数字基带传输系统--通信原理实验报告
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上海工程技术大学通信原理综合实验报告学院电子电气工程学院专业电子信息工程班级学号022211117学生沈文杰指导教师赵晓丽一.验证性实验1.模拟信号源实验一、实验目的1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途2、观察分析各种模拟信号波形的特点。
二、实验内容1、测量并分析各测量点波形及数据。
2、熟悉几种模拟信号的产生方法、来源及去处,了解信号流程。
三、设计思想利用信号源模块和20M 双踪示波器进行模拟信号源实验。
主要测试点和可调器件说明如下:1、测试点2K同步正弦波:2K的正弦波信号输出端口,幅度由W1调节。
64K同步正弦波:64K的正弦波信号输出端口,幅度由W2调节。
128K同步正弦波:64K的正弦波信号输出端口,幅度由W3调节。
非同步信号源:输出频率范围100Hz~16KHz的正弦波、三角波、方波信号,通过JP2选择波形,可调电阻W4改变输出频率,W5改变输出幅度。
音乐输出:音乐片输出信号。
音频信号输入:音频功放输入点(调节W6改变功放输出信号幅度)。
2、可调器件K1:音频输出控制端。
K2:扬声器控制端。
W1:调节2K同步正弦波幅度。
W2:调节64K同步正弦波幅度。
W3:调节128K同步正弦波幅度。
W4:调节非同步正弦波频率。
W5:调节非同步正弦波幅度。
W6:调节扬声器音量大小。
四、实验方法1、用示波器测量“2K同步正弦波”、“64K同步正弦波”、“128K同步正弦波”各点输出的正弦波波形,对应的电位器W1,W2,W3可分别改变各正弦波的幅度。
参考波形如下:2、用示波器测量“非同步信号源”输出波形。
1)将跳线开关JP2选择为“正弦波”,改变W5,调节信号幅度(调节范围为0~4V),用示波器观察输出波形。
2)保持信号幅度为3V,改变W4,调节信号频率(调节范围为0~16KHz),用示波器观察输出波形。
3)将波形分别选择为三角波,方波,重复上面两个步骤。
3、将控制开关K1设为“ON”,令音乐片加上控制信号,产生音乐信号输出,用示波器在“音乐输出”端口观察音乐信号输出波形。
基于MATLABSimulink的基带传输系统的仿真-(1)通信工程专业《通信原理》课程设计题目基于MATLAB/Simulink的基带传输系统的仿真学生姓名张莎学号1113024109所在院(系)陕西理工学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业1104 班指导教师侯宝生合作者王翊东鲁少龙完成地点陕西理工学院物理与电信工程学院实验室2014年 3 月 12 日通信原理课程设计任务书院(系) 物电学院专业班级通信1104 学生姓名张莎一、通信原理课程设计题目基于MATLAB/Simulink的基带传输系统的仿真二、通信原理课程设计工作自2014年2月24日起至2014年3月14日止三、通信原理课程设计进行地点: 物电学院实验室四、通信原理课程设计的内容要求:1建立一个基带传输系统模型,选用合适基带信号,发送滤波器为平方根升余弦滤波器,滚降系数为0.5,信道为加性高斯信道,接收滤波器与发送滤波器相匹配。
要求观察接收信号眼图,并设计接收机采样判决部分,对比发送数据与恢复数据波形,并统计误码率。
另外,对发送信号和接收信号的功率谱进行估计,假设接收定时恢复是理想的。
2.设计题目的详细建模仿真过程分析和说明,仿真的结果可以以时域波形,频谱图,星座图,误码率与信噪比曲线的形式给出。
课程设计说明书中应附仿真结果图及仿真所用到的程序代码(MATLAB)或仿真模型图(Simulink/SystemView)。
如提交仿真模型图,需提交相应模块的参数设置情况。
3.每人提交电子版和纸质的说明书及源程序代码或仿仿真文件。
参考文献:[1]邓华.MATLAB通信仿真及其应用实例详解[M].人民邮电出版社.2003年[2]郑智琴.Simulink电子通信仿真与应用[M].国防工业出版社.2002年[3]赵鸿图.通信原理MATLAB仿真教程[M].人民邮电出版社.2010年[4]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].电子工业出版社.2011年[5]达新宇.通信原理实验与课程设计[M].北京邮电大学出版社.2005年[6]邵玉斌.MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].清华大学出版社.2008年指导教师侯宝生系(教研室)通信工程系接受论文 (设计)任务开始执行日期2014年2月24日学生签名基于MATLAB/Simulin的基带传输系统的仿真张莎(陕西理工学院物理与电信工程学院通信1104班,陕西汉中723003)指导教师:侯宝生[摘要]未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或者很低频率开始,称为数字基带信号,不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统,称为数字基带传输系统。
通信原理实验报告答案通信原理实验报告CPLD可编程数字信号发生器实验一、实验目的1、熟悉各种时钟信号的特点及波形。
2、熟悉各种数字信号的特点及波形。
二、实验内容1、熟悉CPLD可编程信号发生器各测量点波形。
2、测量并分析各测量点波形及数据。
三、实验仪器1、通信原理0 号模块一块2、示波器一台四、实验原理1、CPLD数字信号发生器,包括以下五个部分:①时钟信号产生电路;②伪随机码产生电路;③帧同步信号产生电路;④NRZ码复用电路及码选信号产生电路;⑤终端接收解复用电路。
2、24位NRZ码产生电路本单元产生NRZ信号,信号速率可根据输入时钟不同自行选择,帧结构如下图所示。
帧长为24位,其中首位无定义,第2位到第8位是帧同步码(7位巴克码1110010),另外16路为2路数据信号,每路8位。
此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号。
LED亮状态表示1码,熄状态表示0码。
五、实验框图六、实验步骤1、观测时钟信号输出波形。
信号源输出两组时钟信号,对应输出点为“CLK1”和“CLK2”,拨码开关S4的作用是改变第一组时钟“CLK1”的输出频率,拨码开关S5的作用是改变第二组时钟“CLK2”的输出频率。
拨码开关拨上为1,拨下为0,拨码开关和时钟的对应关系如下表所示按如下方式连接示波器和测试点:启动仿真开关,开启各模块的电源开关。
1)根据表1-2改变S4,用示波器观测第一组时钟信号“CLK1”的输出波形;2)根据表1-2改变S5,用示波器观测第二组时钟信号“CLK2”的输出波形。
2、用示波器观测帧同步信号输出波形。
信号源提供脉冲编码调制的帧同步信号,在点“FS”输出,一般时钟设置为 2.048M、256K,在后面的实验中有用到。
按如下方式连接示波器和测试点:启动仿真开关,开启各模块的电源开关。
将拨码开关S4分别设置为“0100”、“0111”或别的数字,用示波器观测“FS”的输出波形。
3、用示波器观测伪随机信号输出波形伪随机信号码型为111100010011010,码速率和第一组时钟速率相同,由S4控制。
课程设计报告设计题目:基于PCM/TMD/2DPSK通信系统仿真专业班级:电子1 班姓名:符敦富学号:0704030203课程设计报告一、课程设计名称基于PCM/TMD/2DPSK技术的单向传输系统仿真。
二、课程设计的目标和基本任务2.1 课程设计的目标通过课程设计实践,来培养学生的实际动手能力,检验学生对本门课学习的情况,更在于培养学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书,掌握工程设计手段和软件工具,并能用设计报告表达设计思想和结果的能力。
培养学生事实求是和严肃认真的工作态度。
通过设计过程,要求学生熟悉和掌握通信原理的基本原理和方法,使学生得到通信系统开发应用方面的初步训练。
让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题,真正做到理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力,实现由学习知识到应用知识的初步过渡。
通过本次课程设计使学生熟练掌握Matlab仿真分析通信系统性能的方法,应用Matlab语言编写应用程序、应用simulink仿真分析系统性能。
2.1 课程设计的基本任务及要求1、用SIMULINK仿真,设计并实现一个基于PCM/TMD/2DPSK技术的单向传输系统,要求实现两路语音信号同时传输。
2、要求:(1)熟悉MATLAB环境下的Simulink仿真平台,熟悉2ASK/2DPSK系统的调制解调原理,构建调制解调电路图.(2)用示波器观察调制前后的信号波形,用频谱分析模块观察调制前后信号的频谱的变化。
并观察解调前后频谱有何变化以加深对该信号调制解调原理的理解。
(3)在调制与解调电路间加上各种噪声源,用误码测试模块测量误码率,并给出仿真波形,改变信噪比并比较解调后波形,分析噪声对系统造成的影响。
三、课程设计任务分析及设计 3.1通信系统各部分组成及原理图3-1 通信系统一般模型发送设备:低通滤波器,PCM 编码器,复接器,调制器等。
接收设备:带通滤波器,PCM 解码器,分接器,解调器等。
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实验3 数字基带传输系统
一、实验目的
1、掌握数字基带传输系统的误码率计算;
2、熟悉升余弦传输特性的时域响应特征,观察不同信噪比下的眼图。
二、实验内容
1、误码率的计算:画出A/σ和误码率之间的性能曲线;
2、眼图的生成
①基带信号采用矩形脉冲波形(选做)
②基带信号采用滚降频谱特性的波形(必做)
3、仿真码间干扰对误码率的影响(选做)
三、实验步骤及结果
1、误码率的计算
随机产生610个二进制信息数据,采用双极性码,映射为±A。随机产生高斯噪声(要求A/σ为0~
12dB),叠加在发送信号上,直接按判决规则进行判决,然后与原始数据进行比较,统计出错的
数据量,与发送数据量相除得到误码率。画出A/σ和误码率之间的性能曲线,并与理论误码率曲
线相比较。(保存为图3-1)
注意:信噪比单位为dB,计算噪声功率时需要换算。Snr_A_sigma =
10.^(Snr_A_sigma_dB/20);
1代码:
clear all; clc;close all;
A = 1;%定义信号幅度
N = 10 ^ 6;%数据点数;
a=A*sign(randn(1,N));
Snr_A_sigma_dB = 0:12;
Snr_A_sigma = 10 .^ (Snr_A_sigma_dB/20);
sigma = A./Snr_A_sigma;
ber = zeros(size(sigma));
for n = 1 : length(sigma)
rk = a + sigma(n) * randn(1, N);
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dec_a = sign(rk);
ber(n) = length(find(dec_a~=a)) / N;
end
ber_Theory = 1/2* erfc(sqrt(Snr_A_sigma.^2/2));
semilogy(Snr_A_sigma_dB, ber, 'b-', Snr_A_sigma_dB, ber_Theory, 'k-*'); grid on;
xlabel('A/\sigma'); ylabel('ber');
legend('ber', 'ber\_Theory');
title(' A/σ和误码率之间的性能曲线');
2.绘制的图
2、绘制眼图
①设二进制数字基带信号1,1na,波形1,00,stTgt其他,分别通过带宽为
15/4s
BT
和11/2sBT两个低通滤波器,画出输出信号的眼图(保存为图3-2),并画出两个滤波器的频
率响应。
1.代码:
clear all; clc;
N = 400;fs = 50;
Ts = 1;%定义符号周期
dt = Ts/fs;%计算采样点间隔
t = 0 : dt : (N*fs - 1)*dt%定义仿真时间段
d = randint(1,N)*2-1;%定义符号波形
a_tmp = repmat(d, [fs, 1]);
a = a_tmp(:);%生成符号序列采样点,先列后行转成一行
delay = 20;%定义信道冲击响应
t_ht = -delay : dt : delay;
ht1 = 2.5 * sinc(2.5 * t_ht/Ts);%定义滤波器1的冲击响应
rt1 = conv(a, ht1);
ht2 = sinc(t_ht/Ts);
rt2 = conv(a, ht2);
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eyediagram(rt1 + j * rt2, 3 * fs, 3 );%画眼图
t = 2^16;
HT1 = fft(ht1, t);
HT2 = fft(ht2, t);
f = [0 : t-1]/t /dt;
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(f, abs(HT1));
title('滤波器1的频率相应');
grid on;
xlabel('f(Hz)');
axis([0 4 0 60]);
subplot(2, 1, 2);
plot(f, abs(HT2));
title('滤波器2 的频率相应');
grid on;
xlabel('f(Hz)');
axis([0 4 0 60]);
2.绘制的图
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②设基带信号波形为升余弦波形,符号周期1sT,试绘出不同滚降系数(1,0.75,0.5,0.25)
时的时域脉冲波形(保存为图3-3)。
1.代码
close all;clc;clear all;
x=1;rate=[1 0.75 0.5 0.25 0];
for k=1:5
xt = rcosflt(x, 1, 100, 'fir', rate(k), 5);
subplot(3,2,k);plot(xt);
title([' 滚降信号时域波形, \it\tate\rm=',num2str(rate(k))]);
grid on;axis([0 1000 -0.2 +1.2]);
end
2.绘制的图:
③随机生成一系列二进制序列,通过高斯白噪声信道,选择1的升余弦波形,分别绘制出无
噪声干扰以及信噪比为30、20、10、0dB时的眼图。(保存为图3-4)
1.代码
clear all; clc;
A=1; Ts = 1; fd=1/Ts;
fs=100; alfa=1; delay = 20;
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S=sign(randn(1,10^3));
y=rcosflt(S,fd,fs,'fir',alfa,delay);
eyediagram(y,5*fs,5);
title(' 无噪声时升余弦滚降后的眼图');
Snr_dB=30; %信噪比,单位为dB
Snr=10^(Snr_dB/10); %信号与噪声功率之比
SS=mean(y.^2); %信号功率
AA=SS/Snr; %噪声功率
yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));
eyediagram(yy,5*fs,5);
title(' 信噪比为30dB时升余弦滚降后的眼图');
Snr_dB=20;
Snr=10^(Snr_dB/10);
SS=mean(y.^2);
AA=SS/Snr;
yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));
eyediagram(yy,5*fs,5);
title(' 信噪比为20dB时升余弦滚降后的眼图');
Snr_dB=10;
Snr=10^(Snr_dB/10);
SS=mean(y.^2);
AA=SS/Snr;
yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));
eyediagram(yy,5*fs,5);
title(' 信噪比为10dB时升余弦滚降后的眼图');
Snr_dB=0;
Snr=10^(Snr_dB/10);
SS=mean(y.^2);
AA=SS/Snr;
yy=y+sqrt(AA).*randn(size(y));
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eyediagram(yy,5*fs,5);
title(' 信噪比为0dB时升余弦滚降后的眼图');
2.绘制的图
四、实验思考题
1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关?
答:信道中存在噪声,信道,接收发滤波器的传输特性的不理想性。
2、码间干扰和信道噪声对眼图有什么影响?
答:眼图的睁开度与码间干扰成负相关性,与信道噪声成正相关性。
3、观察图3-3,观察不同滚降系数对时域波形的影响。
答:滚降系数越大,时域波形拖尾振荡起伏越小,衰减越快。
4、图3-4可以得出什么结论?
答:眼图的睁开度,与信道噪声成正相关性。