间的比值。几种常用的描述大尺度衰落的模型有自由空间模型、对数距离路径损耗模型、Hata-Okumura 模型。 1.1.1自由空间模型 所谓自由空间是指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射，传播路径上没有障碍物阻挡，到达接收天线的地面反射信号场强也可以忽略不计。 自由空间模型中路径损耗计算公式： r t r t s G G c df πP P L 142 ??? ??== 其中，t P 为发射功率，r P 为接收功率，d 为发射端与接收端距离，f 为载波频率，c 为光速取8103?，t G 为发射端天线增益，r G 为接收端天线增益。转换成分贝表示： r t r t s G G f d P P L lg 10lg 20lg 2045.32lg 10dB -++==）（ 发射端与接收端均是全向天线，1==r t G G ，得图2： 图2 路径损耗随距离、频率变化曲线 1.1.2 对数距离路径损耗模型

电路仿真实验报告

本科实验报告实验名称：电路仿真

实验1 叠加定理的验证 1.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流源，电流表电压表（Group:Indicators, Family:VOLTMETER 或AMMETER）注意电流表和电压表的参考方向），并按上图连接； 2. 设置电路参数： 电阻R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源V1为12V，直流电流源I1为10A。 3．实验步骤： 1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为0V，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V，

将直流电流源的电流值设置为0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3； 4.根据叠加电路分析原理,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生的电流或电压的代数和。 所以，正常情况下应有U1=U2+U3,I1=I2+I3; 经实验仿真： 当电压源和电流源共同作用时，U1=-1.6V I1=6.8A. 当电压源短路即设为0V,电流源作用时，U2=-4V I2=2A 当电压源作用，电流源断路即设为0A时，U3=2.4V I3=4.8A

所以有U1=U2+U3=-4+2.4=-1.6V I1=I2+I3=2+4.8=6.8A 验证了原理 实验2 并联谐振电路仿真 2.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，按上图连接并修改按照例如修改电路的网络标号； 3.设置电路参数： 电阻R1=10Ω，电阻R2=2KΩ，电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。信号源V1设置为AC=5v，Voff=0，Freqence=500Hz。 4.分析参数设置： AC分析：频率范围1HZ—100MHZ，纵坐标为10倍频程，扫描

2FSK数字调制系统的设计与仿真解读

******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2015年春季学期 《通信系统仿真》课程设计报告题目： 2FSK数字调制系统的设计与仿真 班级：通信工程12级（ 1 ）班 姓名：设计质量（30分）：学号：122501xx 说明书质量（10分）： 同组成员： 指导教师：

摘要 (1) 一、基本原理 (2) 1.1 2FSK信号的产生 (3) 1.2 2FSK信号的解调 (4) 1.3 2FSK系统的抗噪声性能 (5) 二、2FSK信号仿真 (8) 2.1 仿真思路 (8) 2.2 2FSK调制解调仿真程序 (8) 2.3 2FSK误码率仿真程序 (11) 2.4 仿真结果及分析 (14) 总结 (19) 参考文献 (20)

当一些电子设备进行无线通信时，发送方都要先将数字信号调制成模拟信号通过天线发送，接收方接收到模拟信号后经过解调变为数字信号。调制解调的方法有很多种，其一为2FSK （二进制频移键控），基本原理是先将“1”和“0”用两种不同频率的正弦波型代替，变为模拟信号，解调时运用两个不同的滤波器分开两种不同频率的信号，分别通过包络检波器，最后经过抽样判决器还原成数字信号。采用运用MATLAB对2FSK调制解调的过程进行仿真，其目的是提高运用MATLAB仿真通信系统的能力，熟悉MATLAB的同时也了解了2FSK的基本原理和实现方法。 关键词：MATLAB 2FSK 调制解调

一、基本原理 频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK 中，载波的频率随二进制基带信号在1f 和2f 两个频率点间变化。故其表达式为 ?? ?++=”时 发送“”时发送“ 0)cos(1)cos()(212n n FSK t A t A t e θω?ω 典型波形如图1-1所示。 图1-1 2FSK 信号的时间波形 由图可见，2FSK 信号的波形（a ）可以分解为（b ）和波形（c ），也就是说，一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。因此，2FSK 信号的时域表达式又可写成 )cos()()cos()()(212n n s n n n s n FSK t nT t g a t nT t g a t e θω?ω+?? ? ???-++??????-=∑∑ 式中：)(t g 为单个矩形脉冲，脉宽为s T ； ?? ?-=P 10P 1概率为 概率为n a n a 是n a 的反码，若n a =1，则n a =0；若n a =0，则n a =1，于是 ? ? ?-=P 0P 11概率为概率为 n a 信号FSK a 2)( t t s b 11cos )()(ω t t s c 22cos )()(ω

电工电子学实验报告_实验三_三相交流电路.doc

一、实验目的 1.学习三相交流电路中三相负载的连接。 2.了解三相四线制中线的作用。 3.掌握三相电路功率的测量方法。 二、主要仪器设备 1.实验电路板 2.三相交流电源 3.交流电压表或万用表 4.交流电流表 5.功率表 6.单掷刀开关 7.电流插头、插座 三、实验内容 1.三相负载星形联结 按图 3-2 接线，图中每相负载采用三只白炽灯，电源线电压为220V。 图3-2 三相负载星形联结 (1) 测量三相四线制电源的线电压和相电压，记入表3-1( 注意线电压和相电压的关系) 。 U UV/V U VW/V U WU/V U UN/V U VN/V U WN/V 219218 220127 127127 表 3-1 (2)按表 3-2 内容完成各项测量，并观察实验中各白炽灯的亮度。表中对称负载时为每相开亮三 只灯；不对称负载时为 U相开亮一只灯， V 相开亮两只灯， W相开亮三只灯。 测量值相电压相电流中线电流中点电压负载情况U UN’ /V U VN’ /V U WN’ /VI U/AI V/AI W/A I N/A U N’N/V 对称有中线124 124 124 0 负载无中线125 125 123 1 不对称有中线126 125 124

负载 无中线 167 143 78 50 表 3-2 2. 三相负载三角形联结 按图 3-3 连线。测量功率时可用一只功率表借助电流插头和插座实现一表两用， 具体接法见图 3-4 所示。接好实验电路后，按表 3-3 内容完成各项测量，并观察实验中白炽灯的亮度。表中对称负载和不 对称负载的开灯要求与表 3-2 中相同。 图 3-3 三相负载三角形联结 图 3-4 两瓦特表法测功率 测量值 线电流 (A) 相电流 (A) 负载电压 (V) 功率 (W) 负载情况 I U I V I W I UV I VW I WU UV VW WU 1 2 U U U P P 对称负载 213 212 215 -111 -109 不对称负载 220 217 216 表 3-3

电路仿真实验报告

大连理工大学实验报告 学院（系）：材料科学与工程学院专业：材料类班级：材料1105 姓名：谢夏芬学号：201165021 实验时间：第7周星期二第5/6节实验室：综合楼116 实验台：008 指导教师签字：成绩： 实验名称: PSpice电路仿真实验报告 一、实验目的和要求 1.通过实验了解并掌握PSpice软件的运用方法，以及电路仿真的基本方法。 2.学会用电路仿真的方法分析各种电路。 3.通过电路仿真的方法验证所学的各种电路基础定律，并了解各种电路的特性。 二、实验原理和内容 PSpice是主要用于集成电路的分析程序，PSpice起初用在大规模电子计算机上进行仿真分析，后来推出了能在PC上运行的PSpice软件。PSpice5.0以上版本是基于windows操作环境。PSpice软件的主要用途是用于仿真设计：在实际制作电路之前，先进行计算机模拟，可根据模拟运行结果修改和优化电路设计，测试各种性能，不必涉及实际元器件及测试设备。 三、预习要求及思考题 对于简单的电阻电路，用PSpice软件进行电路的仿真分析时，先要在capture环境（即Schematics 程序）下画出电路图，然后调用分析模块、选择分析模型，就可以“自动“进行电路分析了。PSpice 软件是采用节点电压法求电压的，因此，在绘制电路图时，一定要有零点（即接地点）。同时，要用电路基础理论中的方法列电路方程，求解电路中各个电压和电流。与仿真结果进行对比分析。 四、主要仪器设备 五、实验步骤与操作方法： 题1：试分析下图电路中电阻中的电流和电压。

1、建立电路：启Capture CIS Lite Edition，点击Create document(将Browse设定为F盘，并新建文 件夹dianxueshiyan)新建工程xiexiafen,点击OK，选择Create a blank pro。由于已添加元件 常用库，就不再说明添加过程。在相应的库中分别选取电压源VDC，电阻R以及IDC,添 加元器件。点击Place ground选取GND/CAPSYM以放置节点（每个电路必须有一个零节 点）。移动元器件到适当位置，点击Place/Wire将电路连接起来；双击元器件或相应参数 修改名称和值； 2、仿真：点击PSpice/New Simulation Profile,输入名称：在弹出的窗口中选中Bias Point，确定。 点击运行程序。 3、实验得分析：IR=2A, UR=1V 题 2：用叠加定理求图中的电流I1和I2.

实验四：数字调制仿真

实验四：数字调制仿真 一、实验目的： 1、掌握BPSK调制和解调原理； 2、理解数字基带信号和BPSK信号的功率谱密度的关系。 3、理解星座图的作用 二、实验内容： 1、仿真BPSK调制解调的过程； 2、仿真得到矩形脉冲基带信号和升余弦滚降传输特性基带信号的BPSK信号的频谱图； 3、仿真得到不同信噪比下的BPSK和QPSK信号星座图。 三、实验步骤 1、BPSK调制解调——矩形基带信号 （1）随机产生1000个等概分布的二进制信息序列，映射为幅度为正负1的双极性码；（2）由双极性码产生对应的矩形基带脉冲，绘图并保存； （3）将矩形基带信号与载波相乘，得到BPSK信号，绘图并保存； （4）对BPSK做FFT变换，绘出幅度谱并保存； （5）将BPSK信号通过通频带为fc-fm~fc+fm的带通滤波器，绘出BPSK波形并保存， 然后作FFT变换，绘出幅度谱并保存，观察波形和频谱发生了什么变换； （6）将通过带通滤波器的BPSK信号与载波相乘并通过低通滤波器，得到解调后的基带信号，绘图并保存，观察与发送基带信号相比发生了什么变化。

2、BPSK调制解调——矩形基带信号 （1）随机产生1000个等概分布的二进制信息序列，映射为幅度为正负1的双极性码；（2）由双极性码产生对应的升余弦滚降传输特性基带脉冲，滚降系数为1，绘图并保存；（3）将矩形基带信号与载波相乘，得到BPSK信号，绘图并保存； （4）对BPSK做FFT变换，绘出幅度谱并保存； （5）将BPSK信号通过通频带为fc-fm~fc+fm的带通滤波器，绘出BPSK波形并保存， 然后作FFT变换，绘出幅度谱并保存，观察波形和频谱发生了什么变换； （6）将通过带通滤波器的BPSK信号与载波相乘并通过低通滤波器，得到解调后的基带信号，绘图并保存，观察与发送基带信号相比发生了什么变化。 3.BPSK和QPSK信号星座图 （1）随机产生1000个等概率分布的二进制信息序列，映射为幅度为正负1的双极性码，即BPSK的等效基带信号，用scatterplot函数绘制星座图并保存； （2）分别在信噪比信30、20、10、3dB时，产生复高斯噪声，叠加在BPSK的等效基带信号上，然后绘制星座图并保存，观察噪声对BPSK星座点的影响； （3）随机产生两组1000个等概率分布的二进制信息序列，分别映射为幅度为正负1的双极性码xi和xq，得到单位功率的QPSK的等效基带信号（xi+j*xq）/sqrt(2)，并用scatterplot函数绘制星座图并保存； （4）分别在信噪比信30、20、10、3dB时，产生复高斯噪声，叠加在QPSK的等效基带信号上，然后绘制星座图并保存，观察噪声对QPSK星座点的影响。

三相交流电路实验报告-百度文库(精)

三相交流电路实验报告-百度文库(精)

中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 课程名称：电工电子学 实验名称：三相交流电路 实验形式：在线模拟+现场实践 提交形式：在线提交实验报告 学生姓名：毕义合学号：12952112061 年级专业层次：网络12春高起专 学习中心：建设工程分院函授站 提交时间： 2013 年 6 月 23 日

一、实验目的 1. 练习三相交流电路中负载的星形接法。 2. 了解三相四线制中线的作用。 二、实验原理 1. 对称三相电路中线、相电压和线、相电流的关系，三相电路中，负载的连接分为星形连接和三角形连接两种。一般认为电源提供的是对称三相电压。 （1）星形连接的负载如图1所示： 图1 星形连接的三相电路

A、B、C表示电源端，N为电源的中性点（简称中点），N' 为负载的中性点。无论是三线制或四线制，流过每一相负载的相电流恒等于与之相连的端线中的线电流： （下标I表示线的变量，下标p表示相的变量） 在四线制情况下，中线电流等于三个线电流 的相量之和，即 端线之间的电位差（即线电压）和每一相负载的相电压之间有下列关系： 当三相电路对称时，线、相电压和线、相电流都对称，中线电流等于零，而线、相电压满足： （2）三角形连接的负载如图2所示：

其特点是相电压等于线电压： 线电流和相电流之间的关系如下： 当三相电路对称时，线、相电压和线、相电 流都对称，此时线、相电流满足： 2.不对称三相电路 在三相三线制星形连接的电路中，若负载不对称，电源中点和负载中点的电位不再相等，称

为中点位移，此时负载端各相电压将不对称，电流和线电压也不对称。 在三相四线制星形连接的电路中，如果中线的阻抗足够小，那么负载端各相电压基本对称，线电压也基本对称，从而可看出中线在负载不对称时起到了很重要的作用。但由于负载不对称，因此电流是不对称的三相电流，这时的中线电流将不再为零。 在三角形连接的电路中，如果负载不对称，负载的线、相电压仍然对称，但线、相电流不再对称。 如果三相电路其中一相或两相开路也属于不对称情况。 3.三相负载接线原则 连接后加在每相负载上的电压应等于其额定

移动通信瑞利衰落信道建模及仿真

移动通信瑞利衰落信道建模及仿真 信息与通信工程学院 09211123班 09212609 蒋砺思 摘要：首先分析了移动信道的表述方法和衰落特性，针对瑞利衰落，给出了Clarke模型，并阐述了数学模型与物理模型之间的关系，详细分析了Jakes仿真方法，并用MATLAB进行了仿真，并在该信道上实现了OFDM仿真系统，仿真曲线表明结果正确，针对瑞利衰落的局限性，提出了采用Nakagami-m分布作为衰落信道物理模型，并给出了新颖的仿真方法。 关键词：信道模型；Rayleigh衰落；Clarke模型；Jakes仿真；Nakagami-m分布及仿真 一．引言 随着科学技术的不断进步和经济水平的逐渐提高，移动通信已成了我们日常生活中不可缺少的必备品。然而，移动通信中的通话常常受到各种干扰导致话音质量的不稳定。本文应用统计学及概率论相关知识对移动通信的信道进行建模仿真和详尽的分析。 先来谈谈移动通信的发展历史和发展趋势。所谓通信就是指信息的传输、发射和接收。人类通信史上革命性的变化是从电波作为信息载体（电信）开始的，近代电信的标志是电报的诞生。为了满足人们随时随地甚至移动中通信的需求，移动通信便应运而生。所谓移动通信是指通信的一方或双方处于移动中，其传播媒介是无线电波，现代移动通信以Maxwel1理论为基础，他奠定了电磁现象的基本规律；起源于Hertz的电磁辐射，他认识到电磁波和电磁能量是可以控制发射的，而Marconi无线电通信证实了电磁波携带信息的能力。第二次世界大战结束后，开始了建立公用移动通信系统阶段。这第一代移动通信系统最大缺点是采用模拟技术，频谱利用律低，容量小。90年代初，各国又相继推出了GSM等第二代数字移动通信系统，其最大缺点是频谱利用率和容量仍然很低，不能经济的提供高速数据和多媒体业务，不能有效地支持Internet业务。90年代中期以后，许多国家相继开始研究第三代移动通信系统，目前，我国及其他国家已开始了第四代移动通信的研究。相比之前的系统，3G或4G有以下一些特点：1.系统的国际通用性：全球覆盖和漫游。2.业务多样性，提供话音、数据和多媒体业务，支持高速移动。3.频谱效率高，容量大。4.提供可变速率业务，具有QoS保障。在3G或4G的发展中，一个核心问题就是系统的高速数据传输与信道衰落之间的矛盾。从后面的分析中，我们会看到多径衰落是影响移动通信质量的重要因素，而高速数据传输和移动终端高速移动会加剧多径衰落，因此，抗衰落是3G或4G的重要技术，对移动信道的研究是抗衰落的基础，建模及仿真是研究衰落信道的基本方法之一。 再来看看移动通信系统组成及移动信道特点。移动通信组成如图（1）所示，包括信源、信道、信宿，无线信道是移动通信系统的重要

数字电路仿真实验报告

数字逻辑与CPU 仿真实验报告 姓名： 班级： 学号：

仿真实验 摘要：Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具，具有丰富的仿真分析能力。本次仿真实验便是基于Multisim软件平台对数字逻辑电路的深入研究，包括了对组合逻辑电路、时序逻辑电路中各集成元件的功能仿真与验证、对各电路的功能分析以及自行设计等等。 一、组合逻辑电路的分析与设计 1、实验目的 （1）掌握用逻辑转换器进行逻辑电路分析与设计的方法。 （2）熟悉数字逻辑功能的显示方法以及单刀双掷开关的应用。 （3）熟悉字信号发生器、逻辑分析仪的使用方法。 2、实验内容和步骤 （1）采用逻辑分析仪进行四舍五入电路的设计 ①运行Multisim，新建一个电路文件，保存为四舍五入电路设计。 ②在仪表工具栏中跳出逻辑变换器XLC1。 图1-1 逻辑变换器以及其面板 ③双击图标XLC1，其出现面板如图1-1所示 ④依次点击输入变量，并分别列出实现四舍五入功能所对应的输出状态（点击输出依 次得到0、1、x状态）。 ⑤点击右侧不同的按钮，得到输出变量与输入变量之间的函数关系式、简化的表达式、 电路图及非门实现的逻辑电路。 ⑥记录不同的转换结果。

（2）分析图1-2所示代码转换电路的逻辑功能 ①运行Multisim，新建一个电路文件，保存为代码转换电路。 ②从元器件库中选取所需元器件，放置在电路工作区。 ?从TTL工具栏选取74LS83D放置在电路图编辑窗口中。 ?从Source库取电源Vcc和数字地。 ?从Indictors库选取字符显示器。 ?从Basic库Switch按钮选取单刀双掷开关SPD1，双击开关，开关的键盘控制设 置改为A。后面同理，分别改为B、C、D。 图1-2 代码转换电路 ③将元件连接成图1-2所示的电路。 ④闭合仿真开关，分别按键盘A、B、C、D改变输入变量状态，将显示器件的结果填 入表1-1中。 ⑤说明该电路的逻辑功能。 表1-1 代码转换电路输入输出对应表