通信原理软件仿真实验报告2数字基带系统.docx
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通信原理软件仿真实验报告2数字基带系统
成绩
西安邮电大学
《通信原理》软件仿真实验报告
实验名称：
实验二数字基带系统
院系：
通信与信息工程学院
专业班级：
通工
学生姓名：
学号：
（班内序号）
指导教师：
报告日期：
2013年5月8日
实验二数字基带系统
●实验目的：
1、熟悉仿真环境；
2、掌握数字基带信号的常用波形与功率谱密度；
3*、掌握奈奎斯特第一准则与码间干扰的消除；
4*、掌握眼图及其性能参数。
●仿真设计电路及系统参数设置：
1、记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度；
图1-1记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度仿真电路
时间参数：
No.ofSamples=4096；SampleRate=2000Hz
Rate=100Hz；双极性码Amp=10V；
单极性码Amp=10V，Offset=10V；
功率谱密度选择（dBm/Hz1ohm）；
2、记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度；
图2-1记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度仿真电路
用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；
脉宽0.005s（占空比50%）；
3、改变采样脉冲的占空比，观察并记录归零码波形与功率谱密度的变化；
（仿真电路图同第2题）
参数设置：
用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；脉宽0.009s（占空比90%）；
用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；脉宽0.009s（占空比90%）；
4*、建立如下系统：
其中图符4、5均为示波器；
图符0为Rate=100Hz，Amp=10V的双极性不归零码；
图符3为FIR低通滤波器，其参数设置如下：
通带增益0dB，阻带增益-40dB；
归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.005；
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.095；
分别记录信源与信宿的眼图，建议时间参数如下：
Start=0.02s，Length=0.05s；
5*、改变FIR低通滤波器的归一化截止频率，观察并记录信宿眼图的变化；
（仿真电路图同第4题）
参数设置：
归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.001；
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.099；
归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.009；
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.090；
6*、在FIR低通滤波器前加入高斯白噪声，观察并记录信宿眼图的变化，
建议Densityin1ohm=0.001W/Hz；
图6-1加入高斯白噪声的眼图变化仿真电路
7*、改变高斯白噪声的功率谱密度，观察并记录信宿眼图的变化。
（仿真电路图如第6题）
参数设置：
Densityin1ohm=0.00001W/Hz；
Densityin50ohm=0.005W/Hz；
●仿真波形及实验分析：
1、记录单、双极性不归零码的波形与功率谱密度；
单极性不归零码的波形与功率谱密度
图1-2单极性不归零码的波形
图1-3单极性不归零码的功率谱密度
分析：
基带信号的0电位对应于二进制符号0;正电位对应于二进制符号1。
单极性不归零信号在一个码元时间内，不是有电压（或电流）,就是无电压（或电流）,电脉冲之间没有间隔，极性单一。
发送频率大，接收信噪比较高，占用频带较窄，具有较高的直流和低频成分。
当出现长连“0”或者长连“1”时，不利于接收端位同步定时提取。
双极性不归零码的波形与功率谱密度
图1-4双极性不归零码的波形
图1-5双极性不归零码的功率谱密度
分析：
特点：
用正、负电平的脉冲分别表示二进制代码的“1”“0”。
当1和0等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输。
直流和低频成分较少，在出现长连0或1的时候不利于接收端位同步定时提取。
2、记录单、双极性归零码的波形与功率谱密度；
单极性归零码的波形与功率谱密度
图2-2单极性归零码的波形
图2-3单极性归零码的功率谱密度
分析：
归零波形是它的有电脉冲宽度小于码元宽度，即信号电压在一个码元重视时刻前总要回到零电平。
可以从波形中直接提取定时信息，它是其他码型提取位同步信息时常采用的一种过渡波形。
具有较高的直接和低频成分，不利于信道传输，受信道传输特性和噪声的影响，长连“0”时不利于接收端位同步定时提取，但长连“1”时可以实现接收端位同步定时提取。
双极性不归零码的波形与功率谱密度
图2-4双极性归零码的波形
图2-5双极性归零码的功率谱密度
分析：
兼有双极性和归零波形的特点，由于相邻脉冲之间存在归零电位的间隔，使得接收端很容易识别出每个码元的起止时刻，使得收发双方能保持正确的位同步。
基带信号的0电位对应于二进制符号0;正电位对应于二进制符号1。
单极性不归零信号在一个码元时间内，不是有电压（或电流）,就是无电压（或电流）,电脉冲之间没有间隔
3、改变采样脉冲的占空比，观察并记录归零码波形与功率谱密度的变化；
用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；
脉宽0.009s（占空比90%）；
图3-1双极性归零码的波形（占空比90%）
图3-2双极性归零码的功率谱密度（占空比90%）
用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz；脉宽0.009s（占空比90%）；
图3-3双极性归零码的波形（占空比10%）
图3-4双极性归零码的功率谱密度（占空比90%）
分析：
1、时间波形的占空比越小，占用频带越宽。
2、单极性基带信号是否存在离散谱取决于矩形脉冲的占空比。
单极性NRZ信号中没有定时分量，若想获取定时分量，要进行波形变换；单极性RZ信号中含有定时分量，可以直接提取它。
“0”“1”等概的双极性信号没有离散谱，也就是说没有直流分量和定时分量。
4*、归一化最低截止频率10Hz/2000Hz=0.005；
归一化最高截止频率190Hz/2000Hz=0.095；
分别记录信源与信宿的眼图
图4-1信源眼图
图4-2信宿眼图
分析：
由信源和信宿眼图对比可知系统传输性能影响了眼图。
5*、改变FIR低通滤波器的归一化截止频率，观察并记录信宿眼图的变化；
归一化最低截止频率2Hz/2000Hz=0.001；
归一化最高截止频率198Hz/2000Hz=0.099；
归一化最低截止频率18Hz/2000Hz=0.009；
归一化最高截止频率180Hz/2000Hz=0.090；
分析：
由5-1，5-2两图可知，对于该系统，
滤波器的归一化最低截止频率较低，同时归一化最高截止频率较高较高时，系统传输性能较好。
图5-1信宿眼图归一化最低截止频率2Hz/2000Hz=0.001；
归一化最高截止频率198Hz/2000Hz=0.099；
图5-2信宿眼图归一化最低截止频率9Hz/2000Hz=0.009；
归一化最高截止频率180Hz/2000Hz=0.090；
6*、在FIR低通滤波器前加入高斯白噪声，观察并记录信宿眼图的变化，
建议Densityin1ohm=0.001W/Hz；
分析：
由图6-2可知加入噪声后的系统传输性能变差
7*、改变高斯白噪声的功率谱密度，观察并记录信宿眼图的变化。
分析：
由图7-1，图7-2两图可知，当噪声功率小较时，系统的传输性能好；当噪声功率较大时，系统传输性能会变差。
图6-2加入高斯噪声后的眼图变化
7*、改变高斯白噪声的功率谱密度，观察并记录信宿眼图的变化。
图7-1Densityin1ohm=0.0001W/Hz
图7-2Densityin50ohm=0.05W/Hz
实验成绩评定一览表
系统设计与模块布局
系统设计合理，模块布局合理，线迹美观清楚
系统设计合理，模块布局较合理，线迹清楚
系统设计、模块布局较合理，线迹较清楚
系统设计基本合理，模块布局较合理，线迹较清楚
系统设计不够合理，模块布局较合理，线迹较清楚
参数设置与仿真波形
参数设置合理，仿真波形丰富、准确
参数设置合理，仿真波形较丰富、较准确
参数设置较合理，仿真波形较丰富
参数设置较合理，仿真波形无缺失、无重大错误
参数设置较合理，仿真波形有缺失
参数设置不够合理，仿真波形有缺失或重大错误
实验分析
实验分析全面、准确、表达流畅
实验分析较全面、基本无误、表述清楚
实验分析基本正确、个别地方表述不清
实验分析无原则性错误、表述不清楚
实验分析有缺失或存在严重错误
实验成绩
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