通信原理硬件实验实验报告 - 图文

通信原理硬件实验

实验报告

班级： 专业:

姓名 成绩

Beijing University of Posts and Telecommunications

1、实验内容（要求）

学习使用SystermView软件进行通原实验仿真。练习做16QAM调制星座图仿真图，

并验证无码间干扰的奈奎斯特准则。

2、 实验目的

使用SystermView软件对通信原理中学过的调制方式和基本准则进行计算机仿真，通过对仿真波形的讨论，加深同学们对通信原理内容的学习和理解。本次实验主要目的是熟悉SystermView软件，学习基本的设计思路，学会画实验原理图，自己设置相应的参数进行仿真，学习对仿真结果判断、讨论。

3、 设计思路（原理） （一）16QAM调制

正交幅度调制（QAM）是有两个相互正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，可以表示为S(t)=错误！未找到引用源。 i=1,2,……M，0错误！未找到引用源。t≤错误！未找到引用源。

本次实验验证矩形星座16QAM信号的产生和解调。具体如下： 1. 信号的产生

信号有两个四进制的正弦信号产生，分别乘以正交的载波coswct错误！未找到引用源。和sinwct错误！未找到引用源。 相加后成为矩形星座16QAM信号； 错误！未找到引 用源。进制信号 16QAM信号

错误！未找到引 用源。进制信号

2、信号解调 QAM信号的解调采用的是对接收波采用两个正交信号的相干解调，并串变换后输出即为16QAM信号，本次实验的目的是观察讨论16QAM的矩形星座，故最后没有对信号进行并串变换，而是对分析器的输出进二维整合得到星座图。 错误！未找到引 用源。进制信号 r (t)

错误！未找到引

用源。进制信号

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（二）无码间干扰的奈奎斯特准则

在实际数字通信中的信道往往是限带的，因而发送信号的带宽受限于信道带宽，奈奎斯特准则考虑的就是通过限带信号无码间干扰基带传输的信号设计问题。满足无码间干扰传输的最大符号速率Rs=2W,称此传输速率为奈奎斯特速率。（W表示限带信道带宽）。

简单的基带传输系统原理框图如图2-1-1所示，该系统并不是无码间干扰设计的，为使基带信号能量更为集中，形成滤波器采用高斯滤波器。

PN码 形 成 接 收 低 通 ＋发生器 滤波器 判 决

高 斯

噪声源

加性高斯低通型信道

图2-1-1 简单基带传输系统组成框图

假设基带信道是理想的，仿真实验中采用低通滤波器表示。低通滤波器带宽固定，逐步改变输入信号的速率，通过观察判决后的信号是否失真来验证奈奎斯特准则。

4、 实验步骤，用文字叙述主要参数

（一）16QAM信号

步骤1：根据16QAM调制解调原理，按照设计思路的框图用Systemview软件建立一个仿真电路。实验连接图（见下图）

原件参数设置为： 图形编号 图形属性 功能 基带信号—PN码序列 参数 幅度Amp = 1 v；信息速率 Rate = 10 Hz； 维度Levels = 4；相位Phase = 0 deg Token 0、1 Source PN Seq 2 / 11

Token 4、10 Token11、12 Token 16 source Sinusoid Operator Linear Sys 载波 Butterworth Lowpass IIR; 相干解调 幅度Amp = 1 v(0-p)；频率Freq = 100 Hz； 相位Phase = 0 deg， 带宽Fc=10Hz; Source:Gauss 高斯噪声 Noise 乘法器 加法器 分析窗 方差Std Dev = 500e-3 v；均值Mean = 0 v； Max Rate = 1e+3 Hz Token3、5、Mulip 8、9 Token 6 Token7、13、14 add 步骤2：在设置滤波器之前设置系统采样时间t=20s、频率f=1kHz；在Systemview系统窗内运行该系统后，转到分析窗观察所设四个观察点波形。

步骤3：在分析窗内绘制星座图。点击分析窗口下方的根号键，在弹出的操作框中右侧选择Token13，14作为直角坐标系的两个维度。观察得到的星座图。

（二）验证奈奎斯特准则

步骤一 ：设置系统时间参数:起始时间为0，结束时间为1s，采样频率为4KHz。 步骤二：按照设计思路绘制框图，实验连接图如下：

步骤三：设置相应参数。列表如下： 图形编号 图形属性 Token0 Source: PN Seq 功能 参数 基带信号 幅度Amp = 2 v；信息速率Rate = 1e+3 Hz 维数Levels = 2；相位 Phase = 0 deg -PN序列 3 / 11

Token5 Token8 Operator: Linear Sys Operator: Linear Sys Source: Gauss Noise 升余弦滤波器 带宽Symbol Rate = 1e+3 Hz 升余弦系数Roll-Off Factor = .5 LowPass FIR 理想信道 带宽Fc = 200 Hz； 方差Std Dev = 500e-3 v；均值 Mean = 0 v； Token13 高斯噪声 Token3 Operator：Sampler 采样 采样速率Rate=4KHz Token4 Operater：Holder 保持 增益Gain=1 Token7 LogicBuffer ：判决 延时Gate Delay=0sec 门限Threshold=0.5V Token 1 Operator: Delay 延时器 延时Delay=0 sec 以上表格中给出的是最开始的参数设置，具体仿真时有些参数会发生变化，具体变化数值会另行标明。

步骤四：运行之后观察信源PN码和波形形成输出的功率谱。逐步改变输入PN码速率，通过对比观察输出信号是否失真，多大速率下失真来验证奈奎斯特准则。

5、 实验结果、分析（例如不同参数条件下结果有何不同）

（一）16QAM

噪声对星座图的影响：输入信号幅度为1V， （1）噪声方差Std Dev=0V时

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