实验八 通信系统链路仿真
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封面作者:Pan Hongliang仅供个人学习《通信系统仿真技术》实验报告实验一:SystemView操作环境的认识与操作1.实验题目:SystemView操作环境的认识与操作2.实验内容:正弦信号(频率为学号后两位,幅度为(1+学号后两位*0.1)、平方分析、及其谱分析;并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。
3.实验原理:在设计窗口中单击系统定时快捷功能按钮,根据仿真结果设定相关参数。
采样点数=(终止时间-起止时间)×〔采样率〕+1正玄信号S(t)=cos(wt)其平方P(t)=cos(wt)*cos(wt)=[cos(2wt)+1]/2P(t)频率是S(t)的二倍4.实验仿真:实验结论:SystemView是一个信号级的系统仿真软件,主要用于电路与通信系统的设计、仿真,是一个强有力的动态系统分析工具,能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。
实验二:学习系统参数的设定与图符的操作实验题目:学习系统参数的设定与图符的操作实验内容:将一正弦信号(频率为学号后两位,幅度为(1+学号后两位*0.1)V)与高斯信号相加后观察输出波形及其频谱,由小到大改变高斯噪声的功率,重新观察输出波形及其频谱。
实验原理:高斯信号就是信号的各种幅值出现的机会满足高斯分布的信号。
当高斯信号不存在是正玄信号不失真,随着高斯信号的增加正玄信号的失真会越来越大。
实验仿真:实验结论:恒参信道的干扰信号常用高斯白噪声信号来等效。
而无线信道是一种时变的衰落信道,其衰落特性主要表现为具有多普勒功率谱特性的快衰落和具有阴影效应的慢衰落。
实验三:接收计算器的使用及滤波器的设计实验题目:接收计算器的使用及滤波器的设计实验内容:1、正弦信号(频率为学号后两位,幅度为(1+学号后两位*0.1)V)、及其平方分析窗口的接收计算器的使用;(实现3个以上运算功能)。
2、单位冲激响应仿真、增益响应分析。
一、物理层仿真实验1、实验目的:初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建,并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线,完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号,并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果,但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的,只能算是伪随机数。
从预测的角度看,周期数据是完全可以预测的,但当周期趋于无穷大时,可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有:Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加,进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器:Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值(x0,y0,z0),这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是:30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列:Ui=(Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323)mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是:将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X,条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声,其含义是功率谱是白的,信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量,可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下:X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量,产生的X和Y均为高斯随机变量。
通信系统仿真实验报告通信系统仿真实验报告摘要:本实验旨在通过仿真实验的方式,对通信系统进行测试和分析。
通过搭建仿真环境,我们模拟了通信系统的各个组成部分,并通过实验数据对系统性能进行评估。
本报告将详细介绍实验的背景和目的、实验过程、实验结果以及对结果的分析和讨论。
1. 引言随着信息技术的发展,通信系统在现代社会中扮演着重要的角色。
通信系统的性能对于信息传输的质量和效率起着至关重要的作用。
因此,通过仿真实验对通信系统进行测试和分析,可以帮助我们更好地了解系统的特性,优化系统设计,提高通信质量。
2. 实验背景和目的本次实验的背景是一个基于无线通信的数据传输系统。
我们的目的是通过仿真实验来评估系统的性能,并探讨不同参数对系统性能的影响。
3. 实验环境和方法我们使用MATLAB软件搭建了通信系统的仿真环境。
通过编写仿真程序,我们模拟了信号的传输、接收和解码过程。
我们对系统的关键参数进行了设定,并进行了多次实验以获得可靠的数据。
4. 实验结果通过实验,我们得到了大量的数据,包括信号传输的误码率、信噪比、传输速率等。
我们对这些数据进行了整理和分析,并绘制了相应的图表。
根据实验结果,我们可以评估系统的性能,并对系统进行改进。
5. 结果分析和讨论在对实验结果进行分析和讨论时,我们发现信号传输的误码率与信噪比呈反比关系。
当信噪比较低时,误码率较高,信号传输的可靠性较差。
此外,我们还发现传输速率与信号带宽和调制方式有关。
通过对实验数据的分析,我们可以得出一些结论,并提出一些建议以改善系统性能。
6. 结论通过本次仿真实验,我们对通信系统的性能进行了评估,并得出了一些结论和建议。
实验结果表明,在设计和优化通信系统时,我们应注重信号传输的可靠性和传输速率。
通过不断改进系统参数和算法,我们可以提高通信系统的性能,实现更高质量的数据传输。
7. 展望本次实验只是对通信系统进行了初步的仿真测试,还有许多方面有待进一步研究和探索。
《通信系统仿真技术》实验报告姓名:李傲班级:14050Z01学号: 1405024239实验一:Systemview操作环境的认识与操作1、实验目的:熟悉systemview软件的基本环境,为后续实验打下基础,熟悉基本操作,并使用其做出第一个自己的project,并截图2、实验内容:1>按照实验指导书的1.7进行练习2>正弦信号(频率为学号*10,幅度为(1+学号*0.1)V)、及其平方谱分析;并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。
3、实验仿真:图1系统连结图(实验图中标注参数,并对参数设置、仿真结果进行分析)4、实验结论输出信号底部有微弱的失真,调节输入的频率的以及平方器的参数,可以改变输入信号的波形失真,对于频域而言,sin信号平方之后,其频率变为原来的二倍,这一点可有三角函数的化简公式证明实验二:滤波器使用及参数设计1、实验目的:1、学习使用SYSTEMVIEW 中的线性系统图符。
2、掌握典型FIR 滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程。
3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。
实验原理:2、实验内容:参考实验指导书,设计出一个低通滤波器,并对仿真结果进行截图,要求在所截取的图片上用便笺的形式标注自己的姓名、学号、班级。
学号统一使用序号3、实验仿真:系统框架图输入输出信号的波形图输入输出信号的频谱图4、实验结论对于试验中低通滤波器的参数设置不太容易确定,在输入完通带宽度、截止频率和截止点的衰落系数等滤波器参数后,如果选择让SystemView 自动估计抽头,则可以选择“Elanix Auto Optimizer”项中的“Enabled”按钮,再单击“Finish”按钮退出即可。
此时,系统会自动计算出最合适的抽头数通常抽头数设置得越大,滤波器的精度就越实验三、模拟线性调制系统仿真(AM)(1学时)1、实验目的:1、学习使用SYSTEMVIEW 构建简单的仿真系统。
3、掌握模拟幅度调制的基本原理。
《通信系统仿真》实验报告信息工程学院电子工程系 陈亚环 实验一 高频小信号放大器的MULTISIM 仿真实验目的:1、了解MULTISIM 的基本功能、窗口界面、元器件库及工具栏等;2、掌握MULTISIM 的基本仿真分析方法、常用仿真测试仪表等;3、掌握高频小信号放大器MULTISIM 仿真的建模过程。
实验内容及结果:(一)单频正弦波小信号放大器的MULTISIM 仿真。
1)根据图一所示高频小信号放大器电路,创建仿真电路原理图。
要求输入信号的幅度在2mV---1V 之间、频率在1MHz---20MHz 之间;图一 高频小信号放大器电路2)根据实际情况设置好电路图选项,接入虚拟仪器并设置合适的参数。
打开仿真开关,运行所设计好的电路,给出输入输出信号的波形图和频谱图。
根据初步仿真结果改变电路元器件的型号和参数,使输出信号波形无失真、幅度放大10倍以上; 仿真电路图:输入输出信号的波形图:3)由交流分析方法可以得到电路的谐振频率MHz f 1.100=。
根据波特仪测试可观察得电路的谐振频率MHz f 62.80=。
改变输入信号的频率,通过交流分析方法和波特仪观察电路谐振频率的几乎无变化。
4)、改变输入信号的幅度,用示波器观察输出电压波形,测量出输出波形不失真情况下输入信号幅度的变化范围为2mV 到25mV 。
5)、改变输入信号的频率,用示波器观察输出电压幅度的变化情况通频带B 为23MHz 矩形系数K 0.1为3.55 通频带曲线见坐标纸。
6)、改变R5(负载)的值,用示波器观察输出电压波形和峰峰值的变化情况R5-峰峰值的关系曲线见坐标纸(二)多频正弦波合成小信号放大器的MULTISIM 仿真测试及其分析。
1. 多频正弦波合成小信号放大器的MULTISIM 仿真电路图输入信号幅值及频率分别为20mv ,14MHz 、22mv ,16MHz 、25mv ,15MHz 2. 多频正弦波合成小信号放大器的输入输出波形测试通过虚拟示波器观察输入输出信号基本放大10倍且只有小部分波形失真分析其原因是输入信号的频率参数分散导致一部分频率的放大倍数较小从而导致波形的部分失真。
实验一、Systemview操作环境的认识与操作一、实验目的1、了解和熟悉Systemview软件的基本使用;2、初步学习Systemview软件的图符库,能够构建简单系统。
二、实验要求:1、PDF中1.7练习2、正弦信号(频率为学号*10,幅度为(1+学号*0.1)V)、及其平方谱分析;并讨论定时窗口的设计对仿真结果的影响。
三、实验仿真四、实验结论输出信号底部有微弱的失真,调节输入的频率的以及平方器的参数,可以改变输入信号的波形失真,对于频域而言,sin信号平方之后,其频率变为原来的二倍,这一点可有三角函数的化简公式证明实验二、滤波器使用及参数设计一、实验目的1、学习使用SYSTEMVIEW中的线性系统图符。
2、掌握典型FIR滤波器参数和模拟滤波器参数的设置过程。
3、按滤波要求对典型滤波器进行参数设计。
二、实验要求:学习滤波器的设计1、设计一种FIR型带通滤波器,带通滤波器的带通范围为150H Z-200Hz,下边带截止频率为120H Z。
上边带截止频率为230H Z。
截止点相对于滤波器带通区的归一化增益为-60dB。
2、设计一种模拟低通滤波器,低通滤波器的通带范围为学号*10。
三、实验仿真四、实验结论对于试验中低通滤波器的参数设置不太容易确定,在输入完通带宽度、截止频率和截止点的衰落系数等滤波器参数后,如果选择让SystemView 自动估计抽头,则可以选择“Elanix Auto Optimizer ”项中的“Enabled ”按钮,再单击“Finish ”按钮退出即可。
此时,系统会自动计算出最合适的抽头数通常抽头数设置得越大,滤波器的精度就越大。
实验三、模拟线性调制系统仿真(AM)一、实验目的1、学习使用SYSTEMVIEW构建简单的仿真系统。
2、掌握模拟幅度调制的基本原理。
3、掌握常规调幅、DSB的解调方法。
4、掌握AM信号调制指数的定义。
二、实验要求1、完成PDF中4.1节的AM调幅仿真(要求调制信号频率为学号*10),改变调制度,并观察输出波形(已调波)的变化;观察其输出频谱2、设计滤波器,完成AM系统的解调;观察其输出频谱;三、实验仿真四、实验结论高斯白噪声的功率谱是均匀分布的,作为一种噪声,仿真的时候加上高斯白噪声其结果频谱宽但是除了输出信号的频谱功率大些,其他的比较微弱,低通滤波器对高斯白噪声的影响并不是很大,在实际中,所有的通信系统中都不可避免的引入高斯白噪声。
8PSK通信系统的蒙特卡罗仿真分析一、设计原理1. 设计整体方案根据题目要求和对设计原理的分析,设计的整体方案为:首先,产生一个等概率且相互独立的二进制序列,将二进制序列通过串-并转换为一个三位码组。
通过调用Matlab系统函数,对输入信号进行调制和滤波,再送入信道传输,在在信道中对信号采用加性高斯白噪声进行干扰,然后进行解调,同时计数误比特和误符号数,并根据蒙特卡罗方法统计分析信号传输过程中由于噪声干扰作用下的误比特率和误符号率。
最后画出各种波形。
图1 8PSK通信系统的蒙特卡罗仿真分析2. 蒙特卡罗法的原理蒙特卡罗法又称随机抽样或统计试验方法,属于计算数学的一个分支,它是在本世纪四十年代中期为了适应当时原子能事业的发展而发展起来的。
传统的经验方法由于不能逼近真实的物理过程,很难得到满意的结果,而蒙特卡罗方法由于能够真实地模拟实际物理过程,故解决问题与实际非常符合,可以得到很圆满的结果。
这也是我们采用该方法的原因。
蒙特卡罗方法的基本原理及思想如下:当所要求解的问题是某种事件出现的概率,或者是某个随机变量的期望值时,它们可以通过某种“试验”的方法,得到这种事件出现的频率,或者这个随机变数的平均值,并用它们作为问题的解。
这就是蒙特卡罗方法的基本思想。
蒙特卡罗方法通过抓住事物运动的几何数量和几何特征,利用数学方法来加以模拟,即进行一种数字模拟实验。
它是以一个概率模型为基础,按照这个模型所描绘的过程,通过模拟实验的结果,作为问题的近似解。
二、详细设计步骤根据整体设计方案,对各个设计模块进行具体设计。
设计步骤如下:1.二进制序列的产生、串/并转换及二/十进制转换二进制的产生即是本系统的信息源的产生,串/并转换和二/十进制转换以备在调制的时候数据调用。
在本系统中,首先,用Matlab库函数来直接产生一个串行二进制序列,并将其保存在一个向量中,以备函数调用;其次,将产生的串行二进制码转换成3行并行码,即是一个符号;再次,将二进制序列转换成十进制数(0、1、2、…、7);最后,调用Matlab绘图函数绘制等概率且相互独立的二进制序列波形。