北邮通信原理实验基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告-.doc

北邮通信原理实验基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告-北邮通信原理实验基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告-北邮通信原理实验基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告-北京邮电大学实验报告题目:基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告班级:2013211124专业:信息工程姓名:曹爽成绩:目录实验一:抽样定理（3一、实验目的(3二、实验要求(3三、实验原理(3四、实验步骤和结果（3五、实验总结和讨论（9实验二:验证奈奎斯特第一准则(10一、实验目的(10二、实验要求（10三、实验原理(10四、实验步骤和结果(10五、实验总结和讨论（19实验三：16QAM的调制与解调(20一、实验目的(20二、实验要求(20三、实验原理（20四、实验步骤和结果(21五、实验总结和讨论（33心得体会和实验建议（34实验一:抽样定理一、实验目的1.掌握抽样定理。2.通过时域频域波形分析系统性能。二、实验要求改变抽样速率观察信号波形的变化。三、实验原理一个频率限制在0f的时间连续信号（mt,如果以012STf的间隔进行等间隔均匀抽样，则(mt将被所得到的抽样值完全还原确定。四、实验步骤和结果1.按照图1.4.1所示连接电路,其中三个信号源设置频率值分别为10Hz、15Hz、20Hz，如图1。4.2所示。图1.4。1连接框图图1.4。2信号源设置，其余两个频率值设置分别为15和202。由于三个信号源最高频率为20Hz，根据奈奎斯特抽样定理,最低抽样频率应为40Hz，才能恢复出原信号,所以设置抽样脉冲为40Hz,如图1。4.3。图1.4。3抽样脉冲设置3.之后设置低通滤波器,设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器(其他类型的低通滤波器也可以,影响不大,截止频率设置为信号源最高频率值20Hz,如图1.4.4。图1。4。4滤波器设置4.为了仿真效果明显，设置系统时间如图1。4.5所示。图1.4。5系统时间设置5.之后开始仿真，此时选择抽样速率恰好等于奈奎斯特抽样频率，仿真结果如图1.4.6所示,图中最上面的Sink4是相加后的输入信号波形,中间的Sink8是输入信号乘以抽样脉冲之后的波形,最下面的Sink9是低通滤波恢复后的波形.图1.4。6抽样频率为40Hz时的仿真波形图从图中可以看出,在奈奎斯特抽样速率条件下，恢复出来的波形和输入信号波形比较一致。由于是数字系统仿真，所以存在一定的精度问题是可以接受的。由此可以证明，在奈奎斯特抽样速率下,该系统可以恢复原信号波形。6。当设置抽样频率小于奈奎斯特抽样频率时，比如设置为30Hz，如图1。4.7。此时仿真波形如图1.4。8所示。可以看出，恢复出来的波形有明显失真,因为此时频域上发生混叠,导致时域无法恢复波形.这说明低于奈奎斯特抽样频率,系统无法无失真恢复原信号波形。图1.4.7抽样脉冲设置图1.4。8抽样频率为30Hz时的仿真波形图7.当设置抽样频率大于奈奎斯特抽样频率时,比如设置为60Hz,如图1.4.9。此时仿真波形如图1.4.10所示。可以看出，抽样频率大于奈奎斯特抽样频率时,，频域不发生混叠，系统可以恢复原信号波形,且效果比40Hz时更好。图1.4.9抽样脉冲设置图1.4。10抽样频率为60Hz时的仿真波形图8.如果继续加大抽样频率,比如设置为200Hz,则采样值更多，恢复波形的效果更好，如图1。4。11所示。由此说明，采样频率越高,恢复出来的波形与原信号波形越相似。图1。4.11抽样频率为200Hz时的仿真波形图五、实验总结和讨论从实验可以看出，抽样脉冲的频率小于奈奎斯特抽样频率(信号源最高频率的二倍时,由于频域发生混叠,时域上没法通过低通滤波的方法恢复出原信号；当抽样频率等于奈奎斯特抽样频率时,恰好不发生频域混叠,可以恢复出原信号；当抽样频率大于奈奎斯特抽样频率时，可以恢复出原信号，且抽样频率越高，恢复出的信号与原信号越相似,恢复效果越好。实验二：验证奈奎斯特第一准则一、实验目的1。理解无码间干扰数字基带信号的传输。2。掌握升余弦滚降滤波器的特性。3。通过时域、频域波形分析系统性能。二、实验要求1.在信道带宽B一定的条件下,无噪声时,分别观察输入与输出信号的波形.2。在信道带宽B一定的条件下,无噪声时，提高信源速率观察输入与输出信号波形变化。3。在信道B一定的条件下（无码间干扰，逐渐加入噪声，观察输入、输出信号波形变化。4.分别观察前面三种情况的解调信号的眼图(选作。三、实验原理奈奎斯特第一准则是说，理想低通信道下的最高码元传输速率为理想低通信道带宽的二倍,即2bRW，单位是Baud。奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号。同时说明了理想信道的频带利用率为2。但是在实际中，理想低通滤波器是不可能实现的，一般采用升余弦滾降