北邮通信原理实验 基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告-.pdfVIP

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0

12STf

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20

2.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

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

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。

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。

二、实验要求

1.在信道带宽B一定的条件下,无噪声时,分