实验二(数字基带传输技术仿真实验)

基于matlab的数字基带传输系统仿真实验设
计
数字基带传输系统仿真实验设计
一、实验目的
1.了解数字基带传输系统的基本结构和原理；
2.通过Matlab仿真来研究数字基带传输系统的性能特点；
3.实际操作，掌握Matlab对数字信号处理的基本方法。

二、实验内容
1.设计数字基带传输系统的仿真模型，包括信源、调制器、信道、解调器、接收端等模块；
2.模拟实现数字信号的采样、量化、编码等过程；
3.采用常用的调制方式，如BPSK、QPSK、16QAM等，进行调制处理，并观察不同调制方式下的信噪比和误码率的关系；
4.在传输过程中引入噪声，观察噪声对信号传输质量的影响；
5.实现误码率的计算和信噪比的测量；
6.结合实际情况，设计合适的信号处理算法，提高数字基带传输系统的性能。

三、实验步骤
1.根据实验要求，设计数字基带传输系统的仿真模型，包括信源、调制器、信道、解调器、接收端等模块；
2.实现数字信号的采样、量化、编码等处理过程；
3.采用常用的调制方式（如BPSK、QPSK、16QAM等），进行信号调制处理；
4.在传输过程中引入噪声，并观察噪声对信号传输质量的影响；
5.实现误码率的计算和信噪比的测量；
6.根据实验结果，设计合适的信号处理算法，提高数字基带传输系统的性能。

四、实验结果
1.实验结果应包括调制方式、误码率、信噪比等参数；
2.根据实验结果，评估数字基带传输系统的性能，提出改善方法。

五、实验总结
1.总结数字基带传输系统的基本结构和原理；
2.分析数字基带传输系统的性能特点，包括误码率、信噪比等；
3.掌握Matlab对数字信号处理的基本方法。

沈 阳 工 程 学 院学 生 实 验 报 告实验室名称：通信实验室课程名称：数字传输技术 实验名称：基带信号传输实验 实验日期：2015年11月25日 班级：通信132 姓名： 张翼 学号：2013312211 指导教师：何思远 成绩：一、实验目的1. 理解基带信号传输的原理。

2. 掌握使用MATLAB 语言进行带限信道中二进制基带信号传输的方法。

二、实验原理在带限信道中，信号传输的频带宽度是有限的。

根据信道传输函数的不同，数字信号通过信道之后可能产生符号间干扰，称为码间串扰。

当信道的传递函数满足奈奎斯特第一准则时，数字信号通过带限信道之后将不会产生码间串扰。

设发送滤波器为)(ωT G ，物理传输信道为)(ωC ，接收滤波器为)(ωR G ，则带限信道的总传递函数为：可以证明，在高斯白噪声条件下，当发送滤波器)(ωT G 与接收滤波器)(ωR G 匹配的时候，即)()(*ωωR T G G =时，通信性能将达到最佳。

在实际的通信系统中，通常将带限信道的总传递函数设计为具有升余弦频谱特性，称为滚降滤波器。

滚降滤波器)(ωH 满足：相应的冲激函数)(t h 为：其中，α为滚降系数，0 <α< 1。

三、实验内容及要求1. 根据码间无串扰准则和滚降滤波器的原理，用一个脚本文件（Script File）来实现二进制基带信号传输的功能。

分别设计滚降滤波器和普通滤波器，并比较基带信号在无噪声混入和有噪声混入的情况下通过两种滤波器后的结果。

滚降滤波器的滚降系数为0.4，码速率为1000bps。

普通滤波器为巴特沃思低通滤波器，截止频率为fc=600Hz，阶数为10阶。

仿真的采样速率为10KHz，输入数字信号为双极性的随机数字冲激串。

提示：仿真中加入噪声，可使用data=data+0.1*randn(1,length(data))实现，修改加入噪声的方差系数即可改变所加入噪声的大小。

2. 实验结果中要求画出如下图形：滚降滤波器的时域和频域特性图形，输入滤波器的数字冲激串图形，滚降滤波器输出波形以及形成的眼图，普通滤波器输出波形以及形成的眼图。

数字基带仿真实验通信系统综合实验报告目录实验一数字基带仿真实验 (1)一．实验目的 (1)二．实验设备与软件环境 (1)三．实验内容 (1)四．实验要求 (2)五．实验原理 (2)1.差错控制编码的基本原理 (2)2）CRC码编码的基本原理 (3)2. 跳频的基本原理 (4)六．实验结果 (7)1.基带包的差错控制技术 (7)2.跳频扩频实验 (10)3.加密解密实验 (18)七．思考题 (20)实验二通信传输有效性和可靠性分析实验 (22)一．实验目的 (22)二．实验设备与软件环境 (22)三．实验内容 (22)1.性能仿真 (22)2.数据速率 (23)3.文件传输 (23)四．实验要求 (24)五．实验原理 (25)1. 停止等待协议基本原理 (25)2. 连续ARQ协议基本原理 (25)3. 检错重发ARQ协议基本原理 (26)六．实验结果 (26)1. 性能仿真 (26)2.数据传输速率的分析（点对点通信）： (30)七．思考题 (36)实验三无线多点组网实验 (38)一．实验目的 (38)二．实验设备与软件环境 (38)三．实验内容 (38)四．实验要求 (39)五．实验原理 (40)1. 计算机通信网的相关知识 (40)2. Ad hoc网络 (41)3. 路由选择 (42)六．实验结果 (43)七．思考题 (45)实验四语音传输实验 (48)一．实验目的 (48)二．实验设备与软件环境 (48)三．实验内容 (48)四．实验要求 (49)五．实验原理 (49)1. 基带信号编码的基本原理 (49)2. SCO链路和ACL链路的异同 (50)3. 随机错误和突发错误 (51)六．实验结果 (52)2.蓝牙语音链路建立和断开的过程 (59)七．思考题 (61)实验一数字基带仿真实验一．实验目的1. 了解汉明码、CRC码的基本原理。

2. 了解跳频、扩频的基本原理。

3. 了解常规和公开密钥密码体制的工作原理。

试验三数字基带传输系统仿真研究一、试验目1.观察数字基带传输系统中各模块信号波形, 深入了解奈奎斯特第一定理;2.观察发送端和接收端眼图, 了解眼图在数字基带传输系统中作用;二、试验原理（一）、数字基带传输系统模型前面我们介绍数字基带信号常见码型形状常常画成矩形, 而矩形脉冲频谱在整个频域是无穷延伸。

因为实际信道频带是有限而且有噪声, 用矩形脉冲作传输码型会使接收到信号波形发生畸变, 所以这一节我们寻求能使差错率最小传输系统传输特征。

如图1所表示一个经典数字基带信号传输系统模型。

图1 数字基带信号传输系统模型图图1中, 基带码型编码电路输出是携带着基带传输经典码型信息δ脉冲或窄脉冲序列}{a, 我们仅仅关注取值: 0、1或±1; 发送滤波器又叫信道信号形成网n络, 它限制发送信号频带, 同时将}{a转换为适合信道传输基带波形; 信道能够n是电缆等狭义信道也能够是带调制器广义信道, 信道中窄带高斯噪声会给传输波形造成畸变; 接收滤波器作用是滤除混在接收信号中带外噪声和由信道引入噪声, 对失真波形进行尽可能赔偿（均衡）; 抽样判决器是一个识别电路, 它把接收滤波器输出信号波形)(t y放大、限幅、整形后再加以识别, 深入提升信噪比; 码型译码将抽样判决器送出信号还原成原始信码。

（二）、基带传输中码间串扰数字通信关键质量指标是传输速率和误码率, 二者之间亲密相关、相互影响。

当信道一定时, 传输速率越高, 误码率越大。

假如传输速率一定, 那么误码率就成为数字信号传输中最关键性能指标。

从数字基带信号传输物理过程看, 误码是由接收机抽样判决器错误判决所致, 而造成误判关键原因是码间串扰和信道噪声。

码间串扰定义: 因为系统传输特征不良或加性噪声影响, 使信号波形发生畸变, 造成收端判决上困难, 所以造成误码, 这种现象称为码间串扰。

发生码间串扰时, 脉冲会被展宽, 甚至重迭（串扰）到邻近时隙中去成为干扰。

实验2 数字频带传输系统实验一、实验目的掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程 掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法二、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。

数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。

1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号tf A c π2cos ，则2ASK 信号可以写成如下表达式：()()cos2T n s c n s t a g t nT A f tπ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g 。

可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=ns n nT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。

其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。

上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。

2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g ，12f f h -=为频偏。

数字基带传输系统实验报告数字基带传输系统实验报告引言：数字基带传输系统是现代通信领域中的重要组成部分，它在各个领域中起到了至关重要的作用。

本实验旨在通过搭建一个基带传输系统的模型，来研究数字信号的传输特性和误码率等参数。

通过实验，我们可以更好地理解数字基带传输系统的原理和应用。

一、实验目的本实验的主要目的是搭建一个数字基带传输系统的模型，并通过实验研究以下几个方面：1. 了解数字基带传输系统的基本原理和结构；2. 研究数字信号的传输特性，如传输速率、带宽等；3. 分析误码率与信噪比之间的关系；4. 探究不同调制方式对传输性能的影响。

二、实验原理数字基带传输系统由发送端、信道和接收端组成。

发送端将模拟信号转换为数字信号，并通过信道传输到接收端，接收端将数字信号转换为模拟信号。

在传输过程中，信号会受到噪声的干扰，从而引起误码率的增加。

三、实验步骤1. 搭建数字基带传输系统的模型，包括发送端、信道和接收端；2. 设计不同的调制方式，如ASK、FSK和PSK，并设置不同的传输速率和带宽；3. 测试不同调制方式下的误码率，并记录实验数据；4. 分析误码率与信噪比之间的关系，探究不同调制方式对传输性能的影响。

四、实验结果与分析通过实验，我们得到了一系列的数据，并进行了分析。

我们发现，随着信噪比的增加，误码率逐渐减小，传输性能逐渐提高。

同时，不同调制方式对传输性能也有一定的影响。

例如，ASK调制方式在低信噪比下误码率较高，而PSK调制方式在高信噪比下误码率较低。

五、实验总结通过本次实验，我们对数字基带传输系统有了更深入的了解。

我们了解了数字基带传输系统的基本原理和结构，研究了数字信号的传输特性和误码率与信噪比之间的关系。

同时，我们也探究了不同调制方式对传输性能的影响。

通过实验，我们对数字基带传输系统的应用和优化提供了一定的参考。

六、实验存在的问题与改进方向在本次实验中，我们发现了一些问题，如实验数据的采集和分析方法可以进一步改进，实验中的噪声模型也可以更加精确。

通信原理实验数字基带传输仿真实验本文记录的是一次通信原理实验，具体实验内容是数字基带传输仿真实验。

这个实验旨在让学生了解并掌握数字基带传输的基本原理、信号调制和调制解调的方法，并通过仿真实验加深对数字基带传输的理解。

实验步骤：第一步：实现数字基带信号的产生。

我们采用MATLAB编写代码来产生数字基带信号。

具体而言，我们可以选择产生脉冲振幅调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）、脉冲频率调制（PFM）等各种调制方式。

第二步：实现数字基带信号的传输。

我们可以通过MATLAB编写代码，将数字基带信号在传输媒介中进行仿真。

具体而言，我们可以选择传输介质为AWGN信道、多径信道等，通过加入信噪比、码元传输速率、波特率等参数来模拟不同的传输环境。

第三步：实现数字基带信号的调制。

我们采用调制器进行数字信号的调制。

常见的数字调制方式有AM调制、FM调制、PM调制等。

此处我们选择了二进制相移键控（BPSK）调制来进行数字基带信号的调制。

第四步：实现数字基带信号的解调。

我们采用解调器来实现数字基带信号的解调。

常见的数字解调方式有包络检测法、抑制互调法等。

此处我们选择了直接判决法来进行数字基带信号的解调。

第五步：实现数字基带信号的重构。

我们通过将数字基带信号解调后还原成原始信号进行数字信号的重构。

此处我们需要通过MATLAB代码将解调后的数字信号还原成原始信号，并绘制出波形图进行对比分析。

实验结果：通过对仿真实验的分析，我们得出了一些结论。

首先，不同的数字基带信号相对应不同的调制方式，比如我们可以选择PAM调制来实现计算机通讯中的以太网传输。

其次，数字基带信号的传输受到了多种因素的影响，包括信道的噪声、信噪比、码元传输速率、波特率等。

第三，数字基带信号的解调方式有很多种，我们需要根据传输环境的不同来选择最适宜的解调方式。

最后，数字基带信号的重构是一个非常重要的环节，它能够让我们了解数字基带信号在传输过程中所带来的信息损失和失真情况。

实验报告课程名称通信原理实验名称实验一：数字基带传输技术班级学号姓名指导教师实验完成时间： 2014年 10 月 28 日一、熟悉实验平台二、数字基带传输系统实验1. 实验目的1.了解几种常用的数字基带信号。

2.掌握常用的数字基带出书码型的编码规则。

3.掌握CPLD实现码型变换的方法。

2.实验内容1.观察NRZ码,RZ码，AMI码，HDB3码，CMI码，BPH码的波形。

2.观察全0码或全1码时各码型的波形。

3.观察HDB3，AMI码的正负极性波形。

4.观察AMI码，HDB3码，CMI码，BPH码经过码型反变换后的输出波形。

5.自行设计码型变换电路，下载并观察波形。

3.实验仪器各功能模块（实验箱）20M双踪示波器一台频率计（可选）一台连接线若干2.实验原理二进制码元的数字基带传输系统参考使用模块：信号源模块、码型变换模块、信道模拟模块、终端模块。

该通信系统的框图如图1所示。

图1 二进制码元的数字基带传输系统该结构由信道信号形成器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。

这里信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的媒质（例如能够通过从直流至高频的有线线路等）；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。

基带信号是代码的一种电表示形式。

在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。

例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。

单极性基带波形就是一个典型例子。

再例如，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取定时信号，而收定时信号又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。

归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：（1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中传输。

数字基带传输实验报告数字基带传输实验报告1. 引言数字基带传输是现代通信系统中的重要组成部分，它负责将数字信号转换为模拟信号，以便在传输过程中进行传输。

本实验旨在通过搭建数字基带传输系统的实验平台，探索数字信号的传输特性和相关参数的测量方法。

2. 实验设备和方法实验所使用的设备包括信号发生器、示波器、传输线等。

首先，我们将信号发生器的输出连接到传输线的输入端，然后将传输线的输出端连接到示波器，以便观察信号的传输效果。

在实验过程中，我们会改变信号发生器的输出频率和幅度，以研究其对传输信号的影响。

3. 实验结果与分析通过实验观察和数据记录，我们发现信号发生器的输出频率对传输信号的带宽有着直接的影响。

当信号发生器的输出频率增加时，传输信号的带宽也随之增加。

这是因为高频信号具有更多的频率成分，需要更大的带宽来进行传输。

此外，我们还观察到信号发生器的输出幅度对传输信号的幅度衰减有着重要的影响。

当信号发生器的输出幅度增加时，传输信号的幅度衰减也随之增加。

这是因为高幅度信号在传输过程中容易受到噪声和衰减的影响。

4. 数字信号的传输特性数字信号的传输特性是指信号在传输过程中的失真情况。

在实验中，我们观察到信号的失真主要表现为幅度衰减和相位偏移。

幅度衰减是指信号在传输过程中幅度减小的现象，而相位偏移是指信号在传输过程中相位发生变化的现象。

这些失真现象会导致信号的质量下降，从而影响通信系统的性能。

5. 数字信号的传输参数测量在实验中，我们还对数字信号的传输参数进行了测量。

其中，最重要的参数是信号的带宽和信号的衰减。

带宽的测量可以通过观察传输信号在示波器上的频谱来进行，而衰减的测量可以通过比较信号发生器的输出幅度和传输信号的接收幅度来进行。

通过测量这些参数，我们可以评估数字基带传输系统的性能，并进行相应的优化。

6. 结论通过本实验，我们深入了解了数字基带传输的原理和特性。

我们发现信号的频率和幅度对传输信号的带宽和幅度衰减有着直接的影响。

西安邮电大学《通信原理》软件仿真实验报告实验名称：实验二数字基带系统院系：通信与信息工程学院专业班级：通工学生姓名：学号：（班内序号）指导教师：报告日期：2013年5月8日实验二数字基带系统●实验目的：1、熟悉仿真环境；2、掌握数字基带信号的常用波形与功率谱密度；3*、掌握奈奎斯特第一准则与码间干扰的消除；4*、掌握眼图及其性能参数。

● 仿真设计电路及系统参数设置：1、记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度；图1-1 记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度仿真电路时间参数：No. of Samples = 4096；Sample Rate = 2000HzRate = 100Hz；双极性码Amp = 10V；单极性码Amp = 10V，Offset = 10V；功率谱密度选择（dBm/Hz 1 ohm）；2、记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度；图2-1 记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度仿真电路用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；脉宽0.005s（占空比50%）；3、改变采样脉冲的占空比，观察并记录归零码波形与功率谱密度的变化；（仿真电路图同第2题）参数设置：①用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；脉宽0.009s（占空比90%）；②用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；脉宽0.009s（占空比90%）；4*、建立如下系统：其中图符4、5均为示波器；图符0为Rate = 100Hz，Amp = 10V的双极性不归零码；图符3为FIR低通滤波器，其参数设置如下：通带增益0dB，阻带增益-40dB；归一化最低截止频率10Hz/2000Hz = 0.005；归一化最高截止频率190Hz/2000Hz = 0.095；分别记录信源与信宿的眼图，建议时间参数如下：Start = 0.02s，Length = 0.05s；5*、改变FIR低通滤波器的归一化截止频率，观察并记录信宿眼图的变化；（仿真电路图同第4题）参数设置：①归一化最低截止频率10Hz/2000Hz = 0.001；归一化最高截止频率190Hz/2000Hz = 0.099；②归一化最低截止频率10Hz/2000Hz = 0.009；归一化最高截止频率190Hz/2000Hz = 0.090；。