【正文】 stemVue系統(tǒng)仿真軟件中，系統(tǒng)提供了A律和μ律兩種標準的壓縮氣和擴張器，用戶可以根據(jù)需要選取其中一種進行仿真實驗。 通常情況下，我們采用信號壓縮與擴張技術(shù)來實現(xiàn)非均勻量化，就是在保持信號固有的動態(tài)范圍的前提下，在量化前將小信號放大，而將大信號進行壓縮。其量化方式可分為兩種： 均勻量化編碼：常用二進制編碼，主要有自然二進碼和折疊二進碼兩種。 掌握PCM編碼信號的壓縮與擴張的實現(xiàn)方式二、 實驗內(nèi)容 設(shè)計一個PCM調(diào)制系統(tǒng)的仿真模型 采用信號的壓縮與擴張方式來提高信號的信噪比三、 基本原理在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，以PCM（脈沖編碼調(diào)制）為代表的編碼調(diào)制技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于模擬信號和數(shù)字傳輸中，所謂脈沖編碼調(diào)制，就是將模擬信號的抽樣量化值變換成代碼，其編碼方式如下圖所示：PCM編碼經(jīng)過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字編碼。 將偽隨機信號的碼速率修改為110b/s，運行仿真，再次觀察輸入輸出信號波形的差別。最終的仿真系統(tǒng)如下圖所示： 關(guān)閉噪聲信號，運行仿真，將輸入信號波形與輸出信號波形進行疊加，觀察仿真結(jié)果。其中抽樣器的抽樣頻率與數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)率一致，設(shè)為100Hz。四、 實驗步驟 設(shè)定系統(tǒng)的仿真時間參數(shù)：采樣頻率設(shè)定為1000Hz，采樣點位512個 放置信號源：碼速率為100b/s的偽隨機信號 放置用于整型的升余弦滾降低通濾波器，其截止頻率設(shè)定為50Hz，在60Hz處有60dB的衰落，相當于一個帶寬為50Hz的信道 為了模擬傳輸?shù)脑肼?，將低通濾波器的輸出疊加上一個高斯噪聲。假定有一數(shù)字基帶信號，其碼速率為100b/s，則按照奈奎斯特第一準則，為保證數(shù)字基帶信號的無失真?zhèn)鬏?，傳輸信道的帶寬必須要?0Hz以上。奈奎斯特第一準則給出了消除這種碼間干擾的方法，并指出了信道帶寬與碼速率的基本關(guān)系，即其中Rb為傳碼率，單位為B/s（波特/秒）。三、 基本原理傳輸數(shù)字基帶信號受到約束的主要因素是系統(tǒng)的頻率特性，當基帶脈沖信號通過系統(tǒng)時，系統(tǒng)的濾波作用使脈沖拖寬，在時域上，它們重疊到附近的時隙中去。實驗五 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真實驗 一、 實驗?zāi)康?加深對數(shù)字基帶信號傳輸?shù)臒o失真條件的了解。 為每個諧波分量連接一個接收器，觀察6個諧波分量的波形 將6個諧波分量通過加法器進行疊加，得到合成以后的信號波形。 從信源圖符中選擇脈沖信號，設(shè)定其為方波，頻率為10Hz 分別設(shè)定6個帶通濾波器，通帶頻率分別為10Hz，30Hz，50Hz，70Hz，90Hz，110Hz帶寬都為4Hz。傅立葉分析法是常見的一種，一個矩形信號可分解為： 由此可看出，其傅立葉展開式只含有奇次諧波分量1，3，5...2n1,于是可按照下圖對方波信號進行分解，然后再通過相加器進行信號的合成。分解的方法有多種，常見的分析方法有：直流分量與交流分量，偶分量與奇分量，脈沖分量與正交函數(shù)集等。二、 實驗內(nèi)容 通過設(shè)計一個仿真模型，進行信號的分解與合成。6. 將兩路信號通過相乘器相乘得到信號，并通過接收器顯示，最終仿真結(jié)果如下圖所示：四、 實驗結(jié)果1. 畫出相應(yīng)的信號輸出波形2. 利用SystemView繪制實指數(shù)信號，給出系統(tǒng)模型，并畫出波形圖實驗四 信號的分解與合成一、 實驗?zāi)康?了解信號的分解與合成原理。4. 選擇Function圖符庫下的X^a圖符，用來表示信號的a次方，按照函數(shù)式，a=1。3. 選擇函數(shù)庫的Polynomial(多項式)圖符，對信號代入多項式。第二部分 實現(xiàn)函數(shù)1. 設(shè)定仿真時間參數(shù)，設(shè)定仿真時間為20秒，采樣頻率20Hz。4. 在Operator(算子庫)中選擇Negate圖符，表示負號。設(shè)定多項式為t4，即系數(shù)均設(shè)定為0，而X和X0系數(shù)分別設(shè)定為1和4。實驗三 信號的運算一、 實驗?zāi)康?掌握SystemVue中函數(shù)庫與算子庫的使用 進一步熟悉SystemVue中分析窗口的使用二、 實驗內(nèi)容 熟悉函數(shù)庫中常用圖符的功能，并使用相應(yīng)的圖符完成信號的運算操作三、 實驗步驟第一部分：實現(xiàn)高斯函數(shù)1. 選擇信源圖符庫，并選擇Aperiodic下的Time圖符，增益參數(shù)設(shè)定為1，表示一個線性增加的信號。然后將移動后的信號波形與調(diào)制信號波形疊繪，得到如下波形窗口：五、 實驗結(jié)果 分別讀取已調(diào)信號頻譜中的上下邊帶的峰值點。operators下overlayplots,再Ctrl同時選中要疊加的多個窗口 OK 繪制瀑布（WaterFall）圖： 單擊 對調(diào)制信號和已調(diào)信號的功率譜進行疊繪。單擊可參考分析窗口工具條，根據(jù)個人習慣重新調(diào)整窗口顯示排列。 建立一個常規(guī)雙邊帶的調(diào)制系統(tǒng)，如實驗一所示。同設(shè)計窗口一樣，滾動條包括用于左右滾動的水平滾動條和用于上下滾動的垂直滾動條；提示信息區(qū)顯示分析窗口的狀態(tài)信息、坐標信息和分析的進度指示；活動圖形窗顯示輸出的各種圖形，如波形圖、功率譜、眼圖等。在分析窗口中單擊系統(tǒng)按鈕即可返回系統(tǒng)設(shè)計窗口。這些功能可以通過單擊分析窗工具條上的快捷按鈕或通過下拉菜單來激活。如圖所示。 能利用分析窗口對波形進行時域與頻域的分析二、 實驗內(nèi)容 建立簡單的調(diào)制系統(tǒng)，并使用分析窗口對輸出信號進行時域與頻域的分析，得出分析結(jié)果。3) 對圖符進行連線，如下圖所示：4) 設(shè)置仿真參數(shù)：i. ii. 采樣點 1024iii. 采樣頻率 10kHz5) 運行仿真，并得到各個接收器的波形。 。 至設(shè)計窗口，雙擊該圖符，選擇調(diào)制器“Modulators”中的“DSBAM”，并在參數(shù)設(shè)置窗口中的文字框中輸入幅度1V，頻率1000Hz，確認退出，圖符變成3) 放置兩個接收器圖符，分別接收信號源圖符的輸出和函數(shù)算術(shù)運算的輸出，并選擇Graphic標簽下的圖符，表示在系統(tǒng)運行結(jié)束后才顯示接收到的波形。2) 選擇函數(shù)庫，并選擇Algebraic標簽下的圖符。除了產(chǎn)生CDMA所需的信號發(fā)生器模型、調(diào)制解調(diào)信號模型外，還設(shè)計了復合IS95建議的CDMA所有信道模型，可按兩種速率工作。通信庫2已被合并到基本通信庫中。3. 擴展用戶庫擴展的用戶庫包括有擴展通信庫IS95/CDMA、數(shù)字視頻廣播DVB等。（邏輯運算庫）：邏輯運算自然離不開邏輯庫了，它包括象與非門這樣的通用器件的圖標、74系列器件功能圖標及用戶自己的圖標等。例如乘法器、加法器、除法器和反相器的圖標代表真正的DSP算法操作符。（DSP庫）：DSP庫能夠在你將要運行DSP芯片上仿真DSP系統(tǒng)。（通信庫）：包含有大量的通信系統(tǒng)模塊的通信庫，是快速設(shè)計和仿真現(xiàn)代通信系統(tǒng)的有力工具。（信源庫）：SystemView為我們提供了16種信號源，可以用它來產(chǎn)生任意信號（算子庫）功能強大的算子庫多達31種算子，可以滿足您所有運算的要求（函數(shù)庫）32種函數(shù)盡顯函數(shù)庫的強大庫容?。ㄐ盘柦邮掌鲙欤?2種信號接收方式任你挑選，要做任何分析都難不倒它2. 擴展功能庫擴展功能庫提供可選擇的能夠增加核心庫功能的用于特殊應(yīng)用的庫。《數(shù)字通信基礎(chǔ)》實驗指導書遼寧工業(yè)大學2013年9月43 / 66目 錄實驗一　 圖符庫的使用 1實驗二 信號的時域與頻域分析實驗 5實驗三 信號的運算 11實驗四 信號的分解與合成 14實驗五 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真實驗一 17實驗六 模擬信號的數(shù)字傳輸仿真 20實驗七 用戶自定義濾波器的設(shè)計 29實驗八 通信系統(tǒng)仿真 39實驗九　 信號的幅度調(diào)制 1實驗十 信號抽樣及恢復 5實驗十一 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)仿真實驗二 11實驗十二 匹配濾波器 14實驗十三 幅移鍵控ASK 17實驗十四 頻移鍵控FSK 20實驗十五 相移鍵控 PSK 29實驗十六 16QAM 39實驗十七 接收信號中載波的提取 1實驗十八 標準調(diào)幅 5實驗十九 雙邊帶調(diào)制(DSB) 11實驗二十 單邊帶調(diào)制(SSB) 14實驗二十一 窄帶角度調(diào)制(NBFM、NBPM) 17實驗一 圖符庫的使用一、 實驗?zāi)康?了解SystemVue圖符庫的分類 掌握SystemVue各個功能庫常用圖符的功能及其使用方法二、 實驗內(nèi)容按照實例使用圖符構(gòu)建簡單的通信系統(tǒng)，并了解每個圖符的功能。三、 基本原理SystemVue的圖符庫功能十分豐富，一共分為以下幾個大類1. 基本庫SystemView的基本庫包括信源庫、算子庫、函數(shù)庫、信號接收器庫等，它為該系統(tǒng)仿真提供了最基本的工具。它允許通信、DSP、射頻/模擬和邏輯應(yīng)用。這些模塊從糾錯編碼、調(diào)制解調(diào)、到各種信道模型一應(yīng)俱全。該庫支持大多DSP芯片的算法模式。還包括高級處理工具：混合的Radix FFT、FIR和IIR濾波器以及塊傳輸?shù)?。（射頻/模擬庫）：射頻/模擬庫支持用于射頻設(shè)計的關(guān)鍵的電子組件，例如：混合器、放大器和功率分配器等。通信庫2: 擴展的通信庫2主要對原來的通信庫加了時分復用、OFDM調(diào)制解調(diào) 、QAM編碼與調(diào)制解調(diào)、卷積碼收縮編解碼、GOLD碼以及各種衰落信道等功能。IS95庫:IS95庫為設(shè)計CDMA和個人通信系統(tǒng)提供了一個快捷的工具。四、 實驗步驟第一部分：計算信號的平方信號源平方接收器接收器1) 從基本圖符庫中選擇信號源圖符，選擇正弦波信號，參數(shù)設(shè)定中設(shè)置幅度為1，頻率為10Hz，相位為0。在參數(shù)設(shè)定中設(shè)置a=2，表示進行x2運算。4) 將圖符進行連接，運行仿真，最終結(jié)果如下圖所示：第二部分 常規(guī)雙邊帶條幅（AM）1) 按快捷鍵 切換到通信圖符庫Comm，從圖符庫中拖動一個圖符2) 放置兩個接收器圖符，用于接收調(diào)制信號和已調(diào)信號波形。五、 實驗結(jié)果 畫出以上兩個部分的調(diào)制信號和已調(diào)信號的波形以及算術(shù)表達式實驗二 信號的時域與頻域分析實驗 一、 實驗?zāi)康?掌握信號的時域與頻域的分析方法 掌握SystemVue分析窗口的使用。三、 基本原理分析窗口是用戶觀察SystemVue數(shù)據(jù)輸出的基本工具。有多種選項可以增強顯示的靈活性和用途。在系統(tǒng)設(shè)計窗口中單擊分析窗口按鈕，即可訪問分析窗口。分析窗口包括標題欄、菜單欄、工具條、滾動條、活動圖形窗口和提示信息區(qū)。四、 實驗步驟 點擊菜單欄的File，選擇New System建立一個新文件。 單擊 “Analysis”快捷按鈕進入分析窗口，這時應(yīng)該可以看到兩個圖形，一個是100Hz的正弦信號，另一個是調(diào)制后的信號。 對輸入的信號進行譜分析。 接收計算器按鈕，出現(xiàn)接收計算器選擇窗口，選擇“Spectrum”分析按鈕，并分兩次選中W0、W1，就會出現(xiàn)兩個新的圖形WW3，分別對應(yīng)前面兩個波形的頻譜圖，其中一個出現(xiàn)在100Hz的位置上（對應(yīng)未調(diào)制的正弦波），另一個在中心頻率為1000 Hz的位置上顯示出載波和上下兩個邊帶的頻譜。單擊 接收計算器按鈕，出現(xiàn)接收計算器選擇窗口，選擇“Style”下的WaterFall按鈕，并在右邊的窗口中選中W1（AM調(diào)制信號），然后設(shè)置Y Offset的值為3，即表示將AM調(diào)制信號的波形向上垂直移動3個單位，得到新的信號波形。 修改雙邊帶調(diào)制信號的調(diào)制參數(shù)，觀察調(diào)制參數(shù)的變化對已調(diào)信號時域和頻域上施加的影響，并作好記錄。2. 選擇函數(shù)庫的Polynomial(多項式)圖符，對信號代入多項式。3.