1、南京理工大学 通信一班 刘瑶 0904220106通信系统仿真实验班级：0904220106姓名：刘瑶学号：0904220106指导老师：李鹏刘瑶 第 2 页 2019-5-162目 录实验一 模拟调制系统设计分析31.实验目的32.实验原理32.1 基本概念32.2 AM 调制 (常规双边带调制) 原理33.实验内容44.实验步骤44.1 绘制实验系统框图44.2 设置元件参数55.实验结果及分析55.1 实验波形图55.2 频谱分析65.3 抗噪声性能分析7实验二 模拟信号的数字传输系统设计分析91.实验目的92.实验原理93.实验内容104.实验步骤104.1 绘制实验系统框图104.2
2、 设置元件参数105.实验结果及分析115.1 实验波形图115.2 频谱分析12实验三 数字载波通信系统设计分析131.实验目的132.实验原理133.建模描述134.实验内容145.实验步骤145.1 绘制实验系统框图155.2 设置元件参数156.实验结果及分析166.1 实验波形图166.2 频谱分析176.3 眼图与抗噪性能分析196.4 系统误比特率分析22实验感想23参考文献23刘瑶 第 3 页 2019-5-163实验一 模拟调制系统设计分析(常规 AM 振幅调制系统)一 实验目的1复习模拟信号与模拟调制的基本概念，包括基本特征、主要性质、典型应用等；2理解模拟信号的典型调制方
3、式，比较它们的异同点；3对 AM 振幅调制系统进行仿真模拟，并分析它们的波形及频谱特性；二 实验原理2.1 基本概念调制 把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。广义调制 分为基带调制和带通调制（也称载波调制） 。 狭义调制 仅指带通调制。在无线通信和其他大多数场合，调制一词均指载波调制。调制信号 指来自信源的基带信号 载波调制 用调制信号去控制载波的参数的过程。载波 未受调制的周期性振荡信号，它可以是正弦波，也可以是非正弦波。已调信号 载波受调制后称为已调信号。解调（检波） 调制的逆过程，其作用是将已调信号中的调制信号恢复出来。 调制的目的 提高无线通信时的天线辐射效率；把多个基带信号
4、分别搬移到不同的载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率；扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换。调制方式 模拟调制、数字调制 常见的模拟调制： 幅度调制 调幅、双边带、单边带和残留边带角度调制 频率调制、相位调制 2.2 AM 调制 (常规双边带调制) 原理假设调制信号 m(t)的平均值为 0，将其叠加一个直流偏量 A 后与载波相乘（如图 1-1 所示） ，即可形成调幅信号。其时域表示式为：其中： m(t) 调制信号，均值为 0，可以是确知信号也可以是随机信号。A0 常数，表示叠加的直流分量c=2fc 载波信号的角频率0 0()()coscos()c
5、osAMstmttAtmtt mstcoct0A刘瑶 第 4 页 2019-5-164图 1-1 AM 调制系统原理AM 调制的波形如图 1-2 所示：图 1-2 AM 调制的波形图由波形可以看出，当满足条件： |m(t)| A0 时，其包络与调制信号波形相同，因此用包络检波法很容易恢复出原始调制信号。否则，出现“过调幅”现象。这时用包络检波将发生失真。但是，可以采用其他的解调方法，如同步检波等。三 实验内容应用 SystemView 设计模 拟 调 制 仿 真 系 统 并 分 析 系 统 性 能 。 要 求 仿 真 系 统包 括 模 拟 调 制 、 高 斯 信 道 及 解 调 几 部 分 ，
6、 运 行 系 统 观 察 各 点 波 形 并 分 析 频 谱 特性 ， 改 变 参 数 研究其抗噪特性。四 实验步骤4.1 绘制实验系统框图tttmt0At载波 AMstHHMAMScc0刘瑶 第 5 页 2019-5-1654.2 设置元件参数表 1.1 AM 调制元器件参数编号名称 参数设置0 载波 Sinusoid：Amp=1v，Freq=100Hz，Phase=0deg，Output 0=Sine t1 t10 t2，Output 1=Sine，Max Rate (Port 0)=1e+3Hz，Token 012 增益 Gain：Gain=2， Gain Units=Linear，To
7、ken 127、8乘法器 Multiplier13 调制信号 Sinusoid：Amp=1v，Freq=5Hz，Phase=0deg，Output 0=Sine t2 t9，Output 1=Sine，Token 139、10加法器 Adder1 高斯噪声 Gauss Noise：Std Dev=0v，Mean=0v，Token13、4、5、6信号接收器 Graphic2 AM 调制解调信号 Sinusoid：Amp=1v，Freq=400Hz，Phase=0deg，Output 0=Sine t12，Output 1=Sine，Token 211 滤波器 Linear Butterworth
8、 Analog Lowpass ，3 poles ，Low cutoff=5Hz ，sample rate=1000Hz，Token 11五 实验结果及分析5.1 实验波形图刘瑶 第 6 页 2019-5-1665.2 频谱分析刘瑶 第 7 页 2019-5-167频谱分析：AM 为常规的双边带调制，因为 ，若 为确Sam(t)=A0+f(t)cos(ct) f(t)知信号，且其傅里叶变换为 F( )，则 AM 信号的频谱为1/2Sam()=A0(+c)+(-c)+ F(+c)+F(-c)解调后信号的频谱中可见正半轴所示图形为调制信号图形的一半。5.3 抗噪声性能分析噪声峰值为 0.2V 时的
9、波形刘瑶 第 8 页 2019-5-168噪声峰值为 0.5V 时的波形噪声峰值为 0.8V 时的波形噪声峰值为 1V 时的波形刘瑶 第 9 页 2019-5-169噪声峰值为 0.8V、信号峰值为 3V 时的波形增益为 1 时的信号波形抗噪性能分析：当噪声变大时，信号的准确度明显发生了变化，产生了很大的误差；当增益小于适当取值时，会产生过调制现象，但是相干解调还原出的波形并无太大变化，可以避免过调制产生的不良现象；当信号幅度变大时，噪声的影响会减小。实验二 模 拟 信 号 的 数 字 传 输 系 统 设 计 分 析 （ PCM 脉冲编码调制系统）一 实验目的1对 PCM 脉冲编码调制系统进行
10、仿真模拟，并分析它们的波形及频谱特性；刘瑶 第 10 页 2019-5-1610二 实验原理脉冲编码调制（PCM）是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式，其最大的特点是把连续输入的模拟信号变换为在时域和振幅上都离散的量，然后将其转化为代码形式传输。图 2-1 PCM 通信系统模拟信源通过抽样,变为离散信号,然后做量化、编码,变为数字信号。这里的量化为PCM 对数量化,为非均匀量化,编码后的数据为并行数据,但是传输过程为串行传输方式,需要做并/ 串转换。由于需要增大信道的利用率,一般采用复用方式共享信道,这里为两路时分复用。复用后,通过调制,把信号从基带变为频带,放到合适的信道中。调制方式多种
11、多样,可根据情况自行选择。接收到调制信号后,解调、解复用,得到各个支路信号,然后做反变换,通过低通滤波器,得到还原后的模拟信号。在实际中采用的量化方式多为非均匀量化，通常使用信号压缩与扩张技术来实现非均匀量化。在保持信号固有的动态范围前提下，在量化前将小信号进行放大而对大信号进行压缩。三 实验内容应用SystemView设计模 拟 信 号 的 数 字 传 输 仿 真 系 统 并 分 析 系 统 性 能 ， 要 求仿 真 系 统 包 括 模 拟 信 号 脉冲调制及解调等部分，运 行 系 统 观 察 各 点 波 形 并 分 析频 谱 特 性 等 。四 实 验 步 骤4.1 绘制实验系统框图图 2-2 PCM 调制与解调系统框图
