通信原理仿真实验
常规双边带调制解调
一．实验目的
1.熟悉AM调制解调过程
2.观察分析调制信号频谱
二．实验原理
将调制信号m(t)叠加一个直流偏量A后，再与载波相乘，即可得到调制信号
时域表达式如下：
常规AM调制系统框图如下：
解调时采用相干解调，这一过程通过一个相乘器把调幅信号与载波相乘来实现，并且通过低通滤波器取出低频份量，得到原始的基带调制信号。
三．实验内容与分析
实验原理图如下：
载波是余弦信号，幅度为2V，频率为1000Hz,如下图所示
调制信号幅度为1V，频率为200Hz，如下图所示：
调幅信号如下图所示：
调幅信号的频谱如下，频谱图中有3个尖峰，中间的尖峰与载波有关，两边的与调制信号有关。
调幅信号加高斯噪声后，经过相干解调后，输出波形与调制信号频率相同，幅度成正比，如下图所示
四．实验总结
实验过程中要注意A值要大于调制信号幅度值，防止过调幅而导致失真，经解调后无法得到原始信号。缺少A值将是双边带DSB调制。实验中也需要注意系统抽样率和抽样数。
脉冲编码调制解调
一．实验目的
1.熟悉PCM调制解调过程
2.分析调制解调过程
二．实验原理
模拟信号m(t)经抽样、量化后得到的输出脉冲序列是一个M 进制的多电平数字信号，如果直接传输的话，抗噪声性能很差，因此还要经过编码器转换成二进制数字信号(PCM信号)后，再经信道传输。在接收端，二进制码组经过译码器还原为M进制的量化信号，再经低通滤波器恢复原模拟基带信号，完成这一系列过程的系统就是脉冲编码调制（PCM）系统。其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D变换器)；译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A变换器)。
三．实验内容
实验原理图如下：
实验输入信号由两信号叠加生成，信号1幅度为0.5V，20Hz；信号2幅度为0.5V,30Hz.
叠加后的信号如下图所示
信号经压缩后如下图所示
压缩后的信号经过A/D转换器，并且经过冲击抽样，得到编码信号，编码信号为8位数。8位编码信号再经过D/A转换器，得到模拟信号，该信号经过扩张后如下图所示
扩张后的信号经过低通滤波器得到解调出来的信号，即叠加信号，如下图
将输入输出信号作对比，如下图所示
四．实验总结
PCM编码通过抽样，量化，编码三个步骤将模拟信号转化为数字编码。其中量化过程采用非均匀量化，这个是通过信号压缩和扩张来实现的。实验中采用13折线A律实现量化，能够有效提高小信号的信噪比。
2FSK调制解调
一．实验目的
1.熟悉2FSK调制解调过程
2.观察研究眼图
3.观察研究BER曲线
二．实验原理
在二进制数字调制中，若正弦载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化，则产生二进制移频键控信号（2FSK信号）。二进制移频键控信号的产生，可以采用模拟调频电路来实现，也可以采用数字键控的方法来实现。下图是数字键控法实现二进制移频键控信号的原理图, 图中两个振荡器的输出载波受输入的二进制基带信号控制，在一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。
其解调原理是将二进制移频键控信号分解为上下两路二进制振幅键控信号，分别进行解调，通过对上下两路的抽样值进行比较最终判决出输出信号。
原理框图如下：
三．实验内容与分析
2FSK调制解调原理图
实验中采用数字键控的方法产生2FSK信号，f1=100Hz,f2=200Hz。解调时，加高斯噪声，信号分两路，各自通过不同的带通滤波器，再分别乘上相应的本振信号，通过低通叠加，进入判决器，得到解调信号。输入信号和解调信号分别如下
观察眼图和BER曲线的原理图如下
当存在噪声时，眼图的线迹变成了比较模糊的带状的线，噪声越大，线条越宽，越模糊，“眼睛”张开得越小。实现眼图时利用采样，采样频率为10Hz，采样周期为0.1s,眼图如下所示
比特误码率是衡量一个通信系统优劣的重要指标之一。实验通过利用BER计数器和全局变量关联来生成BER曲线，曲线如下图所示
四．实验总结
2FSK调制解调过程注意带通的设置。生成眼图时，时间切片应当是采样周期的两倍。BER曲线的生成比较困难，应当注意调节门限值之类的参数。系统采样点数要大于Trias值。通信系统仿真实验刚开始时有点困难，但随之自己的探索，以及询问别人和与人讨论，最终完成了整个实验，并且对软件有了一定的了解，也加深了对课本知识的理解，感觉收获很大。
