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通信原理第二次实验实验报告

通信原理第二次实验实验报告
通信原理第二次实验实验报告

通信原理第二次实验——QPSK通信系统的Monte Carlo仿真

实验报告

目录

一.实验目的 (3)

二.实验原理 (3)

三.实验内容 (5)

㈠因果数字升余弦滚降滤波器设计 (5)

⑴窗函数法设计非匹配形式的基带系统的发送滤波器 (9)

⑵频率抽样法设计匹配形式的基带系统的发送滤波器错误!未定义书签。

⑶总结...................................... 错误!未定义书签。

㈡设计无码间干扰的二进制数字基带传输系统....... 错误!未定义书签。

1.设计子函数的输入和输出参数................ 错误!未定义书签。

⑴二进制信源子函数...................... 错误!未定义书签。

⑵发送信号生成子函数.................... 错误!未定义书签。

⑶非匹配模式下的发送滤波器的单位冲激响应波形(升余弦滚降数

字系统)................................ 错误!未定义书签。

⑷匹配模式下的发送滤波器的单位冲激响应波形(平方根升余弦滚

降系统)................................ 错误!未定义书签。

⑸发送滤波器器输出信号计算子函数........ 错误!未定义书签。

⑹高斯分布随机数生成子函数。............ 错误!未定义书签。

⑺噪声标准方差计算子函数。.............. 错误!未定义书签。

⑻AWGN信道输出子函数.................... 错误!未定义书签。

⑼匹配模式下的接收滤波器的单位冲激响应波形(平方根升余弦滚

降系统)................................ 错误!未定义书签。

⑽接收滤波器输出信号计算子函数.......... 错误!未定义书签。

⑾抽样判决点信号生成子函数.............. 错误!未定义书签。

⑿判决子函数............................ 错误!未定义书签。

⒀画眼图子函数.......................... 错误!未定义书签。

⒁误比特率计算子函数.................... 错误!未定义书签。

2.数字基带传输系统设计...................... 错误!未定义书签。

⑴数字基带传输系统的搭建................ 错误!未定义书签。

⑵改变比特速率的无加性噪声非匹配数字基带传输系统错误!未定义书签。

⑶有加性噪声的数字基带传输系统.......... 错误!未定义书签。

四. 遇到的问题和收获 (16)

一.实验目的

1.提高独立学习的能力;

2.培养发现问题、解决问题和分析问题的能力;

3.学习Matlab 的使用;

4.掌握QPSK 通信系统的Monte Carlo 仿真方法;

5.掌握QPSK 通信系统的组成原理;

6.比较编码信号与未编码信号在随机信道中的传输,加深对纠错编码原理的理解;

二.实验原理 1.调制解调原理

一组M 载波相位调制信号波形的一般表示式为:

)22c o s (

)()(M

m

t t A t f g u c t m ππ+=,m=0,1,...,M-1 式中)(t g T

是发送滤波器的脉冲形状没决定了传输信号的频谱特性,A 是信号的

幅度,PSK 信号对所有的m 都具有相同的能量,即 ε

ε

s

m

dt t m u ?∞∞

-==

)(2

其中的

ε

s

代表每个传输信号的能量。

)(t g

T

是一个矩形脉冲时,定义为

T

t g

T

2

)(=

,0≤t ≤T 这时在符号区间0≤t ≤T 内传输的信号波形可以表示为(用A=ε

s

)22c o s (

2)(M

m

t T

t f

u c

s m ππε+

=

,m=0,1,...,M-1 把式中的余弦函数的相角看成两个相角的和,可以将上式表示为

)

()()

2s i n ()2s i n ()()2c o s ()2c o s ()()(2

1

t t t M

m

t t M

m

t t s s f

g

f

g

u ms mc c

T s

c

T s m ψψ

εεππππ+=-

=

这里M

m

s mc s πε2cos

=, M

m s ms

s

πε2sin

=

,而)(1t ψ和)

(2t ψ是两个正交基函数,定义为 )2c o s (

)()(1t t t f

g c

T

πψ= )2s i n ()()(2

t t t f

g c

T

π

ψ-=

适当地将)(t g T

归一化,就可以将这两个基函数的能量归一化到1。这样一个相

位调制信号可以看作两个正交载波,起幅度取决于在每个信号区间内的相位,因此,数字相位调制信号在几何上可用s mc 和s ms 的二维向量来表示,即

)2s i n ,2c o s (

M m

M m s s m s ππεε=

在AWGN 信道中,在一个区间内接受到的带通信号可以表示为

)2s i n ()()2c o s ()()()()()(t t t t t t n t t r f

n f

n u u c

s c

c m m π

π

-+=+=

其中)(t n c 和)(t n s 是加性噪声的同相分量和正交分量,将这个接收信号与给出的

)(1

t ψ

和)(2

t ψ作相关,两个相关器的输出可以表示为:

)2s i n ,2c o s (

n n s s s c s m M m

M m

n r ++=+=ππεε

这 两 个 正 交 的 噪 声 分 量)(t n c 和)(t n s 是 零 均 值 , 互 不 相 关 的 高 斯 随 机 过 程 , 这 样

0)()(==n n s c E E ,0)(=n n s c E , 方差为

2

)()(0

2

2

N

n n s E c E =

=。

最佳检测器将接收到的信号向量r 投射到M 个可能的传输信号向量}{s m 之一上去,并选取对应与最大投影的向量,从而得到相关准则为s s m m r r C ?=),( 。 由于二相相位调制与二进制PAM 是相同的,所以差错概率为 ]2[

2N

P

b

P S K

Q ε=

式中

ε

b

是每比特能量。QPSK 可以看作是两个在正交载波上的二相相位调制系

统,所以1个比特的差错概率与二相相位调制是一致的。

2.信道纠错编码

在随机信道中,错码的出现是随机的,且错码之间是统计独立的。例如,由高斯

白噪声引起的错码就具有这种性质。因此,当信道中加性干扰主要是这种噪声时,就称这种信道为随机信道。由于信息码元序列是一种随机序列,接收端是无法预知的,也无法识别其中有无错码。为了解决这个问题,可以由发送端的信道编码器在信息码元序列中增加一些监督码元。这些监督码元和信码之间有一定的关

系,使接收端可以利用这种关系由信道译码器来发现或纠正可能存在的错码。在信息码元序列中加入监督码元就称为差错控制编码,有时也称为纠错编码。不同的编码方法有不同的检错或纠错能力。有的编码就只能检错不能纠错。

那么,为了纠正一位错码,在分组码中最少要增加多少监督位才行呢?编码效率能否提高呢?从这种思想出发进行研究,便导致汉明码的诞生。汉明码是一种能够纠正一位错码且编码效率较高的线性分组码。

三.系统框图

(最后用自选图形画图)

四.实验内容

㈠子函数设计

⑴产生四进制信息源

function [ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L ) %产生四进制信息源,L为输入信息源长度,an为产生的信息源,c1为产生的原格雷码

an = 4*rand(1,L);

an = floor(an);

[ c1 ] = exp2_Graycode( an );

end

⑵信源编码—格雷码编码

function [ c1 ] = exp2_Graycode( an ) %格雷编码,an为信息源产生序列,c1输出为格雷码

L = length(an);

c1 = zeros(L,2);

for i = 1:L

if an(i)==0

c1(i,:) = [0,0];

else if an(i)==1

c1(i,:) = [0,1];

else if an(i)==2

c1(i,:) = [1,1];

else if an(i)==3

c1(i,:) = [1,0];

end

end

end

end

end

end

⑶4PSK映射

function [ an2 ] = exp2_4PSK( an,A ) %4PSK映射,an是信息源产生序列,an2是映射后序列,A是参数

L = length(an); %L为信息源产生序列的长度

an2 = zeros(L,2);

for t = 1:L

if an(t) == 0

an2(t,:) = [A,0];

else if an(t) == 1

an2(t,:) = [0,A];

else if an(t) == 2

an2(t,:) = [-A,0];

else if an(t) == 3

an2(t,:) = [0,-A];

end

end

end

end

end

end

⑷生成高斯噪声

function [ nt ] = exp2_gaussian_generate( an,o2 ) %产生两路高斯噪声,an为信息源产生序列,o2为方差

L = length(an);

for i = 1:L

u=rand; %产生均匀随机数

z=sqrt(o2)*sqrt(2*log(1/(1-u))); %均匀分布转瑞利分布的公式

u=rand; %产生均匀随机数

nc(i)=z*cos(2*pi*u); %产生两路正交的高斯噪声

ns(i)=z*sin(2*pi*u);

end

nt = [nc',ns'];

end

⑸信道输出

function [ an3 ] = exp2_AWGN_output( an2,nt )%信号信道中传播加噪声干扰an3 = an2+nt;

end

⑹最大投影点准则判决

function [ an4,c2 ] = exp2_max_judgement( an3,an,A ) %最大投影准则,an3为经过信道后的接收信号,an为源信号,an4为判决后信号,c2为现格雷码

L = length(an);

for i = 1:L

a(1) = an3(i,:)*[A,0]'; %依次计算投影值

a(2) = an3(i,:)*[0,A]';

a(3) = an3(i,:)*[-A,0]';

a(4) = an3(i,:)*[0,-A]';

t = find(a==max(a)); %取投影最大的一个

an4(i) = t-1;

end

[ c2 ] = exp2_Graycode( an4 );

end

⑺最小欧氏距离判决

function [ an4,c2 ] = exp2_min_distance_judgement(an3,an,A ) %最小欧式准则,an3为经过信道后的接收信号,an为源信号,an4为判决后信号,c2为现格雷码L = length(an);

for i = 1:L

a(1) = (an3(i,:)-[A,0])*(an3(i,:)-[A,0])';

a(2) = (an3(i,:)-[0,A])*(an3(i,:)-[0,A])';

a(3) = (an3(i,:)-[-A,0])*(an3(i,:)-[-A,0])';

a(4) = (an3(i,:)-[0,-A])*(an3(i,:)-[0,-A])';

t = find(a==min(a));

an4(i) = t-1;

end

[ c2 ] = exp2_Graycode( an4 );

end

⑻信道编码—汉明码编码

function [ hm1] = exp2_hammingcode_isource( c1,L ) %汉明编码源(产生汉明码),c1为源格雷码,hm1为输出汉明码

hm1 = zeros(L/2,7);

for i = 1:L/2

hm1(i,[4:7]) = [c1(2*i-1,:),c1(2*i,:)];

hm1(i,1) = xor(hm1(i,7),xor(hm1(i,4),hm1(i,5)));

hm1(i,2) = xor(hm1(i,7),xor(hm1(i,4),hm1(i,6)));

hm1(i,3) = xor(hm1(i,7),xor(hm1(i,6),hm1(i,5)));

end

end

⑼信道解码—汉明码解码

function [ hma5,hma6 ] = hamming_decode( hma4 )%信道解码,7码变4码

t = hma4';

t = t(:);

L = length(t);

hma5=zeros(L/7,7);

for i = 1:L/7

hma5(i,:) = t(7*i-6:7*i);

end

%% 7码变4码

for i = 1:L/7

s1 = xor( hma5(i,3),xor( hma5(i,5),xor( hma5(i,7), hma5(i,6))));

s2 = xor( hma5(i,2),xor( hma5(i,4),xor( hma5(i,7), hma5(i,6))));

s3 = xor( hma5(i,1),xor( hma5(i,4),xor( hma5(i,7), hma5(i,5))));

if [s1,s2,s3] == [0,1,1]

hma5(i,4) = ~hma5(i,4);

else if [s1,s2,s3] == [1,0,1]

hma5(i,5) = ~hma5(i,5);

else if [s1,s2,s3] == [1,1,0]

hma5(i,6) = ~hma5(i,6);

else if [s1,s2,s3] == [1,1,1]

hma5(i,7) = ~hma5(i,7);

end

end

end

end

end

%% 4码变回格雷码

for i = 1:L/7

if hma5(i,4:5) ==[0,0]

hma6(2*i-1) = 0;

else if hma5(i,4:5) ==[0,1]

hma6(2*i-1) = 1;

else if hma5(i,4:5) ==[1,1]

hma6(2*i-1) = 2;

else if hma5(i,4:5) ==[1,0]

hma6(2*i-1) = 3;

end

end

end

end

if hma5(i,6:7) ==[0,0]

hma6(2*i) = 0;

else if hma5(i,6:7) ==[0,1]

hma6(2*i) = 1;

else if hma5(i,6:7) ==[1,1]

hma6(2*i) = 2;

else if hma5(i,6:7) ==[1,0]

hma6(2*i) = 3;

end

end

end

end

end

⑽信源解码—格雷码解码

function [ hm ] = exp2_Graydecode( t ) %格雷译码

for i = 1:length(t)/2

if t(2*i-1:2*i) ==[0,0]'

hm(i) = 0;

else if t(2*i-1:2*i) ==[0,1]'

hm(i) = 1;

else if t(2*i-1:2*i) ==[1,1]'

hm(i) = 2;

else if t(2*i-1:2*i) ==[1,0]'

hm(i) = 3;

end

end

end

end

end

end

⑾误比特率计算

function [ Pb ] = exp2_bit_error( c1,c2,an ) %求误比特率,c1原格雷码,c2现格雷码,an为信息源产生序列,Pb为误比特率

L = length(an);

P = 0;

for i=1:L

if c1(i,1)~=c2(i,1)

P = P+1;

end

if c1(i,2)~=c2(i,2)

P = P+1;

end

end

Pb = P/(2*L);

end

⑿误码率计算

function [ Pe ] = exp2_symbol_error( an,an4 ) %计算误码率,an为信息源序列,an4为接收端判决后序列,Pe为误码率

L = length(an);

P = 0;

for n = 1:L

if an(n)~= an4(n)

P = P+1;

end

end

Pe = P/L;

end

㈡未加信道纠错编码的QPSK调制通信系统

⑴最大投影点准则进行判决

A.计算噪声方差σ 2分别为0、0.1、0.5、1.0时的符号差错概率和比特差错概率;

B.画出在每种σ 2时,在检测器输入端1000个接收到的信号加噪声的样本(星座图);

C.分别画出数据点为1000、5000、10000、100000 时的Monte Carlo 仿真误比特率曲线和理论误比特率曲线,比较差别,分析数据点的数量对仿真结果的影响; ①思路:根据系统框图,分别依次建立子函数。然后根据框图依次调用,写出主函数,进行图形的输出与数据的计算。 ②程序:

clc; clear;A = 1;L = 1000;o2 = [0,0.1,0.5,1]; for i = 1:4

[ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L );%产生四进制信息源 [ an2 ] = exp2_4PSK( an,A ); %4PSK 的映射

[ nt ] = exp2_gaussian_generate( an,o2(i) );%产生两路高斯噪声 [ an3 ] = exp2_AWGN_output( an2,nt ); %在信道中加噪声干扰 [ an4,c2 ] = exp2_max_judgement(an3,an,A ); %最小欧氏距离判决 [ Pe ] = exp2_symbol_error( an,an4 ); %进行误码率的计算 [ Pb ] = exp2_bit_error( c1,c2,an );%求误比特率 scatterplot(an3);%星座图 end

L = 1000; o2 = 0.05:0.01:1; for j = 1:96

[ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L );

[ an2 ] = exp2_4PSK( an,A );[ nt ] = exp2_gaussian_generate( an,o2(j)); [ an3 ] = exp2_AWGN_output( an2,nt );

m = an3.^2; Eb = sum(m(:))/L; r = Eb/(2*o2(j)); SNR(j) = 10*log10(r); Q(j) = 0.5*erfc(sqrt(r));

[ an4,c2 ] = exp2_min_distance_judgement(an3,an,A ); [ Pb(j) ] = exp2_bit_error( c1,c2,an ); end

figure;semilogy(SNR,Pb,'g');hold on ;grid on ;semilogy(SNR,Q,'r');

xlabel('SNR'),title(‘数据点为1000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线’); ylabel('Pb'); ③图形:

-1

-0.5

0.5

1

-1-0.8-0.6-0.4-0.200.2

0.4

0.60.81Q u a d r a t u r e

In-Phase

Scatter plot

-2-1

012

-2-1.5-1-0.500.511.5

2Q u a d r a t u r e

In-Phase

Scatter plot

图1-1 样本数为1000,方差为0星座图 图1-2 样本数为1000,方差为0.1星座图

-3

-2

-1

01

2

3

-3

-2

-1

1

2

3

Q u a d r a t u r e

In-Phase

Scatter plot

-4

-2

02

4

-4

-3

-2

-1

012

34Q u a d r a t u r e

In-Phase

Scatter plot

图1-3 样本数为1000,方差为0.5星座图 图1-4 样本数为1000,方差为1.0星座图

图1-5 数据点为1000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

图1-6 数据点为5000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

图1-7 数据点为10000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

图1-8 数据点为100000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

④结论:

取L=1000时:

0 0.1 0.5 1.0

2

误码率0 0.0220 0.2990 0.3030 误比特率0 0.0110 0.1605 0.2395

⑵将检测器的判决准则改为最小距离法(星座图上符号间的距离),比较与上面结果的区别。

①思路:将(1)中的最大投影点准则判决子函数替换为最小欧式准则判决子函数。

②程序:

clc; clear;

A = 1;L = 1000;o2 = [0,0.1,0.5,1];

for i = 1:4

[ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L );%产生四进制信息源

[ an2 ] = exp2_4PSK( an,A ); %4PSK的映射

[ nt ] = exp2_gaussian_generate( an,o2(i) );%产生两路高斯噪声

[ an3 ] = exp2_AWGN_output( an2,nt ); %在信道中加噪声干扰

[ an4,c2 ] = exp2_min_distance_judgement(an3,an,A ); %最小欧氏距离判决[ Pe ] = exp2_symbol_error( an,an4 ); %进行误码率的计算

[ Pb ] = exp2_bit_error( c1,c2,an );%求误比特率

scatterplot(an3);%星座图

end

L = 1000; o2 = 0.05:0.01:1;

for j = 1:96

[ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L );

[ an2 ] = exp2_4PSK( an,A );

[ nt ] = exp2_gaussian_generate( an,o2(j));

[ an3 ] = exp2_AWGN_output( an2,nt );

m = an3.^2;

Eb = sum(m(:))/L;

r = Eb/(2*o2(j));

SNR(j) = 10*log10(r);

Q(j) = 0.5*erfc(sqrt(r));

[ an4,c2 ] = exp2_min_distance_judgement(an3,an,A );

[ Pb(j) ] = exp2_bit_error( c1,c2,an );

end

figure;semilogy(SNR,Pb,'g');hold on;grid on;semilogy(SNR,Q,'r');

xlabel('SNR'),title(‘数据点为1000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线’);ylabel('Pb');

③图形:

图1-9 数据点为1000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

图1-10 数据点为5000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

图1-11 数据点为10000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

图1-12数据点为100000时的误比特率曲线与理论误比特率曲线

④结论:

取L=1000时:

0 0.1 0.5 1.0

2

误码率0 0.0270 0.2680 0.4290 误比特率0 0.0140 0.1440 0.2505

㈢信道纠错编码(7,4)汉明码+QPSK调制的通信系统

比较经过信道纠错编码的QPSK 调制系统与未加信道编码的系统的传输性能。

①思路:汉明码的构造原理是:一般说来,若码长为n,信息位数为k,则监督位数r=n?k。如果希望用r 个监督位构造出r 个监督关系式来指示一位错码的n 种可能位置,则要求2r ? 1 ≥ n 或2r ≥ k + r + 1。

②程序:

clc;clear;

A = 1;L = 5000;o2 = 0.05:0.05:1;

for j = 1:20

[ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L );%产生四进制信息源

[ an2 ] = exp2_4PSK( an,A ); %4PSK的映射

[ nt ] = exp2_gaussian_generate( an,o2(j) );%产生两路高斯噪声

[ an3 ] = exp2_AWGN_output( an2,nt );%在信道中加噪声干扰

m = an3.^2; Eb = sum(m(:))/L;%单位比特能量的计算

r = Eb/(2*o2(j)); SNR1(j) = 10*log10(r); %误比特率的计算

[ an4,c2 ] = exp2_min_distance_judgement(an3,an,A );%最小欧氏距离判决

[ Pb1(j) ] = exp2_bit_error( c1,c2,an );%求误比特率

end

for j = 1:20

[ an,c1 ] = exp2_quanternary_isource( L );%产生四进制信息源

[ hm1] = exp2_hammingcode_isource( c1,L );%调用子函数进行汉明编码

[ hm ] = exp2_hamming_hm( hm1 );%调用子函数进行汉明码译码

[ hm2 ] = exp2_4PSK( hm,A );%进行4PSK调制

[ nt ] = exp2_gaussian_generate( hm,o2(j) );%产生两路高斯噪声

[ hm3 ] = exp2_AWGN_output( hm2,nt );%在信道中加噪声干扰

m = hm3.^2;

Eb = sum(m(:))/length(hm);

r = Eb/(2*o2(j));

SNR2(j) = 10*log10(r);

[ n,hm4 ] = exp2_min_distance_judgement( hm3,hm,A );%最小欧氏距离判决

[ hm5,hm6 ] = exp2_hammingdecode( hm4 );%调用子函数进行汉明码的译码

[ c2 ] = exp2_Graycode( hm6 );%格雷码编码

[ Pb2(j) ] = exp2_bit_error( c1,c2,an );%计算误比特率

end

figure;semilogy(SNR1,Pb1,'g');hold on;grid on;semilogy(SNR2,Pb2,'r');

②图形:

五.遇到的问题和收获

1.高斯噪声原来只编写了一路,忽略了4PSK调制的特征。

北邮 通信网实验报告

北京邮电大学实验报告通信网理论基础实验报告 学院:信息与通信工程学院 班级:2013211124 学号: 姓名:

实验一 ErlangB公式计算器 一实验内容 编写Erlang B公式的图形界面计算器,实现给定任意两个变量求解第三个变量的功能: 1)给定到达的呼叫量a和中继线的数目s,求解系统的时间阻塞率B; 2)给定系统的时间阻塞率的要求B和到达的呼叫量a,求解中继线的数目s,以实现网络规划; 3)给定系统的时间阻塞率要求B以及中继线的数目s,判断该系统能支持的最大的呼叫量a。 二实验描述 1 实验思路 使用MA TLAB GUITOOL设计图形界面,通过单选按钮确定计算的变量,同时通过可编辑文本框输入其他两个已知变量的值,对于不同的变量,通过调用相应的函数进行求解并显示最终的结果。 2程序界面 3流程图 4主要的函数 符号规定如下: b(Blocking):阻塞率; a(BHT):到达呼叫量;

s(Lines):中继线数量。 1)已知到达呼叫量a及中继线数量s求阻塞率b 使用迭代算法提高程序效率 B s,a= a?B s?1,a s+a?B(s?1,a) 代码如下: function b = ErlangB_b(a,s) b =1; for i =1:s b = a * b /(i + a * b); end end 2)已知到达呼叫量a及阻塞率b求中继线数量s 考虑到s为正整数,因此采用数值逼近的方法。采用循环的方式,在每次循环中增加s的值,同时调用B s,a函数计算阻塞率并与已知阻塞率比较,当本次误差小于上次误差时,结束循环,得到s值。 代码如下: function s = ErlangB_s(a,b) s =1; Bs = ErlangB_b(a,s); err = abs(b-Bs); err_s = err; while(err_s <= err) err = err_s; s = s +1; Bs = ErlangB_b(a,s); err_s = abs(b - Bs); end s = s -1; end 3)已知阻塞率b及中继线数量s求到达呼叫量a 考虑到a为有理数,因此采用变步长逼近的方法。采用循环的方式,在每次循环中增加a的值(步长为s/2),同时调用B s,a函数计算阻塞率并与已知阻塞率比较,当本次误差小于预设阈值时,结束循环,得到a值。 代码如下: function a = ErlangB_a(b,s)

通信原理实验报告

实验一、PCM编译码实验 实验步骤 1. 准备工作:加电后,将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置,此时MC145540工作在PCM编码状态。 2. PCM串行接口时序观察 (1)输出时钟和帧同步时隙信号观测:用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和输出时钟信号(TP503),观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系(同步沿、脉冲宽度等)。 (2)抽样时钟信号与PCM编码数据测量:用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和编码输出数据信号端口(TP502),观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号(同步沿、脉冲宽度)及输出时钟的对应关系。 3. PCM编码器 (1)方法一: (A)准备:将跳线开关K501设置在测试位置,跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006(地)。 (B)用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和编码输出数据信号端口(TP502),观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号(同步沿、脉冲宽度)及输出时钟的对应关系。分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。 (2)方法二: (A)准备:将输入信号选择开关K501设置在测试位置,将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号(左端)。此时由该模块产生一个1KHz的测试信号,送入PCM编码器。(B)用示波器同时观测抽样时钟信号(TP504)和编码输出数据信号端口(TP502),观测时以内部测试信号(TP501)做同步(注意:需三通道观察)。分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。 4. PCM译码器 (1)准备:跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置,K001置于右端选择外部信号。此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器,构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006(地)。 (2) PCM译码器输出模拟信号观测:用示波器同时观测解码器输出信号端(TP506)和编码器输入信号端口(TP501),观测信号时以TP501做同步。定性的观测解码信号与输入信号的关系:质量、电平、延时。 5. PCM频率响应测量:将测试信号电平固定在2Vp-p,调整测试信号频率,定性的观测解码恢复出的模拟信号电平。观测输出信号信电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系。

通信原理实验报告

中南大学 数字通信原理 实验报告 课程名称:数字通信原理实验 班级: 学号: 姓名: 指导教师:

实验一数字基带信号 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。 3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。 2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。 三、实验步骤 本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。 1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线,打开电源开关。 2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。 用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察: (1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄); (2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ 码特点。 3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。 仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。 (1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI 端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。再将K1、K2、K3置为全0,观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

北邮scilab_通信原理软件实验报告

信息与通信工程学院通信原理软件实验报告

实验二时域仿真精度分析 一、实验目的 1. 了解时域取样对仿真精度的影响 2. 学会提高仿真精度的方法 二、实验原理 一般来说,任意信号s(t)是定义在时间区间(-无穷,+无穷)上的连续函数,但所有计算机的CPU 都只能按指令周期离散运行,同时计算机也不能处理这样一个时间段。为此将把s(t)按区间[-T/2 ,+T/2 ]截短为按时间间隔dert T均匀取样,得到的取样点数为N=T/dert T. 仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。Dert T反映了仿真系统对信号波形的分辨率,越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学,信号被取样以后,对应的频谱是频率的周期函数,其重复周期是1/t; 。如果信号的最高频率为 那么必须有 才能保证不发生频域混叠失真,这是奈奎斯特抽样定理。设 则称为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是,那么不能用 此仿真程序来研究带宽大于这的信号或系统。换句话说,就是当系统带宽一定的情况下,信号的采样频率最小不得小于2*Bs,如此便可以保证信号的不失真,在此基础上时域采样频率越高,其时域波形对原信号的还原度也越高,信号波形越平滑。也就是说,要保证信号的通信成功,必须要满足奈奎斯特抽样定理,如果需要观察时域波形的某些特性,那么采样点数越多,可得到越真实的时域信号。 三、实验步骤 1.将正弦波发生器模块、示波器模块、时钟模块按下图连接:

时钟设置0.01,得到的结果如下: 时钟设置0.3,以后得到的结果如下:

五、思考题 (1)观察分析两图的区别,解释其原因。 答:因为信号周期是1,而第一个图的采样周期是0.01,所以一个周期内能采样100个点,仿真出来的波形能较精确地显示成完整波形,而第二个图采样周期是0.3,所以一个周期内只有三个采样点,故信号失真了。 (2)将示波器的控制时钟的period的参数改为0.5,观察仿真结果,分析其原因。 结果如下:

数字通信原理实验报告四

中南大学 数字通信原理实验报告指导老师***** 学生姓名*** 学号*********** 专业班级*****************

目录 实验四 ----------------------------------------2 实验目的 ----------------------------------------2 实验内容 ----------------------------------------2基本原理 ----------------------------------------2实验步骤 ----------------------------------------9 实验结果 ----------------------------------------11

实验四数字解调与眼图 一、实验目的 1. 掌握2DPSK相干解调原理。 2. 掌握2FSK过零检测解调原理。 二、实验内容 1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。 2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。 3.用示波器观察眼图。 三、基本原理 可用相干解调或差分相干解调法(相位比较法)解调2DPSK信号。在相位比较法中,要求载波频率为码速率的整数倍,当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中,2DPSK载波频率等码速率的13倍,两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。2FSK信号的解调方法有:包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 图4-1 数字解调方框图 (a)2DPSK相干解调(b)2FSK过零检测解调 本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。2DPSK模块内部使用+5V、+12V和-12V电压,2FSK模块内部仅使用+5V电压。图4-1为两个解调器的原理方框图,其电原理图如图4-2所示(见附录)。

通信原理实验一、二实验报告

通信原理 实验一 实 验 报 告 实验日期: 学院: 班级: 学号: 姓名: 指导老师:

实验一数字基带传输系统的MA TLAB仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数; 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生; 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念,掌握卷积表达式及其物理意义,掌握 卷积的计算方法、卷积的基本性质; 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法,并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的 常用基本性质; 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数,并学会利用 MATLAB求解系统功率谱,绘制相应曲线。 基本要求:掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法,能够编写 MATLAB程序,实现各种常用信号的MA TLAB实现,并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB 程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB 程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB 程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看,通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看, 信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如 信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换,而基带成形、滤波、调 制等则是信号层次上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换,必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 四、实验步骤 (1)分析程序program1_1 每条指令的作用,运行该程序,将结果保存,贴在下面的空白 处。然后修改程序,将dt 改为0.2,并执行修改后的程序,保存图形,看看所得图形的效果 怎样。 dt=0.01 时的信号波形 Sinusoidal signal x(t) -2-1.5-1-0.500.51 1.52 Time t (sec) dt=0.2 时的信号波形

数字通信原理实验报告

《数字通信原理与技术》实验报告 学院:江苏城市职业学院 专业:计算机科学与技术 班级: 姓名:___________ 学号: ________

实验一熟悉MATLAB环境 一、实验目的 (1)熟悉MATLAB的主要操作命令。 (2)掌握简单的绘图命令。 (3)用MATLAB编程并学会创建函数。 (4)观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=【1 2 3 4】,B=【3 4 5 6】,求C=A+B,D=A-B,E=A.*B,F=A./B,G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 (2)用MATLAB实现下列序列: a)x(n)=0.8n 0≦n≦15 b)x(n)=e(0.2+0.3j) 0≦n≦15 c)x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+0.2sin(0.25πn+0.1π) 0≦n≦15 d) 将c)中的x(n)扩展成以16为周期的函数x16(n)=x(n+16),绘出四个周期。 e) 将c)中的x(n)扩展成以10为周期的函数x10(n)=x(n+10),绘出四个周期。 (3) 绘出下列时间函数图形,对x轴、y轴以及图形上方均须加上适当的标注: a)x (t )=sin(2πt) 0≦n≦10s b) x (t)=cos(100πt)sin(πt) 0≦n≦14s 三、程序和实验结果 (1)实验结果: 1、A=[1,2,3,4] B=[3,4,5,6] C=A+B D=A-B E=A.*B F=A./B G=A.^B A =1 2 3 4 B =3 4 5 6 C =4 6 8 10 D =-2 -2 -2 -2 E =3 8 15 24 F =0.3333 0.5000 0.6000 0.6667 G =1 16 243 4096 >> stem(A) >> stem(B) >> stem(C) >> stem(D) >> stem(E) >> stem(F)

通信原理实验报告

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式:x=square(t,duty) 功能:产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1:产生频率为40Hz,占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区,并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);

图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式:x=rectpuls(t,width) 功能:产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定,其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2:生成幅度为2,宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用

数字通信原理BPSK传输系统设计与仿真实验报告

北京联合大学《通信原理》实验报告 科目:通信原理实验 教师:许学梅 班级: 200908030201 姓名: 王国显 学号: 2009080302104 时间: 2012.11.20

实验四、2PSK传输系统设计与仿真 一、实验目的 1..在前面2PSK调制系统设计与仿真实验的基础上,通过本实验建立起 BPSK 传输系统的概念。 2.深入理解、掌握二进制相移键控技术(2PSK)的调制/解调原理及在数字 通信传输系统中的应用。 3.掌握(2PSK)调制/解调传输系统模型的构建技术。 4.掌握(2PSK)调制/解调的设计与实现方法。 5.深入理解、分析、掌握二进制相移键控(2PSK)调制/解调传输系统各模 块间参数的设置及相互间的关联与影响。 6.能够按不同用户的技术指标需求,进行(2PSK)调制/解调传输系统的设 计。 7.掌握(2PSK)调制/解调传输系统的测试方法。 8.掌握对(2PSK)调制/解调传输系统的相关参数、信号波形及频谱进行分 析的方法。 9.对比原始发送数据信号经调制/与解调系统传输后,还原的数据信号是否 与原始发送数据信号一致。 二、实验仪器(软/硬件环境及所需元器件模块) 1.PC机一台 2. 安捷伦科技EESof软件ADS:Advanced Design System –2005A 3.计算机操作系统:Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等 4.元器件模块: (1)Sinusoid正弦波信号发生器(Sinusoid signal generator); (2)Data数字序列信号发生器(Data generator); (3)信号类型转换器(Signal Converters): TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器; (4)TimedSink信号接收器(Timed Data Collector); (5) SpectrumAnalyzer频谱分析仪(Spectrum analyzer); (6) DF数据流控制器(Data Flow Controller); (7) Mpy2乘法器(2-Input Multiplier); (8) VAR变量和方程式模块(器件)(Variables and Equations Component)。 (9)时钟源Clock, (10)抽样保持器SampleAndHold, (11)带通滤波器BPF_RaisedCosineTimed, (12)低通滤波器为LPF_RaisedCosineTimed,

通信原理实验报告

通信原理实验报告 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式:x=square(t,duty) 功能:产生一个周期为2π、幅度为1±的周期性方波信号。其中duty表示占空比,即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1:产生频率为40Hz,占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用 subplot(311); % 设置3行1列的作图区,并在第1区作图 plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 ]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 ]); subplot(313); plot(t,x3);

title('占空比75%'); axis([0 ]); 图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式:x=rectpuls(t,width) 功能:产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定,其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2:生成幅度为2,宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4::4; T=4; % 设置信号宽度x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1);

通信原理实验报告

通信原理实验报告 一.实验目的 熟悉掌握MATLAB软件的应用,学会对一个连续信号的频谱进行仿真,熟悉sigexpand(x2,ts2/ts1)函数的意义和应用,完成抽样信号对原始信号的恢复。 二.实验内容 设低通信号x(t)=cos(4pi*t)+1.5sin(6pi*t)+0.5cos(20pi*t); (1)画出该低通信号的波形 (2)画出抽样频率为fs=10Hz(亚采样)、20Hz(临界采样)、50Hz(过采样)的抽样序列 (3)抽样序列恢复出原始信号 (4)三种抽样频率下,分别分析对比模拟信号、离散采样信号、恢复信号的时域波形的差异。 原始信号与恢复信号的时域波形之差有何特点?有什么样的发现和结论? (5)三种抽样频率下,分别分析对比模拟信号、离散采样信号、恢复信号的频域特性的差异。 原始信号与恢复信号的频域波形之差有何特点?有什么样的发现和结论? 实验程序及输出结果 clear; close all; dt=0.05; t=-2:dt:2 x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t); N=length(t); Y=fft(x)/N*2; fs=1/dt; df=fs/(N-1); f=(0:N-1)*df; subplot(2,1,1) plot(t,x) title('抽样时域波形') xlabel('t') grid; subplot(2,1,2) plot(f,abs(Y)); title('抽样频域信号 |Y|'); xlabel('f'); grid;

定义sigexpand函数 function[out]=sigexpand(d,M) N=length(d); out=zeros(M,N); out(1,:)=d; out=reshape(out,1,M*N); 频域时域分析fs=10Hz clear; close all; dt=0.1; t0=-2:0.01:2 t=-2:dt:2 ts1=0.01 x0=cos(4*pi*t0)+1.5*sin(6*pi*t0)+0.5*cos(20*pi*t0); x=cos(4*pi*t)+1.5*sin(6*pi*t)+0.5*cos(20*pi*t); B=length(t0); Y2=fft(x0)/B*2; fs2=1/0.01; df2=fs2/(B-1); f2=(0:B-1)*df2; N=length(t); Y=fft(x)/N*2;

通信原理实验报告

通信原理 实 验 报 告

实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3码信号中提取位同步信号的方法 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点 5、了解HDB 3(AMI )编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ )、传号交替反转码(AMI )、三阶高密度 双极性码(HDB 3)、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块(EL-TS-M6)、AMI/HDB 3编译码模块(EL-TS-M6)。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块(EL-TS-M6),打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号,进行下列观察: (1) 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);

中南大学通信原理实验报告

信息科学与工程学院 课程:数字通信原理 题目:通信原理实验报告 专业班级: 学生姓名: 学号:

2017年12月1日

目录 实验一数字基带信号....................................二实验二数字调制......................................十六实验四数字解调与眼图..............................二十三

实验一数字基带信号 一、实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。 2、掌握AMI、HDB 3 码的编码规则。 3、掌握从HDB 3 码信号中提取位同步信号的方法。 4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。 5、了解HDB 3 (AMI)编译码集成电路CD22103。 二、实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶 高密度双极性码(HDB 3)、整流后的AMI码及整流后的HDB 3 码。 2、用示波器观察从HDB 3 码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 3、用示波器观察HDB 3 、AMI译码输出波形。 三、基本原理 本实验使用数字信源模块和HDB 3 编译码模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端,模块内部只使用+5V电压,其原理方框图如图1-1所示,电原理图如图1-3所示(见附录)。本单元产生NRZ信号,信号码速率约为170.5KB,帧结构如图1-2所示。帧长为24位,其中首位无定义,第2位到第8位是帧同步码(7位巴克码1110010),另外16位为2路数据信号,每路8位。此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号,实验电路中数据码用红色发光二极管指示,帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码,熄状态表示0码。 本模块有以下测试点及输入输出点: ? CLK 晶振信号测试点 ? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点(2个) ? FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ? NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点(4个) 图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下: ?晶振CRY:晶体;U1:反相器7404 ?分频器U2:计数器74161;U3:计数器74193;U4:计

通信原理实验报告

通信原理实验报告 实验一抽样定理 实验二 CVSD编译码系统实验 实验一抽样定理 一、实验目的 所谓抽样。就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值(样值),即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。在一个频带限制在(0,f h)内的时间连续信号f(t),如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样,那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。 抽样定理告诉我们:如果对某一带宽有限的时间连续信号(模拟信号)进行抽样,且抽样速率达到一定数值时,那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。这就是说,若要传输模拟信号,不一定要传输模拟信号本身,可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 二、功能模块介绍 1.DDS 信号源:位于实验箱的左侧 (1)它可以提供正弦波、三角波等信号,通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。 (2)按下复合式按键旋钮SS01,可切换不同的信号输出状态,例如D04D03D02D01=0010 对应的是输出正弦波,每种LED 状态对应一种信号输出,具体实验板上可见。 (3)旋转复合式按键旋钮SS01,可步进式调节输出信号的频率,顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。 (4)调节调幅旋钮W01,可改变P03 输出的各种信号幅度。 2.抽样脉冲形成电路模块 它提供有限高度,不同宽度和频率的抽样脉冲序列,可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02,作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节,占空比为50%。 3.PAM 脉冲调幅模块 它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时,模拟开关导通,有调制信号输出;抽样脉冲序列为低电平,模拟开关断开,无信号输出。因此,本模块实现的是自然抽样。在32TP01 测试点可以测量到已调信号波形。 调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。已调信号经过PAM 模拟信道(模拟实际信道的惰性)的传输,从32P03 铆孔输出,可能会产生波形失真。PAM 模拟信道电路示意图如下图所示,32W01(R1)电位器可改变模拟信道的传输特性。

《通信原理》实验设计报告

中南大学《通信原理》 实验设计报告 学院: 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 设计时间:

目录 第一部分硬件部分实验报告 实验一:模拟锁相环与载波同步 (1) 实验五:数字锁相环与位同步 (6) 实验六:帧同步 (13) 实验七:时分复用数字基带通信系统 (17) 第二部分实验设计部分 设计任务与要求 (22) 方案设计与论证 (22) 源程序与仿真结果 (24) 系统性能分析 (29) 程序调试 (29) 结论与心得 (30) 参考文献 (31)

第一部分硬件部分实验报告 实验一:模拟锁相环与载波同步 一、实验目的 1. 掌握模拟锁相环的工作原理,以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。 2. 掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。 3. 了解相干载波相位模糊现象产生的原因。 二、实验内容 1. 观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。 2. 观察环路的捕捉带和同步带。 3. 用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号,观察相位模糊现象。 三、基本原理 通信系统中常用平方环或同相正交环(科斯塔斯环)从2DPSK信号中提取相干载波。本实验系统的载波同步提取模块用平方环,原理方框图如图3-1所示,电原理图如图3-2所示(见附录)。模块内部使用+5V、+12V、-12V电压,所需的2DPSK输入信号已在实验电路板上与数字调制单元2DPSK输出信号连在一起。 图3-1 载波同步方框图 本模块上有以下测试点及输入输出点: ? MU平方器输出测试点,VP-P>1V ? VCO VCO输出信号测试点,VP-P>0.2V ? Ud鉴相器输出信号测试点 ? CAR-OUT 相干载波信号输出点/测试点 图3-1中各单元与电路板上主要元器件的对应关系如下: ? 平方器 U25:模拟乘法器MC1496

数字通信原理实验一AMI、HDB3编译码实验

数字通信原理 实验报告 实验一AMI、HDB3编译码实验 学院计算机与电子信息学院 专业班级 姓名学号 指导教师 实验报告评分:_______

实验一 AMI、HDB3编译码实验 一、实验目的 了解由二进制单极性码变换为AMI码HDB3码的编码译码规则,掌握它的工作原理和实验方法。 二、实验内容 1.伪随机码基带信号实验 2.AMI码实验 ① AMI码编码实验 ② AMI码译码实验 ③ AMI码位同步提取实验 3.HDB3编码实验 4.HDB3译码实验 5.HDB3位同步提取实验 6.AMI和HDB3位同步提取比较实验 7.HDB3码频谱测量实验 8.书本上的HDB3码变化和示波器观察的HDB3码变化差异实验 三、基本原理:PCM信号基带传输线路码型 PCM信号在电缆信道中传输时一般采用基带传输方式,尽管是采用基带传输方式,但也不是将PCM编码器输出的单极性码序列直接送入信道传输,因为单极性脉冲序列的功率谱中含有丰富的直流分量和较多的低频分量,不适于直接送人用变压器耦合的电缆信道传输,为了获得优质的传输特性,一般是将单数性脉冲序列进行码型变换,以适应传输信道的特性。 (一)传输码型的选择 在选择传输码型时,要考虑信号的传输信道的特性以及对定时提取的要求等。归结起来,传输码型的选择,要考虑以下几个原则: 1.传输信道低频截止特性的影响 在电缆信道传输时,要求传输码型的频谱中不应含有直流分量,同时低频分量要尽量少。原因是PCM端机,再生中继器与电缆线路相连接时,需要安装变压器,以便实现远端供电(因设置无人站)以及平衡电路与不平衡电路的连接。 图1.1是表示具有远端供电时变压器隔离电源的作用,以保护局内设备。 图1.1变压器的隔离作用 由于变压器的接入,使信道具有低频截止特性,如果信码流中存在直流和低频成分,则

通信网原理实验报告Ethernet-and-ARP

实验一Ethernet and ARP 一、实验目的 1.加强对以太网帧格式的理解; 2.理解ARP协议的工作原理。 二、实验环境 1.PC机一台; 2.WireShark软件。 三、实验内容 1. Capturing and analyzing Ethernet frames 2. The Address Resolution Protocol 四、实验步骤及思考 (一)Capturing and analyzing Ethernet frames HTTP GET Message

(1)Based on the contents of the Ethernet frame containing the HTTP GET message 1. What is the 48-bit Ethernet address of your computer? Answer:The 48-bit Ethernet address of my computer is:c8:0a:a9:db:9b:f3 The Ethernet address of my computer 2. What is the 48-bit destination address in the Ethernet frame? Is this the Ethernet address of https://www.doczj.com/doc/4a2782561.html,? (Hint: the answer is no). What device has this as its Ethernet address? [Note: this is an important question, and one that students sometimes get wrong. Re-read pages 468-469 in the text and make sure you understand the answer here.]

移动通信原理课程设计_实验报告_321321资料

电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析; BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析; SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题,参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计

1,必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性; 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义; 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路,QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道,观察信号经过衰落前后的星座图,观察信道特性。仿真参数:信源比特速率为500kbps,多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒,相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB,最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示:

1.1.3实验仿真 (1)实验框图 (2)图表及说明 图一:Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图,由图可以看出2比特码元有四种。

图二:After Rayleigh Fading #从上图可以看出,信号通过瑞利信道后,满足瑞利分布,相位和幅度发生随机变化,所以图三中的相位不是集中在四点,而是在四个点附近随机分布。 图三:Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。

通信原理------数字基带传输实验报告

基带传输系统实验报告 一、实验目的 1、提高独立学习的能力; 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力; 3、学习matlab的使用; 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法; 5、熟悉基带传输系统的基本结构; 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析; 7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 在数字通信中,有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号,这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 基带传输系统方框图如下: 基带传输系统模型如下:

各方框的功能如下: (1)信道信号形成器(发送滤波器):产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码,相应的基本波形通常是矩形脉 冲,其频谱很宽,不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带,把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 (2)信道:是基带信号传输的媒介,通常为有限信道,如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件,因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n(t),一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 (3)接收滤波器:接受信号,尽可能滤除信道噪声和其他干扰,对信道特性进行均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决。 (4)抽样判决器:在传输特性不理想及噪声背景下,在规定时刻(由位定时脉冲控制)对接收滤波器的输出波形进行抽样判决,以恢复或再生基带信号。 (5)定时脉冲和同步提取:用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31,时域抽样频率Fo为 4 /Ts,滚降系数分别取为、、1,

通信原理实验报告

通信原理实验报告 ---基本数字调制实验范晨晨 201300800596 13级通信工程二班 实验一 ASK调制及解调实验 (一)实验目的 1、掌握用键控产生ASK信号的方法。 2、掌握ASK非相干解调的原理。 (二)实验器材 1、主控&信号源、9号模块各一块 2、双踪示波器一台 3、连接线若干 (三)实验原理 振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。在2ASK中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。在本次实验中,采用键控法进行调制,解调则采用非相干解调,即将基带信号和载波直接相乘,已调信号经过半波整流、低通滤波后,通过门限判决电路解调出原始基带信号。 (四)实验过程&波形分析 实验项目一 ASK调制 1、连线,设置主控菜单,将模块9的开关S1拨为0000。 2、此时系统的初始状态为:PN序列输出频率为32kHz,调节128kHz载波信号峰峰值为3V。

由图可知,纵向每一大格代表500mV ,共有6个大格,即峰峰值为3V 。 3、以9号模块TH1为触发,用示波器同时观测9号模块TH1和TH4,验证ASK 调制原理。 右图是左图的局部放大图像。由上图观察可知,在调制输入信号为0时,调制输出信号幅值为0;在调制输入信号为1时,调制输出信号为余弦载波,由此可验证ASK 的调制原理。 因为PN 序列输出频率为32kHz ,载波信号频率为128kHz ,所以一个码元应对应4个载波周期。读图可知,横向一个大格为20μS ,则一个码元占据约1.5个大格,恰好对应4个载波周期。 4、将PN 序列输出频率改为64kHz ,观察载波个数是否发生变化。 左图为更改PN 输出频率的界面,右图为更改频率后的调制输入信号与调制输出信号。因为PN 序列输出频率为64kHz ,载波信号频率为128kHz ,所以一个码元应对应2个载波周期。读图可知,横轴中一个大格为10μS ,则一个码元占据约1.5个大格,恰好对应2个载波周期。 由此可知,PN 序列输出频率(即码元发送频率)从32kHz 变为64kHz ,使得

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