數(shù)字通信系統(tǒng)仿真分析分析內(nèi)容構(gòu)造一個簡單示意性基帶傳輸系統(tǒng)。以雙極性PN碼發(fā)生器來模擬一個數(shù)據(jù)信源，碼速率為100bit/s，低通型信道噪聲為加性高斯噪聲（標準差=。要求:1.觀測接收輸入和濾波輸出的時域波形；觀測接收濾波器輸出的眼圖。分析目的掌握觀察系統(tǒng)時域波形，重點學習和掌握觀察眼圖的操作方法。系統(tǒng)組成及原理簡單的基帶傳輸系統(tǒng)原理框圖如下所示，該系統(tǒng)并不是無碼間干擾設(shè)計的,為使基帶信號能量更集中，形成濾波器采用高斯濾波器。第二步：調(diào)用圖符塊創(chuàng)建如下圖所示的仿真分析系統(tǒng):為使基帶信號能量更集中，形成濾波器采用高斯濾波器。第二步：調(diào)用圖符塊創(chuàng)建如下圖所示的仿真分析系統(tǒng):其中各元件參數(shù)如“圖符參數(shù)便箋”所示。 Token1為高斯脈沖形成濾波器；Token3為高斯噪聲發(fā)生器，設(shè)標準偏差StdDeviation=，均值Mean=0vToken4為模擬低通濾波器，它來自操作庫中的“LinearSys”圖符按鈕，在設(shè)置參數(shù)時,將出現(xiàn)一個設(shè)置對話框，在“Design”欄中單擊Analog按鈕，進一步點擊“FilterLoCuttoff=200Hz。PassBand'欄中Lowpass按鈕，選擇ButterworthLoCuttoff=200Hz。目:Poles=5，設(shè)置濾波器截止頻率：第三步：單擊運行按鈕，運算結(jié)束后按“分析窗”按鈕，進入分析窗后，單擊“繪制新圖”按鈕，則Sink9-Sink12限時活動窗口分別顯示出“PN碼輸出”“信道輸入”、“信道輸出”和“判決比較輸出”時域波形。第四步：觀察信源PN碼和波形形成輸出的功率譜。在分析窗下，單擊信宿計算器按鈕，在出現(xiàn)的“SystemSinkCalculator”對話框中單擊Spectrum按鈕，分別得到Sink9和Sink10的功率譜窗口后，可將這兩個功率譜合成在同一個窗口中進行對比，具體操作為：在“SystemSinkCalculator”對話框中單擊Operators按鈕和OverlayPlots按鈕，在右側(cè)窗口內(nèi)按住左鍵選中w4和w5兩個信息條，單擊OK按鈕即可顯示出對比功率譜。第五步：觀察信道輸入和輸出信號眼圖。當屏幕上出現(xiàn)波形顯示活動窗口w1和w2后，點擊“SystemSinkCalculator”對話框中的Style和TimeSlice按鈕，設(shè)置好“Starttime[sec]”和“Length[sec]”欄內(nèi)參數(shù)后單擊該對話框內(nèi)的OK按鈕即可。從上述仿真分析可以看出：經(jīng)高斯濾波器形成處理后的基帶信號波形遠比PN碼信號平滑，信號能量主要集中于10倍碼率以內(nèi)，經(jīng)低通型限帶信道后信號能量損失相對較小，由于信道的不理想和疊加噪聲的影響，信道輸出眼圖將比輸入的差些，改變信道特性和噪聲強度，眼圖波形將發(fā)生明顯畸變，接收端誤碼率肯定相應增大。?可見，基帶傳輸系統(tǒng)中不應直接傳送方波碼序列信號，應經(jīng)過波形形成，從而使信號能量更為集中，并通過均衡措施達到或接近無碼間干擾系統(tǒng)設(shè)計要求。另外，眼圖觀察法的確是評測基帶系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的簡便有效實驗方法。運行結(jié)果1.代表信源的PN碼輸出波形2.經(jīng)高斯脈沖形成濾波器后的碼序列波形分析：PN碼序列經(jīng)過高斯脈沖形成濾波器后，其高頻成分被濾除很大一部分,濾波輸出信號明顯比原信號平滑很多，表明其高頻分量大量減少。信道輸出的接收波形判決比較輸出波形分析：加入高斯噪聲后，信號仍能基本反映原信號的規(guī)律，但明顯多了很多不規(guī)律的成分。反映在最后的判決比較輸出波形，就產(chǎn)生了幾處毛刺。并且，最后的波形與輸入波形相比，在相位上有一定的延遲。PN碼和波形形成器輸出功率譜對比1.1.實驗結(jié)果與分析分析：由功率譜可見，高斯濾波形成輸出信號的能量集中在低頻附近。頻率在500Hz左右時，功率譜線就有較大的下降，而PN碼功率譜在高頻段并沒有明顯衰減，能量比較分散。在經(jīng)過低通濾波時，前者的大部分能量能通過濾波器,而后者在濾波器處的能量損耗較大。信道輸入信號眼圖信道輸出信號眼圖分析：由于加入的高斯噪聲，信道輸出眼圖相對于輸入眼圖發(fā)生了一定的畸變，使得誤碼率上升。但因為加入噪聲較小，此實驗中信道輸出眼圖波形仍能較為準確地進行判決。實驗進制鍵控系統(tǒng)分析相干接收2ASK系統(tǒng)分析1.相干接收2ASK系統(tǒng)分析相干接收2ASK系統(tǒng)組成如下圖所示: — /~-二進制

基帶信2.上機操作步驟濾波載采樣判/實驗進制鍵控系統(tǒng)分析相干接收2ASK系統(tǒng)分析1.相干接收2ASK系統(tǒng)分析相干接收2ASK系統(tǒng)組成如下圖所示: — /~-二進制

基帶信2.上機操作步驟濾波載采樣判/圖^HasK系載組成原理圖\噪在Systemview系統(tǒng)窗波創(chuàng)建仿真系統(tǒng)首先設(shè)置時間窗，運行時間：秒,采樣速率：10000Hz J 亠丿組成系統(tǒng)組成如下圖。參數(shù)如元件參數(shù)便箋所3.分析內(nèi)容要求1)在系統(tǒng)窗下創(chuàng)建仿真系統(tǒng)，觀察指定分析點的波形、寬；2)改變元件設(shè)置參數(shù)，觀察仿真結(jié)果：如果PN碼改為雙極性(Amp=1v,Offset=0v)，能產(chǎn)生2ASK信號嗎？此時產(chǎn)生肌什么數(shù)字調(diào)制信號?改變高斯噪聲強度，觀察解倜波形變化，體會噪聲對數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的影響；(1)調(diào)制信號為PN碼a)各分析點波形b)功率譜3SystemVie wPowerSpectrumofSink12 (dBm5 0ohms)Mixe dRadix33SystemVie wPowerSpectrumofSink12 (dBm5 0ohms)Mixe dRadix3分析：由功率譜可以看出，基帶信號能量主要在低頻段，而2ASK調(diào)制信號的能量則位于載頻的3KHZ左右，符合信號經(jīng)過乘法器線性搬移的結(jié)果。同時,譜零點帶寬約為200Hz，也符合碼元速率的兩倍。⑵調(diào)制信號為雙極性碼(Amp=1v,Offset=Ov)a)各分析點波形b)功率譜4.4.實驗結(jié)果與分析200Hz左右。分析：由PN碼變?yōu)殡p極性碼之后，調(diào)制波形不再是2ASK，而是BPSK200Hz左右。⑶改變高斯噪聲強度（StdDev=1v）分析：將高斯噪聲標準差提高到1V，發(fā)現(xiàn)輸出信號與輸入信號之間已有明顯差別，發(fā)生了較為嚴重的誤碼。可見信道噪聲越大，誤碼率越高。2FSK系統(tǒng)分析1.2FSK系統(tǒng)組成以話帶調(diào)制解調(diào)器中CCITT建議規(guī)定的2FSK標準為例，該標準為：碼速率1200bit/s；f0=1300Hz及f1=2100Hz。要求創(chuàng)建符合CCITT建議的2FSK仿真系統(tǒng)，調(diào)制采用“載波調(diào)頻法”產(chǎn)生CP-2FSK信號，解調(diào)采用“鎖相鑒頻法”。系統(tǒng)組成如下所示。為了提高接收端的抗干擾能力，對于接受濾波器輸出的模擬電壓通常采用“采樣+判決”的處理方法。在本實驗中，可在同樣噪聲干擾時比較調(diào)統(tǒng)組成■LF *VCO7￥FM'Z、；解仿真系僅采用“判決”的波形整形方式與“采樣FM'Z、；解仿真系；發(fā)生器:2.發(fā)生機操作步驟，，設(shè)置運行時間：秒，采樣速率：，，設(shè)置運行時間：秒，采樣速率：P 圖符參數(shù)便箋所示 V解調(diào)輸

出;在SystemView系統(tǒng)窗下創(chuàng)【/3.分析內(nèi)容要求10000Hz。組成系統(tǒng)如下圖，各3.分析內(nèi)容要求1）在系統(tǒng)窗下創(chuàng)建仿真系統(tǒng)，觀察各接收分析器的時域波形，體會各圖符塊在系統(tǒng)中的它特殊作用；觀察接收分析器Token10的功率譜，分析該2FSK信號的主要信號能量是否可以通過話帶;2） 在高斯噪聲強度較小時；觀察各接收分析器的時域波形；3） 將Token3的標準偏差加大到，再觀察Token19和Token21的時域波形,思考并解釋分析結(jié)果;4）觀察濾波器輸出模擬信號波形和米樣保持波形， 體會“米樣”處理環(huán)節(jié)的作用。1）各分析點波形分析：由圖可以看出輸入信號與解調(diào)信號基本一致，只在相位上有差異。Token10功率譜分析：由圖得信號主要能量位于800HZ-2200HZ之間，故基本能通過話帶(300HZ-3400HZ)。3）將高斯噪聲強度改為時，各接收分析器的時域波形4）加大高斯噪聲標準差至SystemViewSink9Sink75e-3TimenSecondsTimenSecondsSink10Sink1625e-350e-375e-3050e-375e-3endsTimenSe10025e-350e-375e-315e-30e-353e-3TimenSecondsSink11Sink1925350e-375e-3e0ndseeeTimenSeSink12TimenSeconds丿 25e-3 50e-3 75e-3 1TimenSecondsSink2175e-3TimenSeconds分析：上圖表明當信道噪聲增強后，輸出波形誤碼率增大。5)濾波器輸出模擬信號和采樣保持輸出波形分析：采樣處理環(huán)節(jié)的作用在與將模擬信號離散化。一方面，在采樣過程中,采樣到噪聲較大的點的概率較小,相當于濾除了大部分噪聲。另一方面，采樣后的信號進入波形判決比較器時,由于離散，判決時更準確，不會像模擬信號判決SystemViewSink9Sink75e-3TimenSecondsTimenSecondsSink10Sink1625e-350e-375e-3050e-375e-3endsTimenSe10025e-350e-375e-315e-30e-353e-3TimenSecondsSink11Sink1925350e-375e-3e0ndseeeTimenSeSink12TimenSeconds丿 25e-3 50e-3 75e-3 1TimenSecondsSink2175e-3TimenSeconds分析：上圖表明當信道噪聲增強后，輸出波形誤碼率增大。5)濾波器輸出模擬信號和采樣保持輸出波形分析：采樣處理環(huán)節(jié)的作用在與將模擬信號離散化。一方面，在采樣過程中,采樣到噪聲較大的點的概率較小,相當于濾除了大部分噪聲。另一方面，采樣后的信號進入波形判決比較器時,由于離散，判決時更準確，不會像模擬信號判決時受到噪聲影響，信號波動而導致判決結(jié)果來回波動，出現(xiàn)誤碼。實驗心得:通過兩次的通信電路與系統(tǒng)軟件實驗，我學到了很多用systemview通過兩次的通信電路與系統(tǒng)軟件實驗，我學到了很多用systemview軟件進行通信系統(tǒng)MatlabMatlab進行通信計算，仿真方面的知識，可以說是收獲頗豐，回顧兩次試驗，我學會了用電路與系統(tǒng)的模型建立，對通信電路進行時域特性分析，對通信電路與系統(tǒng)進行功率譜分析。如果沒有計算機進行仿真，我對一個通信系統(tǒng)進行設(shè)計和分析時，不但需要大量的計算，還需要手工繪制很多復雜的圖表。這非常麻煩而且效率極低。但是有了計算機，我就可以在臺電腦上解決這些事情，不但方便，而且高效。所以學習使用計算機進行通信電路與系統(tǒng)軟件仿真是我以后進行科學研究所必須的一項技能。systemview有著豐富的功能，而我們這次學到的只是其中對通信電路與系統(tǒng)進行軟件仿真計算的