1、通信原理实验评测报告（教师用）123

实验一简单基带传输系统分析

由于本实验是利用SystemView进行仿真分析的第一个上机实验，故安排了较为简单的基带传输系统实验内容，上机操作步骤介绍得也很详细。建议除按照实验的分析内容要求得到分析结果外，应进一步熟悉软件的主要操作步骤。

【实验目的】

通过本次实验，旨在达到以下目的：

1． 结合实践，加强对数字基带通信系统原理和分析方法的掌握； 2． 掌握系统时域波形分析、功率谱分析和眼图分析的方法； 3．进一步熟悉systemview软件的使用，掌握主要操作步骤。 【实验内容】

构造一个简单示意性基带传输系统。以双极性PN码发生器模拟一个数据信源，码速率为100bit/s，低通型信道中的噪声为加性高斯噪声<标准差＝0.3v）。要求： 1．观测接收输入和低通滤波器输出的时域波形；

2．观测接收滤波器输出的眼图；

3．观测接收输入和滤波输出的功率谱；

4．比较原基带信号波形和判决恢复的基带信号波形。 【实验原理】

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。 【实验步骤】 码 PN形 成 低 通 ＋ 第1步：进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数如下： 发生器 滤波器 ① 运行时间：Start Time: 0秒； Stop Time: 0.5秒； ② 采样频率：Sample Rate：10000Hz。 高 斯 第2步：调用图符块创建如图2-1-2所示的仿真分析系统： 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

接 收 判 决

图 2-1-2 创建的简单基带传输仿真分析系统

系统中各图符块的设置如表2-1-1所示：

表2-1-1

编 号 0 图符块属性 =’,True Output=1V,False 7 Operator Compare Output =0v,A input=t6 Output0,B input=t8 Output0 8 Source Sinusoid Amp=0v,Freq=0Hz,Phase=0 deg 9 Sink Analysis Input from t0 Output Port0 10 Sink Analysis Input from t1 Output Port0 11 Sink Analysis Input from t4 Output Port0 12 Sink Analysis Input from t7 Output Port0 其中，Token1为高斯脉冲形成滤波器；Token3为高斯噪声产生器，设标准偏差 Std Deviation=0.3v，均值Mean=0v；Token4为模拟低通滤波器，来自选操作库中的“LinearSys”图符按钮，在设置参数时，将出现一个设置对话框，在“Design”栏中单击Analog…按钮，进一步单击“Filter PassBand”栏中Lowpass按钮，选择Butterworth型滤波器，设置滤波器极点数目：No.of Poles=5<5阶），设置滤波器截止频率：LoCuttoff=200 Hz。 第3步：单击运行按钮，运算结束后按“分析窗”按钮，进入分析窗后，单击“绘制新图”按钮，则Sink9～Sink12显示活动窗口分别显示出“PN码输出”、“信道输入”、“信道输出”和“判决比较输出”时域波形。 第4步：观察信源PN码和波形形成输出的功率谱。在分析窗下，单击信宿计算器按钮，在出现的“System Sink Calculator”对话框中单击Spectrum按钮，分别得到Sink9 和Sink10的功率谱窗口

根据以上步骤，要求获得如下的仿真结果： 1. 数字基带传输系统仿真电路图；

2. 获得信源的PN码输出波形、经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形、滤波器输入

端信号波形、抽样判决器输出端恢复的基带信号波形； 3. 对比输入端PN码波形和输出端恢复的波形，并分析两者的区别；

4. 对比PN码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱，并分析两者的差别； 5. 对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图，并分析两者的差别。 【实验报告要求】

1. 实验报告必须写清楚实验名称、实验目的、实验内容、实验原理、实验结果和分

析、实验仿真电路图及各主要部件参数、实验心得等。 2. 实验内容应包括实验要求的所有内容。

3. 实验报告上交手写版，仿真电路图和实验结果图可以粘贴，要求字迹清楚，格式工整。

获得信源的PN码输出波形、经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形、滤波器输入端信号波形、抽样判决器输出端恢复的基带信号波形； PN码输出波形：Amp=1v，Offset=0v，Rate=100Hz，Levels=2，Phase=0deg。 1.

经高斯脉冲形成滤波器后的码序列波形：此滤波器的作用是压缩输入信号频带，从图中可以观察到，下降沿<上升沿）变得相对缓慢，这是由于滤波器滤除了部分高频分量。

滤波器输入端信号波形：由于在信道中存在噪声，从而使得此处输入波形产生波纹。

抽样判决器输出端恢复的基带信号波形：

2. 对比输入端PN码波形和输出端恢复的波形，并分析两者的区别； 答：对比两个波形可知，输出端恢复的波形产生了一定的延时。

4.对比PN码和经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱，并分析两者的差别； A:PN码的功率谱

B:经高斯脉冲形成滤波器后的码的功率谱

观察两个功率谱：未经滤波的pn码的功率谱高频部分幅度明显大于经过了滤波后的功率谱，这就体现了高斯脉冲形成滤波器压缩输入信号频带的作用。 5.对比信道输入端信号和信号输出端信号的眼图，并分析两者的差别。 信道输入端信号的眼图：

信号输出端信号的眼图：

两者的差别：1、输入端信号的眼图斜边斜率比输出端信号的要小，所以它对定时误差更加敏感；2、输入端信号边界区很宽，这说明他受到的噪声干扰很大，而输出端信号由于是经过抽样判决出来的信号，不受噪声干扰；3输出端信号眼图比输入端信号眼图张开度更大，更端正，他的码间串扰要更小。 提问解答：

1、Token5的抽样频率必须满足抽样定理，否则将会使输出的恢复波形产生失真：如将其频率设置为50Hz，所得的恢复波形：

2、对比接收端有接收滤波器与没有是眼图的区别

以下两图前者为在滤波以后的眼图，后者为未加滤波器的的眼图可以看出前者的眼图睁开度更大，边界斜率跟大，边界厚度更小，由眼图性质可知前者的码间串 扰，噪声干扰要比后者小得多，但是在未加滤波器时恢复出的波形并未发生失真，这是由于系统处于最佳抽样时刻。