第一篇：通信仿真實踐實驗報告

大連理工大學

本科實驗報告

課程名稱：

通信仿真實驗

學

院：

電信學部

專

業：

電子信息工程

班

級：

電子1301

學

號：

201383022

學生姓名：

陳冠謀

2016年 12 月 12 日

大連理工大學實驗預習報告

學院（系）：

電信學部

專業：

電子信息工程

班級：

電子信息工程

姓

名：

陳冠謀

學號：

201383022

組：

___

實驗時間：

2016.12.5

實驗室：

實驗臺：

指導教師簽字：

成績：

實驗名稱：USRP 通信系統綜合實驗

一、實驗目的和要求

1.學習ubuntu 基本命令和文件系統；

2.學習usrp 觀測無線信號頻譜圖和時域圖的方法；

3.學習如何生成和發送一個信號數據包；

4.學習benchmark 之間的通信機制；

5.學習benchmark 如何傳輸文件；

6.學習GRC 的信號處理模塊、流程圖及其使用方法；

7.學習DPSK 調制解原理。

二、實驗原理和內容

基于USR的DPSK系統眾所周知，在數字蜂窩移動系統中，采用抗干擾能力強、無碼性能好、頻譜利用率高的線性調制和頻譜泄露小的恒包絡（連續相位）調制技術，以盡可能地提高單位頻帶內傳輸數據的比特速率。PSK調制是線性調制技術的典型，而GSM蜂窩網絡才用的GMSK調制技術是恒定包絡調制技術的典型。在本實驗和下一個實驗中，將通過軟件無線電平臺實現這兩種技術的數據傳輸。

三、實驗步驟

（1）DPSK（差分相移鍵控）是為了解決普通 PSK 相位模糊問題提出來的。基于GRC的DPSK 信號產生的流程圖如圖所示。其中 Pecket Encoder 模塊的作用是對抽樣數 據進行包編碼。通過 GNURadio平臺可以實現 DBPSK、DQPSK、D8PSK。其流程圖都是一樣的，只需改變調制模塊中的調制方式參數即可。

（2）在接收機端調用 usrp_fft.py和usrp_oscope.py，觀測DPSK 調制產生的射頻信號的時域圖、頻譜圖、以及星座圖等。

（3）DPSK 解調及認證 DPSK 的 GRC 解調流程圖如下：

該流程圖中以USRP作為信號源，以接收空間中的無線調制信號。設計解調流程圖應該注意的是其參數如 samp_rate、Samples/Symbol、Type 等都要與調制流程圖中的參數設置對應，并且要符合個參數具體要求。此外最值得注意的是 USRP Source的Decimation 要設置為調制流程圖中 USRPSink的Interpolation的一半。否則不能正確解調出信號源數據。DPSK調制流程圖解調流程圖接下來分別以 500Hz的正弦信號、[001]的向量以及文件作為信源，通過比較解調數據與信源是否一致 來驗證整個調制解調過程的正確性。

四、儀器設備

PC 兩臺 USRP 一臺

大連理工大學實驗報告

學院（系）：

電信學部

專業：

電子信息工程

班級：

電子信息工程

姓

名：

陳冠謀

學號：

201383022

組：

___

實驗時間：

2016.12.5

實驗室：

實驗臺：

指導教師簽字：

成績：

實驗名稱：USRP 通信系統綜合實驗

一、實驗目的和要求

見預習報告。

二、實驗原理和內容

見預習報告。

三、實驗步驟

見預習報告。

四、儀器設備

PC 兩臺 USRP 一臺

五、實驗數據記錄和處理

1、通過命令行檢查硬件設備的連接狀況。輸入sudosu獲取管理員權限，輸入密碼即1234，若不進行此操作將無法檢查硬件設備。輸入usrp_probe回車，彈出顯示窗口。子板選擇為RXA，點擊 Probe即可檢查接受板 A 的連接情況。

圖1受檢板A的連接情況

2、用快速傅里葉變換 FFT 分析信號

圖2信號及時域波形圖

3、改變輸出波形數據，和發射頻率

圖3 更改后的發射數據

4、改變接收端頻率

圖4更改后的接收端頻率

5、在實驗基礎上加設FFT

圖5 加設FFT 6．輸出.XY通道的波形

圖6 輸出的XY通道

可見XY通道相位差90度 7遮擋天線后接收的數據如下

圖7接收到的誤碼

8用如下指令進行音樂播放

圖8 指令圖

9基于USRP的DPSK系統設計實現

圖9.1 DPSK發射系統

圖9.2DPSK解調系統

10.調制解調分析

圖10.1 碼元序列-1 0 1時，接收的信號與頻譜圖

圖10.2碼元序列-1，-2，-3時，接收的信號與頻譜圖

圖10.3碼元序列1,2,3,4,5,6時，接收的信號與頻譜圖

圖10.4碼元序列-1，-2，-3，-4，-5，-6，0，1，2，3，4，5，6時，接收的信號與頻譜圖

圖10.5實驗中的操作指令

圖10.6實驗中的操作指令

六、實驗結果與分析

在本次試驗中，三人一組進行了實驗，在實驗中三個人相互緊密配合，成功的完成了實驗。我和另一組分別進行了數據的接收和發送，發現如果選用的發射頻率相同會產生干擾。學習了一系列計算機指令。實驗過程中老師提出的各種問題讓我們耳目一新，了解了信號壓制解調的的原理和操作步驟。Ubuntu的學習使得我對這個系統有了初步的了解，有助于我運用這個系統進行操作使用，有助于增加我的知識儲備。

第二篇：通信仿真實驗報告

通信仿真實驗報告 通信系統仿真實驗 實驗報告要求: 1.所有實驗均要手畫仿真模型框圖,或對仿真原理解釋說明;2.必須清楚的標題仿真系統中所設置的參數;3.仿真程序一般不要放在正文內部,而就是改在每個實驗報告的最后,作為附件。但正文部分可以解釋說明所用到的重要的仿真技巧,庫數等等。

4.所有仿真程序產生的結果都要有手寫分析,即要判決仿真結果就是否正確,說明了什么問題,能夠得出什么結論,要如何改進等等。

實驗一 隨機信號的計算機仿真 實驗目的:仿真實現各種分布的隨機數發生器 實驗內容: 1、均勻分布隨機數的產生 用線性同余法,編寫 Matlab 程序,產生均勻分布的隨機數。

? ? ? ?)5000 mod(] 1323 241 [ 1 ? ? ? n x n x

初始種子 x(0)自己選擇。

線性同余算法就是使用最為廣泛的偽隨機數產生器,該算法含有 4 個參數:模數 m(m>0),乘數 a(0≤a< m),增量 c(0≤c

通信仿真實驗報告

2、用反函數法,將均勻分布的隨機變量變換為具有單邊指數分布的隨機變量。編寫 Matlab 程序,產生指數分布的隨機數。計算并比較理論 pdf 與從直方圖得到的 pdf。

指數分布隨機變量 pdf 定義為: 0),()exp(2)(? ? ? ? ??x u x x p X ,)(x u 為單位階躍函數。

先自行設置取樣點數,取 a=5;產生均勻分布隨機變量,轉化為單邊指數分布,理論與仿真符合通信仿真實驗報告

設計題: 3、用 Matlab 編程分別產生標準正態分布、指定均值方差正態分布、瑞利分布、賴斯分布、中心與非中心χ2 分布的隨機數,并畫出相應的 pdf。

y1=normpdf(x,0,1);

y2=normpdf(x,4,2);

通信仿真實驗報告

瑞麗

p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);中心 4、設輸入的隨機變量序列 X(n)為 N=1000 獨立同分布高斯分布的離散時間序列,均值為 0,方差為 1,采樣間隔 0、01s。通過某線性時不變濾波器,輸出隨機變量序列 Y(n)的功率譜密度為: 2)2(11)(ff S Y? ??

（1）

設計該濾波器

通信仿真實驗報告（2）

產生隨機變量序列 Y(n)。

X0=0;

%設置產生序列的遞推公式的初始值:X(0)N=1000;

%設置序列的長度 rh=0、9;

%設置產生序列的遞推公式的系數 X=zeros(1,N);

%定義序列 X w=rand(1,N)-1/2;

%產生序列 w:在(-1/2,1/2)內均勻分布

%計算序列 X 的 N 個樣本:X(1),X(2),…,X(N)

X(1)=rh*X0+w(1);

for i=2:N

X(i)=rh*X(i-1)+w(i);

End X(n)的功率譜密度

濾波器的幅度響應

通信仿真實驗報告

附件: 實驗二 數字基帶調制 實驗目的:數字通信系統中,基帶傳輸的仿真。

實驗內容: 用 MATLAB 編程仿真實現二進制脈沖幅度調制(PAM)數字通信系統的調制過程。要求畫出 12bit 隨機輸入與對應的已調波形輸出。

通信仿真實驗報告

1.繪出 40bit 隨機輸入條件下調制波形形成的眼圖。

2.用蒙特卡羅仿真方法計算在信道為加性高斯白噪聲時,該系統在不同信噪比下的差錯概率。

通信仿真實驗報告

3.畫出該系統的理論誤碼率(報告中還要寫出理論公式),與蒙特卡羅仿真結果比較,就是否一致,分析結果。

設計題 4、設計 FIR 根升余弦濾波器,具體指標如下:

(1)碼片速率為 1、28MHz,采樣率為 4 倍碼片速率(2)滾 降 系 數 0、22, 沖 激 響 應 序 列 長 度

通信仿真實驗報告 65

N_T=8;

%沖激響應序列長度為 2*N_T*Fs/Fc+1 R=0、22

%滾降系數 Fc=1、28e+6;Fs=4*Fc;

%抽樣率為 4 倍碼片速率 Tc=1、0e-6/1、28;

%碼片周期 %[Num,Den] = rcosine(Fc,Fs,“sqrt”,R);

Num=rcosfir(R,N_T,4,Tc,“sqrt”);[H,w]=freqz(Num,[1],1000,“whole”);H=(H(1:1:501))“;w=(w(1:1:501))”;Mag=abs(H);db=20*log10((Mag)/max(Mag));pha=angle(H);plot(w/pi,db);grid;

通信仿真實驗報告 axis([0 1-60 1]);xlabel(“歸一化角頻率”);ylabel(“RRC 濾波器幅度響應(dB)”);(1)[H,w]=freqz(B,A,N)(2)[H,w]=freqz(B,A,N,’whole’)

(1)中 B 與 A 分別為離散系統的系統函數分子、分母多項式的系數向量,返回量 H 則包含了離散系統頻響在 0~pi 范圍內 N 個頻率等分點的值(其中N 為正整數),w 則包含了范圍內 N 個頻率等分點。調用默認的 N 時,其值就是 512。

(2)中調用格式將計算離散系統在0~pi范內的N個頻率等分店的頻率響應的值。

因此,可以先調用 freqz()函數計算系統的頻率響應,然后利用 abs()與angle()函數及 plot()函數,即可繪制出系統在 或 范圍內的頻響曲線(3)產生一串(-1、1)等概率分布的隨機序列,并對該序列進行脈沖成形濾波。

附件: 實驗三 數字頻帶調制 實驗目的:對數字信息的頻帶傳輸進行仿真。

通信仿真實驗報告 實驗內容: 1.用 MATLAB 編程仿真實現二進制相位調制(BPSK)數字通信系統的調制過程。要 求 畫 出 12bit 隨 機 輸 入 與 對 應 的 已 調 波 形 輸 出。

2.并用蒙特卡羅仿真方法計算在信道為加性高斯白噪聲時,該系統在不同信噪比下的差錯概率

通信仿真實驗報告 3.畫出該系統的理論誤碼率,與蒙特卡羅仿真結果比較,就是否一致,分析結果。

設計題 4.QPSK 調制,解調與檢測的 MATLAB 仿真,并用蒙特卡羅方法估計該系統在加性高斯白噪聲情況下的差錯概率。

（1）

使用范圍在(0,1)內的均勻分布隨機數發生器,來產生等概率出現的四

通信仿真實驗報告 進制符號序列,再將序列映射到對應的信號向量。

s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1;

%定義 QPSK 信號:4 種可能的取值

N=10000;

%設置發送數據符號的個數

%產生待發送的二進制比特數據流:長度為 2N

signal=rand(1,2*N);

qpsk=zeros(1,N);

%定義經過調制后的信號序列

%產生調制后的信號序列 qpsk

for i=1:N

if signal(2*i-1)<0、5

if signal(2*i)<0、5

qpsk(i)=s00;

else qpsk(i)=s01;

end;

else

if signal(2*i)<0、5

qpsk(i)=s10;

else qpsk(i)=s11;

end;

end;

end;

（2）

利用高斯隨機數發生器產生均值為 0,方差為 N0/2 的高斯噪聲。

NO=(10^(SNR_in_DB/10))sgma=sqrt(N0/2);

n(1)=gngauss(sgma)（3）

設計檢測器,用蒙特卡羅方法估計檢測器產生的符號誤差。

通信仿真實驗報告

實驗四 通信信道建模仿真 實驗目的:無線通信信道的仿真實現 實驗內容: 確定信號的 DTFT 譜分析 窗對頻率分辨率的影響

1-1

通信仿真實驗報告

1-2

1-3

通信仿真實驗報告

1-4

2-1

通信仿真實驗報告

2-1

2-2

通信仿真實驗報告

3-1

通信仿真實驗報告

%% Zero padding DFT

v=2;

dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));

figure(3);

stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),“、”);

axis([-1 1 0 35]);

title(“DFT spectrum with 64 zeros padded”);

xlabel(“Normalized digital frequency”);

%% Zero padding DFT

通信仿真實驗報告 v=4;

dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));

figure(4);

stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),“、”);

title(“DFT spectrum with 3*64 zeros padded”);

xlabel(“Normalized digital frequency”);

axis([-1 1 0 35]);

%%

v = 8;

dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));

figure(5);

stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),“、”);

title(“DFT spectrum with 7*64 zeros padded”);

xlabel(“Normalized digital frequency”);

axis([-1 1 0 35]);

4-1: 產生并繪制 10 個高斯-馬爾科夫序列樣本

通信仿真實驗報告

4-1: 功率譜、4-2

R=0、5

通信仿真實驗報告

4-2

R=0、5 功率譜、5

通信仿真實驗報告

實驗五 信道衰落的影響與分集接收仿真 單徑 A=0° 單路徑移動臺包絡幅度-移動距離

單路徑移動臺包絡相位

單路徑移動臺歸一化頻譜

通信仿真實驗報告兩徑幅度

兩徑相位

兩徑頻譜

通信仿真實驗報告兩徑 R=0、5 幅度

兩徑 R=0、5 相位

兩徑 R=0、5 頻譜

通信仿真實驗報告

3:3-1 30°幅度

3-1 30°相位

3-1 30°頻譜

通信仿真實驗報告

3-1 45°幅度

3-1 45°相位

3-1 45°頻譜

通信仿真實驗報告

3-1 90°幅度

3-1 90°相位

3-1 90°頻率

通信仿真實驗報告

3-1 180°幅度

3-1 180°相位 3-1 180°頻譜

通信仿真實驗報告

4-1N=124-1N=256

通信仿真實驗報告

5-1 幅度分布 N=12

5-1 幅度分布 N=64

5-1 幅度分布 N=256

通信仿真實驗報告

6-1 相位分布 N=12

6-1 相位分布 N=64

6-1 相位 N=256

7-17-1 功率分布 N=12

7-1 功率 N=64

通信仿真實驗報告

7-1 功率分布 N=256

第三篇：通信仿真實驗報告

通信系統仿真實驗

實驗報告要求：

1.所有實驗均要手畫仿真模型框圖，或對仿真原理解釋說明； 2.必須清楚的標題仿真系統中所設置的參數；

3.仿真程序一般不要放在正文內部，而是改在每個實驗報告的最后，作為附件。但正文部分可以解釋說明所用到的重要的仿真技巧，庫數等等。

4.所有仿真程序產生的結果都要有手寫分析，即要判決仿真結果是否正確，說明了什么問題，能夠得出什么結論，要如何改進等等。

實驗一 隨機信號的計算機仿真

實驗目的：仿真實現各種分布的隨機數發生器 實驗內容：

1、均勻分布隨機數的產生

用線性同余法，編寫Matlab程序，產生均勻分布的隨機數。

x?n?1??[241x?n??1323]mod(5000)初始種子x(0)自己選擇。

線性同余算法是使用最為廣泛的偽隨機數產生器,該算法含有4個參數：模數m(m>0)，乘數a(0≤a< m)，增量c(0≤c

2、用反函數法，將均勻分布的隨機變量變換為具有單邊指數分布的隨機變量。編寫Matlab程序，產生指數分布的隨機數。計算并比較理論pdf和從直方圖得到的pdf。

指數分布隨機變量pdf定義為：

?pX(x)?exp(??x)u(x),??0，u(x)為單位階躍函數。

2先自行設置取樣點數，取a=5；產生均勻分布隨機變量，轉化為單邊指數分布，理論與仿真符合

設計題:

3、用Matlab編程分別產生標準正態分布、指定均值方差正態分布、瑞利分布、賴斯分布、中心與非中心χ2分布的隨機數，并畫出相應的pdf。

y1=normpdf(x,0,1);y2=normpdf(x,4,2);

瑞麗

p1= ncfpdf(x,5,20,10);非中心 p= fpdf(x,5,20);中心

4、設輸入的隨機變量序列X(n)為N=1000獨立同分布高斯分布的離散時間序列，均值為0，方差為1，采樣間隔0.01s。通過某線性時不變濾波器，輸出隨機變量序列Y(n)的功率譜密度為：

SY(f)?1 21?(2?f)（1）設計該濾波器

（2）產生隨機變量序列Y(n)。

X0=0;%設置產生序列的遞推公式的初始值：X(0)N=1000;%設置序列的長度 rh=0.9;%設置產生序列的遞推公式的系數 X=zeros(1,N);%定義序列X w=rand(1,N)-1/2;%產生序列w：在(-1/2,1/2)內均勻分布 %計算序列X的N個樣本：X(1),X(2),…,X(N)X(1)=rh*X0+w(1);for i=2:N X(i)=rh*X(i-1)+w(i);End X(n)的功率譜密度

濾波器的幅度響應

附件：

實驗二 數字基帶調制

實驗目的：數字通信系統中，基帶傳輸的仿真。實驗內容：

用MATLAB編程仿真實現二進制脈沖幅度調制(PAM)數字通信系統的調制過程。要求畫出12bit隨機輸入與對應的已調波形輸出。

1.繪出40bit隨機輸入條件下調制波形形成的眼圖。

2.用蒙特卡羅仿真方法計算在信道為加性高斯白噪聲時，該系統在不同信噪比下的差錯概率。

3.畫出該系統的理論誤碼率(報告中還要寫出理論公式)，與蒙特卡羅仿真結果比較，是否一致，分析結果。

設計題

4.設計FIR根升余弦濾波器，具體指標如下：

（1）碼片速率為1.28MHz，采樣率為4倍碼片速率

（2）滾降系數0.22，沖激響應序列長度65

N_T=8;%沖激響應序列長度為2*N_T*Fs/Fc+1 R=0.22 %滾降系數 Fc=1.28e+6;Fs=4*Fc;%抽樣率為4倍碼片速率 Tc=1.0e-6/1.28;%碼片周期 %[Num,Den] = rcosine(Fc,Fs,'sqrt',R);Num=rcosfir(R,N_T,4,Tc,'sqrt');[H,w]=freqz(Num,[1],1000,'whole');H=(H(1:1:501))';w=(w(1:1:501))';Mag=abs(H);db=20*log10((Mag)/max(Mag));pha=angle(H);plot(w/pi,db);grid;axis([0 1-60 1]);xlabel('歸一化角頻率');ylabel('RRC濾波器幅度響應(dB)');

(1)[H,w]=freqz(B,A,N)(2)[H,w]=freqz(B,A,N,’whole’)(1)中B和A分別為離散系統的系統函數分子、分母多項式的系數向量，返回量H則包含了離散系統頻響在 0~pi范圍內N個頻率等分點的值（其中N為正整數），w則包含了范圍內N個頻率等分點。調用默認的N時，其值是512。

(2)中調用格式將計算離散系統在0~pi范內的N個頻率等分店的頻率響應的值。

因此，可以先調用freqz()函數計算系統的頻率響應，然后利用abs()和angle()函數及plot()函數，即可繪制出系統在 或 范圍內的頻響曲線

(3)產生一串（-1.1）等概率分布的隨機序列，并對該序列進行脈沖成形濾波。

附件：

實驗三 數字頻帶調制

實驗目的：對數字信息的頻帶傳輸進行仿真。

實驗內容：

1.用MATLAB編程仿真實現二進制相位調制(BPSK)數字通信系統的調制過程。要求畫出12bit隨機輸入與對應的已調波形輸出。

2.并用蒙特卡羅仿真方法計算在信道為加性高斯白噪聲時，該系統在不同信噪比下的差錯概率

3.畫出該系統的理論誤碼率，與蒙特卡羅仿真結果比較，是否一致，分析結果。

設計題

4.QPSK調制，解調與檢測的MATLAB仿真，并用蒙特卡羅方法估計該系統在加性高斯白噪聲情況下的差錯概率。

（1）使用范圍在(0,1)內的均勻分布隨機數發生器，來產生等概率出現的四

進制符號序列，再將序列映射到對應的信號向量。

s11=-j;s10=-1;s00=j;s01=1;%定義QPSK信號：4種可能的取值

N=10000;%設置發送數據符號的個數 %產生待發送的二進制比特數據流：長度為2N signal=rand(1,2*N);

qpsk=zeros(1,N);%定義經過調制后的信號序列 %產生調制后的信號序列qpsk for i=1:N

if signal(2*i-1)<0.5

if signal(2*i)<0.5 qpsk(i)=s00;

else qpsk(i)=s01;

end;

else

if signal(2*i)<0.5 qpsk(i)=s10;

else qpsk(i)=s11;

end;

end;end;

（2）利用高斯隨機數發生器產生均值為0，方差為N0/2的高斯噪聲。

NO=(10^(SNR_in_DB/10))sgma=sqrt(N0/2);n(1)=gngauss(sgma)

（3）設計檢測器，用蒙特卡羅方法估計檢測器產生的符號誤差。

實驗四 通信信道建模仿真

實驗目的：無線通信信道的仿真實現 實驗內容：

確定信號的DTFT 譜分析

窗對頻率分辨率的影響

1-1

1-2

1-3

1-4

2-1 2-1

2-2

3-1

%% Zero padding DFT v=2;

dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));figure(3);

stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),'.');axis([-1 1 0 35]);

title('DFT spectrum with 64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency');

%% Zero padding DFT v=4;

dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));figure(4);

stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),'.');title('DFT spectrum with 3*64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency');axis([-1 1 0 35]);

%% v = 8;

dft_vn = fftshift(fft(vn,v*N));figure(5);

stem([-v*N/2:v*N/2-1]/(v*N/2),abs(dft_vn),'.');title('DFT spectrum with 7*64 zeros padded');xlabel('Normalized digital frequency');axis([-1 1 0 35]);

4-1：產生并繪制10 個高斯-馬爾科夫序列樣本

4-1：功率譜.4-2 R=0.5

4-2

R=0.5功率譜.實驗五 信道衰落的影響與分集接收仿真

單徑A=0°

單路徑移動臺包絡幅度-移動距離 單路徑移動臺包絡相位

單路徑移動臺歸一化頻譜

2兩徑幅度 兩徑相位

兩徑頻譜

兩徑R=0.5幅度 兩徑R=0.5相位

兩徑R=0.5頻譜

3：3-1 30°幅度 3-1 30°相位

3-1 30°頻譜

3-1 45°幅度 3-1 45°相位

3-1 45°頻譜

3-1 90°幅度 3-1 90°相位

3-1 90°頻率

3-1 180°幅度

3-1 180°相位

3-1 180°頻譜

4-1N=124-1N=256

5-1幅度分布N=12

5-1幅度分布N=64

5-1幅度分布N=256

6-1相位分布N=12

6-1相位分布N=64

6-1相位N=256

7-17-1功率分布N=12

7-1功率N=64

7-1功率分布N=256

第四篇：仿真實驗報告

仿真軟件實驗

實驗名稱：基于電滲流的微通道門進樣的數值模擬

實驗日期：2013.9.4一、實驗目的1、對建模及仿真技術初步了解

2、學習并掌握Comsol Multiphysics的使用方法

3、了解電滲進樣原理并進行數值模擬

4、運用Comsol Multiphysics建立多場耦合模型，加深對多耦合場的認識

二、實驗設備

實驗室計算機，Comsol Multiphysics 3.5a軟件。

三、實驗步驟

1、建立多物理場操作平臺

打開軟件，模型導航窗口，“新增”菜單欄，點擊“多物理場”，依次新增：“微機電系統模塊/微流/斯 托 克 斯 流（mmglf）”

“ACDC模塊/靜態，電/傳導介質DC（emdc）”

“微 機 電 系 統 模 塊/微流/電動流（chekf）”

2、建立求解域

工作界面繪制矩形，參數設置：寬度6e-5，高度3e-6，中心（0,0）。復制該矩形，旋轉90°。兩矩形取聯集，消除內部邊界。5和9兩端點取圓角，半徑1e-6。求解域建立完畢。

3、網格劃分

菜單欄，網格，自由網格參數，通常網格尺寸，最大單元尺寸：4e-7。

4、設置求解域參數

求解域模式中，斯托克斯流和傳導介質物理場下參數無需改動，電動流物理場下，D各向同性，擴散系數1e-8，遷移率2e-11，x速度u，y速度v，勢

能V。

5、設置邊界條件

mmglf—入口1和7邊界“進口/層流流進/0.00005”

出口5和12邊界“出口/壓力，粘滯應力/0”；

emdc—入口1和7邊界“電位能/10V”

出口5和12邊界“接地”

其余邊界“電絕緣”；

chekf—入口1“濃度/1”，7“濃度/0”

出口5和12“通量/向內通量-nmflux_c_chekf”

其余邊界“絕緣/對稱”。

6、樣品預置

（1）求解器參數默認為穩態求解器，不用修改。

（2）求解器管理器設置求解模式：初始值/初始值表達式，點變量值不可解和線

性化/從初始值使用設定。

（3）首先求解流體，對斯托克斯流求解，觀察求解結果，用速度場表示。

（4）再求解電場，改變求解模式，點變量值不可解和線性化/當前解，對傳導介

質DC求解，觀察求解結果，用電位能表示。

（5）再求解電動流，不改變求解模式，觀察求解結果，用電動流濃度表示。

7、樣品上樣

（1）改變emdc進口，邊界7電位能由10改為3。對傳導介質DC求解，結果用

電位能表示。

（2）改變chekf進口，7邊界改為“通量/向內通量-nmflux_c_chekf”

；求解域

中x速度和y速度改為0去除載流作用；求解器設置改為瞬態求解器，時間改為“0:0.00001:0.00001”。求解模式全部使用當前解，對電動流求解，結果用濃度表示。

再求兩次解，完成上樣。

8、分離樣品

（1）改變chefk進口，7邊界“濃度/0”，1邊界“濃度/-nmflux_c_chekf”。

（2）改變cmdc進口，7邊界“電位能/10”，1邊界“電位能/3”。

（3）重新求解電場。求解模式為初始值表達式和當前解，對傳到介質DC求解，結果用電位能表示。

（4）樣品分離求解。求解模式全部為當前解，對電動流求解，結果用濃度表示。

四、實驗結果

五、討論

在本次試驗中，每一步操作都必須嚴格正確，而且參數的把握也一定要

到位，只有對每一步的設置做到精確無誤，才能保證最后的實驗結果。我在樣品上樣時一直未能獲得良好的上樣結果，發現對瞬態求解器的時間比例進行修改，可以獲得良好上樣結果，同時，在樣品分離改變chefk左進口濃度時發現修改數值導致結果錯誤，遂未修改濃度，得到了正確結果。因此，一定要在實驗時對參數正確設置。

通過對仿真實驗課程的學習，及本次試驗，我體會到仿真技術對于實驗的幫助非常巨大，使得實驗室進行的許多實驗可以通過計算機模擬直接完成，節省了資源消耗，并極大地提高了實驗效率。本課程的學習也讓我了解到了仿真及建模技術的要領。我也基本掌握了Comsol Multiphysics

這款軟件，我相信在今后我會將我對本課程的學習運用到實際中。

第五篇：通信原理仿真

通信原理仿真實驗提綱

1.任意產生一個調制信號，畫出其波形及其頻譜；

2.產生一個余弦載波信號，畫出其波形及其頻譜；

3.分別采用AM（幅度），DSB（雙邊），SSB（單邊）的方式對調

制信號進行調制，畫出已調信號的波形及頻譜；

4.采用適當的方式，分別對3中得到的已調信號進行解調，畫

出解調信號的波形；

5.產生一個高斯白噪聲，疊加在已調信號上，然后進行解調，畫出解調信號的波形；

6.比較4和5中的結果；

7.編寫A律13折線PCM編碼的程序，能夠對任意輸入信號輸

出其PCM編碼；

8.產生一個隨機數字信號，分別進行ASK，FSK，PSK調制解調，畫出解調前后的波形