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北京邮电大学信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告

北京邮电大学信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告
北京邮电大学信息与通信工程学院电磁场与电磁波实验报告

信息与通信工程学院

电磁场与电磁波实验报告

题目:校园无线信号场强特性的研究姓名:

学号: 7

班级:班

2015年05月17日

一、实验目的

1、掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法;

2、熟悉并理解电磁波传输理论中传输损耗、路径损耗、穿透损耗、衰落等概念,研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律;

3、掌握在室外环境下场强的正确测量方法,与相关的传播模型进行匹配;

4、经过实地测量,处理数据,分析校园内电磁波强度的变化规律,并探究其受到影响的因素。

二、实验原理

1、电磁波的传播方式

(1)无线通信系统

无线通信系统由发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。

对于接收者,只有处在发射信号的覆盖区内,才能保证接收机正常接受信号,此时,电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此基站的覆盖区的大小,是无线工程师所关心的。

决定覆盖区的大小的主要因素有:发射功率,馈线及接头损耗,天线增益,天线架设高度,路径损耗,衰落,接收机高度,人体效应,接收机灵敏度,建筑物的穿透损耗,同播,同频干扰等。

(2)电波传输方式

电磁场在空间中的传输方式主要有反射﹑绕射﹑散射三种模式。

当电磁波传播遇到比波长大很多的物体时,发生反射。当接收机和发射机之间无线路径被尖锐物体阻挡时发生绕射。当电波传播空间中存在物理尺寸小于电波波长的物体﹑且这些物体的分布较密集时,产生散射。散射波产生于粗糙表面,如小物体或其它不规则物体,如树叶﹑街道﹑标志﹑灯柱等。

2、尺度路径损耗

在移动通信系统中,路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。大尺度平均路径损耗:用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落,即定义为有效发射功率和平均接受功率之间的(dB)差值,根据理论和测试的传播模型,无论室内或室外信道,平均接受信号功率随距离对数衰减,这种模型已被广泛的使用。对任意的传播距离,大尺度平均路径损耗表示为:

()[]()()

=+

010log/0

PL d dB PL d n d d

(式1)即平均接收功率为:

()[][]()()()[]()

Pr 010log /0Pr 010log /0d dBm Pt dBm PL d n d d d dBm n d d =--=-

(式2)

其中,定义n 为路径损耗指数,表明路径损耗随距离增长的速度,d0为近地参考距离,d 为发射机与接收机之间的距离。公式中的横杠表示给定值d 的所有可能路径损耗的综合平均。坐标为对数-对数时,平均路径损耗或平均接收功率可以表示为斜率10ndB /10 倍程的直线。n 依赖于特定的传播环境,例如在自由空间,n 为2;当有阻挡物时,n 比2大。

决定路径损耗大小的首要因素是距离,此外,它与接受点的电波传播条件密切相关。为此,我们引进路径损耗中值的概念,中值是使实验数据中一半大于它而另一半小于它的一个数值(对于正态分布中值就是均值)。

人们根据不同放入地形地貌条件,归纳总结出各种电波传播模型。下边介绍几种常用的描述大尺度衰落的模型。常用的电波传播模型:

1) 自由空间模型 2) 布灵顿模型 3) EgLi 模型 4) Hata-Okumura 模型

3、阴影衰弱

在无线信道里,造成慢衰落的最主要原因是建筑物或其它物体对电波的遮挡。在测量过程中,不同位置遇到的建筑物遮挡情况不同,因此接收功率也不同,这样就会观察到衰落现象。由于这种原因造成的衰落也叫“阴影效应”或“阴影衰落”。在阴影衰落的情况下,移动台被建筑物所遮挡,它收到的信号是各种绕射反射,散射波的合成。所以,在距基站距离相同的地方,由于阴影效应的不同,它们收到的信号功率有可能相差很大,理论和测试表明,对任意的d 值,特定位置的接受功率为随机对数正态分布即:

()[]()[][]Pr Pr s Pr(0)10log(/0)d dBm d dBm X d dBm n d d X σ=+=-+ (式3)

其中,X σ 为0 均值的高斯分布随机变量,单位dB ;标准偏差σ ,单位dB 。 对数正态分布描述了在传播路径上,具有相同T-R 距离时,不同的随机阴影效应。这样利用高斯分布可以方便地分析阴影的随机效应。正态分布,也叫高斯分布,概率密度函数为:

2

2()

())2x f x μσ-=- (式4)

应用于阴影衰落时,上式中的x 表示某一次测量得到的接收功率,μ表示以dB 表示的接收功率的均值或中值,表示接收功率的标准差,单位是dB 。阴影衰落的标准差同地形,建筑物类型,建筑物密度等有关,在市区的150MHz 频段其典型值是5dB 。

除了阴影效应外,大气变化也会导致阴影衰落。比如一天中的白天,夜晚,一年中的春夏秋冬,天晴时,下雨时,即使在同一个地点上,也会观察到路径损耗的变化。但在测量的无线信道中,大气变化造成的影响要比阴影效应小的多。

下面是阴影衰落分布的标准差,其中s σ(dB)是阴影效应的标准差。

(dB )

不规则地形

(米)

阴影衰落分布的标准差s σ(dB )

4、建筑物穿透损耗的定义

建筑物穿透损耗的大小对于研究室内无线信道具有重要意义。穿透损耗又称大楼效应,一般指建筑物一楼内的中值电场强度和室外附近街道上中值电场强度dB 之差。

发射机位于室外,接收机位于室内,电波从室外进入到室内,产生建筑物的穿透损耗,由于建筑物存在屏蔽和吸收作用,室内场强一定小于室外的场强,造成传输损耗。室外至室内建筑物的穿透损耗定义为:室外测量的信号平均场强减去同一位置室内测量的信号平均场强。用公式表示为:

()()

11

11N M

outside inside i j i j P P P N M

==?=-

∑∑ (式5) P 是穿透损耗,单位是dB ;

j P 是在室内所测的每一点的功率,单位是dB v μ,共M 个点; i P 是在室外所测的每一点的功率,单位是dB v μ,共N 个点。

三、实验内容与实验步骤

利用DS1131场强仪,实地测量信号场强。

1、测量地点选择

我们组选择测量学四楼东、西、南、北四面的室外场强分布。为了尽可能减小人流量对测量数据的影响,我们选择在下午13:30(大家都去上课)至13:30(下课的队伍还尚未回到学四)这一时间段进行测量。

由下图可以看到学四周边环境的情况大致如下:

(1)东边靠近主干道,较为开阔,主要遮挡物为自行车、树木、展板;

(2)西边靠近学三楼,且和学三楼距离较近,学三是钢筋混凝土结构的大楼,初步判断影响较大;

(3)北面是花坛、绿地,学八楼,学八楼也是和学三一样的高楼,但是相比距离学四较远;

(4)南部是花坛、学二楼,花坛内有小树木,学二是砖结构的矮楼。

注:测量期间空气中有大量杨絮,我们尚无法得知杨絮是否对电磁波强度分布有影响。

2、测量频点选择

我们选择的是中国国际广播电台旗下的国际流行音乐广播频道FM88.7MHz。

(1)FM88.7的频率接近100MHz,波长接近3m,数值较整;根据我们之前对学四公寓的室内楼道瓷砖的测量,两个半瓷砖大致就是半波长的 1.5m,相当于我们走三小步,所以每走三小步记录一次数据,不易产生较大的间隔偏差。

(2)FM88.7信号强度较大,测量过程中还可以听到声音,比较适合数据收集。

(3)我们按照“4条边,4个角”分为8组,每组测量近70个数据,数据总数超过500个。

3、数据采集

利用场强仪DS1131测量无线信号的强度(单位:dBmw),我们按照正南、东南、西南、正北、东北、西北、正东、正西分为8个点,如下图所示,测量88.7MHz频点的电磁波强度;以半个波长(约1.5米,大概走三小步)为测量周期,记录该点读数。

4、数据处理与结果分析

将测量得到的数据录入Excel表格,为了便于MATLAB处理数据,将所有数据都存在一列,并注明地点和周边状态。

采集到的数据有500多组,需要对数据进行细致的处理,分析周边环境,验证模型,得出结论。

原始数据和Matlab代码请见excel表格和附录。

四、实验结果与分析

1、统计特性分析

(1)某一特定位置的接收功率为随机正态分布

由于受到传播路径的诸多影响,磁场强度呈现波动特性,理论分析表明磁场强度值在一定区间内呈现高斯分布特性。

针对实测数据,可得到磁场强度的统计分布,分别对8个点采集到的原始数据用matlab进行正态分布拟合,得到结果如下:

1)各个点的原始数据都基本符合随机正态分布。

2)A、B、H点的拟合情况较差,这是因为样本不够大造成的,尤其是B点(正西边),即学四和学三之前的通道,该区域较为狭小,所以按照半波长一个数据我们只得到了58个有效数据,样本较小,所以统计特性不明显。

3)E、F、G点拟合效果较好,这和我们在这三个点采集的数据样本较大有一定关系,也和这三个地点较为开阔,遮挡较少有关。

4)C点采集的数据是最多的,但是拟合效果并不是特别好,因为C点所处的学二学四之间的小花园中树木较多,而且分布较为凌乱、高低不一致。

(2)将学四作为一个点,对500个数据进行拟合

上图是对500多个数据的对数随机正态分布拟合,偏差不大,符合预计情况。

这是由于我们采集数据的样本足够大,而且调频广播88.7MHz在室外的信号情况较好(我们在测量的全程都可以正常地收听)。

2、磁场强度与地理位置的关系

对每个点所采集的数据取平均值作为该点的信号强度,可以分析出信号强度与地理位置的关系。

下图是各个点的信号强度值(均值)与位置关系的直方图。

由直方图可以看出,信号强度最大的是F点,其次是G点、B点。而A点、H 点的信号强度最弱,分析原因如下:

首先注明的是:我们在测量的时候人、车很少,基本可以排除这部分的影响;在测量当天空气中的杨絮较多,但是考虑到杨絮分布的随机性和我们采样样本足够大,默认排除杨絮的影响;室外bupt的无线WiFi信号较弱,也默认不会影响我们的数据。

(1)F点位于西南角,G、B点分别位于西北和西边,信号强度较大。可以推测FM88.7信号的发射台位于西边。我们通过查找资料得知,中国国际广播电台的发射塔位于西三环,和数据结果一致。

(2)A(正东)、H(东北)、E(东南)点信号强度较弱,主要原因是受学四楼的影响,学四楼较高,且是钢筋混凝土架构,所以对电磁波影响较大。虽然学四东边是较为开阔的主干道,但是主干道附近还分布着报刊亭、自行车、展板等障碍物,主干道两侧是高大的泡桐树,都会削弱信号强度。

(3)G(西北)、B(正西)、F(西南)三点比较可以看出F、G的强度都会比B点大,原因是B点受到学三楼的影响。F点附近是花坛、学一、教四,花坛主要是小树木,学一和教四都比较矮,对信号衰弱影响不大。G点附近也是绿地,虽然受高楼学五的影响,但是相比B点,离高楼较远,影响较小。

(4)D(正北)和C(正南)的强度大致相当,但D的强度略大。两个地点的周边环境差别不大,都是没有高大树木的花坛,对信号强度没有很大影响。C点可能会受学二、教四楼的影响,D点可能会受到学八、学十楼的影响。学二、教四楼比较矮小,所以我们预计C点强度应该大于D点,但是结果却不是。结合(1)我们推测可能是学四楼的影响,同时学二学四之间花坛种有大量和人体高度大致齐平的树木,枝叶较多,经常会碰到场强仪天线,对数据有一定影响。

综上所诉,我们得出结论:

(1)发射塔位于学校西南边。

(2)高层建筑对信号衰弱影响较大,但也不绝对。 (3

3测量的是 (1(2-70dBm

五、遇到的问题与解决办法

1、误差分析

在实验过程中,我们尽可能地将误差控制在最小,体现在以下几点: (1)选择88.7MHz 频点。只有达到一定接收功率才能体现高斯拟合,低频段的电磁波传播特性较好,绕射能力强,穿透性好,研究起来相对容易。我们在

-80-75

-70

-65

-60

-55

-50

-45

-40

楼道位置

信号强度

测量数据的全过程中都可以清晰地收听到该频道广播,信号强度较大。同时半波长大概是1.5m,为三小步,在可以准确控制的范围内。

(2)样本足够大。研究统计特性对样本要求要足够大,我们在每个点都测量超过60个数据,总数据超过500,基本可以体现统计特性。

(3)测量现场人流、车流很少,可以忽略不计。

但是整体过程还是有误差存在的,比如场强仪的精度、测量读数误差(测量过程中,同一个位置场强仪读数是不固定的)、周边环境影响(如杨絮)等。

2、场强分布研究

场强的分布研究通常从两方面着手,一是地理位置分布,二是统计值分布。

地理位置分布直观反映了场强在空间的分布,为工程实际的建设提供依据和参考。统计值的分布则在概率统计层面为研究场强的特性提供可能,场强的统计分布值能更加有效地反映一个地点的场强特性,为综合设计通信系统提供参考。

我们测量的结果与理论上的分布是符合的。

3、对实验整体过程的分析

我们根据原始数据得出的结果基本符合理论推测,但是终是冰山一角。限于时间、仪器和个人能力的限制,我们只测量了一座楼在一个频点的信号分布情况,虽然说我们利用另外一组同学的数据做了室内外的对比,但是从“校园内无线信号分布”这一大标题出发我们做得其实还很不够。空气中电磁波信号强度较大的应该是900MHz附近的移动通信网和2.4GHz附近的无线主流WiFi,如果能对这两个频率附近的电磁波进行测量、统计和分析,与更多的地点进行对比,也将会是一件很有意义的事。

六、实验分工与心得体会

:负责前期的设计、数据采集、记录、录入、结果分析

本次实验对我来说收获很大,通过对学四周围电磁波的实地测量,使得我们对电波传播理论有了更深入的认识,提升了工程素养,培养了分析和解决问题的能力。

首先,在测量之前,我做了很多准备工作,之所以选择88.7MHz只要是它的信号足够大,而且半波长的1.5m是我们可控的;在选定频点之后,我们分析了学四楼附近的环境,根据“四条边,四个角”选定了八个测量点,每个点测量50个以上的数据,并且在环境允许的情况下(如正东边为主干道,较为开阔,面积大)多测了一些数据;同时,我们选的时间点也是人、车最少的,这些都是为了更真实地反映分布情况。

其次,在测量过程中,我们也遇到了一些困难,测量当天杨絮纷飞,而且因为数据量较大,后期有些繁琐。但是我们都克服了。这是我们第一次室外实地测量,我想在今后的学习和工作中我们还要做无数次的室外作业,还会遇到无数困难,还会有很多挑战等着我们。

最后,在测量结束之后,我们面临了更繁琐的录入工作。但是最终分析出来的结果还是让我们很满意的,通过这个实验我也重温了Matlab编程的有关知识,复习了相关的函数,这些对以后也是会有很多帮助的。

:负责数据处理、报告撰写

一年以前,看到许多学长学姐拿着小黑盒子在校园内走走停停,我们都忍不住回头看一眼,想象他们正在做一项多么“高大上”的工作……

一年以后,我们知道了那个黑色的盒子叫做场强仪,其实它并不“高大上”,只能测模拟电视信号的频率,它的使用也很像已经过时了的诺基亚手机……

我和我的队友在漫天杨絮的日子里做着一年前学长学姐们做的工作,这项并不“高大上”的实验却给了我很多的收获和思考。

本次实验我主要负责后期数据的处理部分,通过参与的前期实地测量和后期的数据分析,我对无线电波的传输有了更加形象的认识,能从工程的角度来看待课本知识,把理论和实践渐渐地融为一体。之前课本的知识都是理想情况下的建模,公式的推导也有很多无法理解的近似,给人的感觉就是过于抽象。通过本次实验,我们看到了实地测量得到的数据都大致能符合理论的模型,符合推算得到的统计特性,虽然不是很好的拟合,但是根据之前学过概率统计的有关知识,我们可以推测更大数据情况下的拟合度将会更好,从而将相应的模型用于工程实践中。

在数据处理的过程中,因为比较长时间没有用Matlab了,在调程序的时候遇到了一定的麻烦,囿于时间,我将各个点的数据分别做成一个excel文件,分别读取,而且每次都只能得到一个图。这样的代码效率不高,完全可以继续简化,但是因为本次实验的数据量也不是特别大,所以可以忽略不计,我们最终还是得到了满意的结果。

最后,在完成实验的最后时刻,感谢老师在本实验进行的全过程中对我们的帮助和指导。

附录

1、实验代码

(1)统计特性:得到拟合曲线

clear;

clc;

dBdata=xlsread('Aeast.xlsx');%此时数据单位为dBm,应服从对数正态分布

[m,n]=size(dBdata);

data=reshape(dBdata,1,m*n);

histfit(data,10);%用正太分布来拟合数据

title('用正太分布拟合A点数据');

注:其他点数据用的是同样的方法,但是要修改xlsread函数的文件名。

(2)随位置关系直方图

clear;

a1=xlsread('Aeast.xlsx');

b1=xlsread('Bwest.xlsx');

c1=xlsread('Csouth.xlsx');

d1=xlsread('Dnorth.xlsx');

e1=xlsread('Esoutheast.xlsx');

f1=xlsread('Fsouthwest.xlsx');

g1=xlsread('Gnorthwest.xlsx');

h1=xlsread('Hnortheast.xlsx');

a11=mean(a1);

b11=mean(b1);

c11=mean(c1);

d11=mean(d1);

e11=mean(e1);

f11=mean(f1);

g11=mean(g1);

h11=mean(h1);

y=[a11;b11;c11;d11;e11;f11;g11;h11];

bar(y,1);

ylim([-75,-40]);

set(gca,'XTickLabel',{'A','B','C','D','E','F','G','H'});

title('信号强度与位置的关系');

xlabel('位置');

ylabel('信号强度(单位dBm)');

2、原始数据

图中除alldata以外其他文件各自存一个地点的数据,alldata是所有数据的总表。这里附上alldata表格。

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)

移动通信原理课程设计-实验报告-

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。

北邮数字电路综合实验报告

数字电路综合实验报告 简易智能密码锁 一、实验课题及任务要求 设计并实现一个数字密码锁,密码锁有四位数字密码和一个确认开锁按键,密码输入正确,密码锁打开,密码输入错误进行警示。 基本要求: 1、密码设置:通过键盘进行4 位数字密码设定输入,在数码管上显示所输入数字。通过密码设置确定键(BTN 键)进行锁定。 2、开锁:在闭锁状态下,可以输入密码开锁,且每输入一位密码,在数码管上显示“-”,提示已输入密码的位数。输入四位核对密码后,按“开锁”键,若密码正确则系统开锁,若密码错误系统仍然处于闭锁状态,并用蜂鸣器或led 闪烁报警。 3、在开锁状态下,可以通过密码复位键(BTN 键)来清除密码,恢复初始密码“0000”。闭锁状态下不能清除密码。 4、用点阵显示开锁和闭锁状态。 提高要求: 1、输入密码数字由右向左依次显示,即:每输入一数字显示在最右边的数码管上,同时将先前输入的所有数字向左移动一位。 2、密码锁的密码位数(4~6 位)可调。

3、自拟其它功能。 二、系统设计 2.1系统总体框图 2.2逻辑流程图

2.3MDS图 2.4分块说明 程序主要分为6个模块:键盘模块,数码管模块,点阵模块,报警模块,防抖模块,控制模块。以下进行详细介绍。 1.键盘模块 本模块主要完成是4×4键盘扫描,然后获取其键值,并对其进行编码,从而进行按键的识别,并将相应的按键值进行显示。 键盘扫描的实现过程如下:对于4×4键盘,通常连接为4行、4列,因此要识别按键,只需要知道是哪一行和哪一列即可,为了完成这一识别过程,我们的思想是,首先固定输出高电平,在读入输出的行值时,通常高电平会被低电平拉低,当当前位置为高电平“1”时,没有按键按下,否则,如果读入的4行有一位为低电平,那么对应的该行肯定有一个按键按下,这样便可以获取到按键的行值。同理,获取列值也是如此,先输出4列为高电平,然后在输出4行为低电平,再读入列值,如果其中有哪一位为低电平,那么肯定对应的那一列有按键按下。由此可确定按键位置。

北邮通信原理实验 基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告

北京邮电大学实验报告 题目:基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告 班级:2013211124 专业:信息工程 姓名:曹爽 成绩:

目录 实验一:抽样定理 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验要求 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验步骤和结果 (3) 五、实验总结和讨论 (9) 实验二:验证奈奎斯特第一准则 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验要求 (10) 三、实验原理 (10) 四、实验步骤和结果 (10) 五、实验总结和讨论 (19) 实验三:16QAM的调制与解调 (20) 一、实验目的 (20) 二、实验要求 (20) 三、实验原理 (20) 四、实验步骤和结果 (21) 五、实验总结和讨论 (33) 心得体会和实验建议 (34)

实验一:抽样定理 一、 实验目的 1. 掌握抽样定理。 2. 通过时域频域波形分析系统性能。 二、 实验要求 改变抽样速率观察信号波形的变化。 三、 实验原理 一个频率限制在0f 的时间连续信号()m t ,如果以0 12S T f 的间隔进行等间隔均匀抽样,则()m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。 四、 实验步骤和结果 1. 按照图1.4.1所示连接电路,其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ,如图1.4.2所示。 图1.4.1 连接框图

图1.4.2 信号源设置,其余两个频率值设置分别为15和20 2.由于三个信号源最高频率为20Hz,根据奈奎斯特抽样定理,最低抽样频率应 为40Hz,才能恢复出原信号,所以设置抽样脉冲为40Hz,如图1.4.3。 图1.4.3 抽样脉冲设置 3.之后设置低通滤波器,设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器(其他类型的 低通滤波器也可以,影响不大),截止频率设置为信号源最高频率值20Hz,如图1.4.4。

重庆大学移动通信系统实验报告

ADS系统级仿真 ——发射机、零中频接收机与外差式接收机 课程名称:移动通信系统 院系:通信工程学院 专业:通信01班 年级: 2013级 姓名:叶汉霆 学号: 指导教师:李明玉 实验时间: 重庆大学

一、实验目的: 1. 熟悉ADS软件的使用、能用该软件进行原理图设计和原理图仿真。 2. 了解发射机、接收机的结构及工作原理; 3. 掌握利用ADS中行为级模块进行系统级仿真的方法,使用如滤波器、放大器、混频器等行为级的功能模块搭建收发信机系统。 4.运用S参数仿真、交流仿真、谐波平衡仿真、瞬态响应仿真等仿真器对收发信机系统的各种性能参数进行模拟检测。 二、实验原理: 1.接收机 接收机将通过信道传播的信号进行接收,提取出有用信号。接收机一般具有接收灵敏度、选择性、交调抑制、噪声系数等性能参数。 接收机的实现架构可分为:超外差、零中频和数字中频等。 接收机各部分的作用和要求如下: ①射频滤波器1(FP Filter1) 选择信号频段、限制输入信号带宽、减小互调失真。 抑制杂散信号,避免杂散响应。 减少本振泄漏,在频分系统中作为频域相关器。 ②低噪声放大器(LNA) 在不使接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益。 抑制后续电路的噪声,降低系统的噪声系数。 ③射频滤波器2(FP Filter2) 抑制由低噪声放大器放大或产生的镜频干扰。 进一步抑制其他杂散信号。 减少本振泄漏。 ④混频器(Mixer) 将射频信号下变频为中频信号。 是接收机中输入射频信号最强的模块,其线性度极为重要,同时要求较低 的噪声系数。 ⑤本振滤波器(Injection Filter) 滤除来自本振的杂散信号。

光纤通信实验报告

计算机与信息技术学院实验报告 专业:通信工程 年级/班级:2009级 2011—2012学年第一学期 课程名称 光纤通信 指导教师 李新源 本组成员 学号姓名 XXXXXX 实验地点 计算机楼501 实验时间 2012年4月6 日 项目名称 自动光功率控制电路 实验类型 硬件实验 一、 实验目的 1.掌握自动功率控制电路的工作原理 二、实验内容: 1.学习自动功率控制电路的工作原理 2.测量相关特征测试点的参数 三、实验仪器: 1.示波器。 2.光纤通信实验系统。 3.光功率计。 4.万用表。 5.FC/PC 型光纤跳线2根。 四、实验原理: 激光器输出光功率与温度和老化效应密切相关。保持激光器输出光功率稳定,可以用光反馈来自动调整偏置电流,电路如下图所示: 1 A 3 A 2 A B I

首先,PIN管监测背向光功率,经检出的光电流由A1放大,送入比较器A3的反向输入端,输入的数字信号和直流参考信号经A2比较放大,接到的A3同相输入端。A3和VT3组成恒流源,给激光器加上偏置电流IB的大小,其中信号参考电压是防止控制电路在无输入信号或长连“0”时,使偏流自动上升。这种电路在10°C~50°C温度范围内功率不稳定度ΔP/P可小于5%。 五、实验步骤: 1.关闭系统电源。按以下方式用连信号连接导线连接: 数字信号模块(数字信号输出一)P300—P100 1310数字光发模块 (数字光发信号输 入) 2.用光纤跳线连接1310nm光发模块和光功率计。 3.将1310nm光发模块的J100,两位都调到ON状态。 4.将1310nm光发模块的J101设置为“数字”。 5.打开系统电源,将数字信源模块第一路的拨码开关U311全拨到OFF状态。这时输入到1310nm数字光发模块的信号始终为“1”。 6.用万用表测量R124两端的电压。测量方法:先将万用表打到20V直流电 压档。然后,将红表笔插入1310nm数字发光模块的台阶插座TP101黑表笔插入TP102。读出万用表的读数U1,代入公式I1= U1/ R124(R124=51Ω)可得此时 自动光功率控制所补偿的电流。观察此时光功率计的读数P1。然后,将1310nm 的拨码开关的右边一位拨到OFF状态,记下光功率计的读数P2。 7.调整手调电位器RP100改变光功率的大小,再重复实验步骤5,将测的实 验数据填入下表。 8.关闭系统电源,拆除实验导线。将各实验仪器摆放整齐。 六、实验结果和心得: 1 2 3 4 5 6 7 16.31dB 16.17dB 11.90dB 7.62dB 6.62dB 4.59dB 3.40dB 37.31dB 25.58dB 11.88dB 7.62dB 6.63dB 4.59dB 3.42dB 3.14mA 5.88mA 8.43mA 12.75mA 1 4.51mA 19.80mA 24.12mA

北邮微波实验报告整理版

北京邮电大学信息与通信工程学院 微波实验报告 班级:20112111xx 姓名:xxx 学号:20112103xx 指导老师:徐林娟 2014年6月

目录 实验二分支线匹配器 (1) 实验目的 (1) 实验原理 (1) 实验内容 (1) 实验步骤 (1) 单支节 (2) 双支节 (7) 实验三四分之一波长阻抗变换器 (12) 实验目的 (12) 实验原理 (12) 实验内容 (13) 实验步骤 (13) 纯电阻负载 (14) 复数负载 (19) 实验四功分器 (23) 实验目的 (23) 实验原理 (23) 实验内容 (24) 实验步骤 (24) 公分比为1.5 (25) 公分比为1(等功分器) (29) 心得体会 (32)

201121111x 班-xx 号-xx ——电磁场与微波技术实验报告 实验二 分支线匹配器 实验目的 1.熟悉支节匹配器的匹配原理 2.了解微带线的工作原理和实际应用 3.掌握Smith 图解法设计微带线匹配网络 实验原理 支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳(或者串联适当的电抗),用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波,以达到匹配的目的。 单支节匹配器,调谐时主要有两个可调参量:距离d 和由并联开路或短路短截线提供的电纳。匹配的基本思想是选择d ,使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0+jB 形式。然后,此短截线的电纳选择为-jB ,根据该电纳值确定分支短截线的长度,这样就达到匹配条件。 双支节匹配器,通过增加一个支节,改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足,只需调节两个分支线长度,就能够达到匹配(但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的,即存在一个不能得到匹配的禁区)。 微带线是有介质εr (εr >1)和空气混合填充,基片上方是空气,导体带条和接地板之间是介质εr ,可以近似等效为均匀介质填充的传输线,等效介质电常数为 εe ,介于1和εr 之间,依赖于基片厚度H 和导体宽度W 。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。 实验内容 已知:输入阻抗Z 75in ,负载阻抗Z (6435)l j ,特性阻抗0Z 75 ,介质基片 2.55r ,1H mm 。 假定负载在2GHz 时实现匹配,利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络,假设双支节网络分支线与负载的距离114d ,两分支线之间的距离为21 8 d 。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。 实验步骤 1.根据已知计算出各参量,确定项目频率。 2.将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Smith 圆上。 3.设计单枝节匹配网络,在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度,根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE 计算微带线物理长度和宽度。此处应该注意电长度和实际长度的联系。 4.画出原理图,在用微带线画出基本的原理图时,注意还要把衬底添加到图中,将各部分的参数填入。注意微带 分支线处的不均匀性所引起的影响,选择适当的模型。 5.负载阻抗选择电阻和电感串联的形式,连接各端口,完成原理图,并且将项目的频率改为1.8—2.2GHz 。 6.添加矩形图,添加测量,点击分析,测量输入端的反射系数幅值。 7.同理设计双枝节匹配网络,重复上面的步骤。

移动通信实验指导书

目录 移动通信系统实验指导 (1) 实验一:AWGN信道中BPSK调制系统的 BER仿真计算 (2) 实验二:移动信道建模的仿真分析 (4) 实验三: CDMA通信系统仿真 (5)

移动通信系统实验指导 上机实验是移动通信课程的重要环节,它贯穿于整个“移动通信”课程教学过程中。本课程的实验分为3个阶段进行,它要求学生根据教科书的内容,在MATLAB仿真平台上并完成相应系统及信道建模仿真,帮助学生直观的了解移动通信系统的相关工作原理。最后要求学生根据实验内容完成实验报告。 试验的软件环境为Microsoft Windows XP + MATLAB。

实验一:AWGN信道中BPSK调制系统的 BER仿真计算 一、实验目的 1.掌握二相BPSK调制的工作原理 2.掌握利用MATLAB进行误比特率测试BER的方法 3.掌握AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算方法 二、实验原理 1.仿真概述及原理 在数字领域进行的最多的仿真任务是进行调制解调器的误比特率测试,在相同的条件下 进行比较的话,接收器的误比特率性能是一个十分重要的指标。误比特率的测试需要一个发送器、一个接收器和一条信道。首先需要产生一个长的随机比特序列作为发送器的输入,发送器将这些比特调制成某种形式的信号以便传送到仿真信道,我们在传输信道上加上一定的可调制噪声,这些噪声信号会变成接收器的输入,接收器解调信号然后恢复比特序列,最后比较接收到的比特和传送的比特并计算错误。 误比特率性能常能描述成二维图像。纵坐标是归一化的信噪比,即每个比特的能量除以噪声的单边功率谱密度,单位为分贝。横坐标为误比特率,没有量纲。

光通信技术实验报告

光通信技术实验报告 实验一光通讯系统WDM系统设计 实验目的 1.熟悉Optisystem实验环境,练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统。 2.使用OptiSystem模拟仿真WDM系统的各项性能参数,并进行分析。 实验原理 光波分复用系统简介 光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号,在发射端经复用器汇合,并将其耦合到同一根光纤中进行传输,在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离,然后由光接收机做进一步的处理,使原信号复原,这种复用技术不仅适用于单模或多模光纤通信系统,同时也适用于单向或双向传输。 波分复用系统的工作波长可以从0.8μm到1.7μm,由此可见,它可以适用于所有低衰减、低色散窗口,这样可以充分利用现有的光纤通信线路,提高通信能力,满足急剧增长的业务需求。 WDM光通信结构组成 1)滤波器:在WDM系统中进行信道选择,只让特定波长的光通过,并组织其他光波长 通过。可调谐光滤波器能从众多的波长中选出某个波长让其通过。在WDM系统的光接收机中,为了选择所需的波长,一般都需依赖于其前端的可调谐滤波器。要求其有宽的谱宽以传输需要的全部信号谱成分,且带宽要窄以减小信道间隔。 2)复用器/解复用器(MUX/DEMUX):将多个光波长信号耦合到一路信道中,或使混合 的信号分离成单个波长供光接收机处理。一般,复用/解复用器都可以进行互易,其结构基本是相同的。实际上即是一种波长路由器,使某个波长从指定的输入端口到一个指定的输出端口。 实验软件介绍 OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通讯系统到LANS和MANS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器,OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的

北京邮电大学数字电路实验报告

北京邮电大学 数字电路与逻辑设计实验 实验报告 实验名称:QuartusII原理图输入 法设计与实现 学院:北京邮电大学 班级: 姓名: 学号:

一.实验名称和实验任务要求 实验名称:QuartusII原理图输入法设计与实现 实验目的:⑴熟悉用QuartusII原理图输入法进行电路设计和仿真。 ⑵掌握QuartusII图形模块单元的生成与调用; ⑶熟悉实验板的使用。 实验任务要求:⑴掌握QuartusII的基础上,利用QuartusII用逻辑 门设计实现一个半加器,生成新的半加器图像模 块。 ⑵用实验内容(1)中生成的半加器模块以及逻辑门 实现一个全加器,仿真验证其功能,并能下载到实 验板上进行测试,要求用拨码开关设定输入信号, 发光二级管显示输出信号。 ⑶用3线—8线译码器(74L138)和逻辑门实现要求 的函数:CBA F+ C + =,仿真验证其 + B C B A A A B C 功能,,并能下载到实验板上进行测试,要求用拨 码开关设定输入信号,发光二级管显示输出信号。二.设计思路和过程 半加器的设计实现过程:⑴半加器的应有两个输入值,两个输出值。 a表示加数,b表示被加数,s表示半加和, co表示向高位的进位。

⑵由数字电路与逻辑设计理论知识可知 b a s ⊕=;b a co ?= 选择两个逻辑门:异或门和与门。a,b 为异 或门和与门的输入,S 为异或门的输出,C 为与门的输出。 (3)利用QuartusII 仿真实现其逻辑功能, 并生成新的半加器图形模块单元。 (4)下载到电路板,并检验是否正确。 全加器的设计实现过程:⑴全加器可以由两个半加器和一个或门构 成。全加器有三个输入值a,b,ci ,两个输 出值s,co :a 为被加数,b 为加数,ci 为低 位向高位的进位。 ⑵全加器的逻辑表达式为: c b a s ⊕⊕= b a ci b a co ?+?⊕=)( ⑶利用全加器的逻辑表达式和半加器的逻 辑功能,实现全加器。 用3线—8线译码器(74L138)和逻辑门设计实现函数 CBA A B C A B C A B C F +++= 设计实现过程:⑴利用QuartusII 选择译码器(74L138)的图形模块

北邮《现代通信技术》实验报告一

现代通信技术实验报告 班级: 2012211110 学号: 2012210299 姓名:未可知

在学习现代通信技术实验课上,老师提到的一个词“通信人”警醒了我,尽管当初填报志愿时选择了通信工程最终也如愿以偿,进入大三,身边的同学忙着保研、考研、出国、找工作,似乎大家都为了分数在不懈奋斗。作为一个北邮通信工程的大三学生,我也不断地问自己想要学习的是什么,找寻真正感兴趣的是什么,通信这个行业如此之大,我到底适合什么。本学期,现代通信技术这本书让我了解到各种通信技术的发展和规划,也让我对“通信人”的工作有了更深刻的认识。 一、通信知识的储备 《现代通信技术》第一页指出,人与人之间通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等感官,感知现实世界而获取信息,并通过通信来传递信息。所谓信息,是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式,客观世界中大量地存在、产生和传递着以这些方式表示出来的各种各样的信息。信息的目的是用来“消除不可靠的因素”,它是物质运动规律总和。因此,我们通信人的任务就是利用有线、无线等形式来将信息从信源传递到信宿,在传输过程中保证通信的有效性和可靠性。 而具体来讲,要实现信息传递,通信网是必需的通信体系,其中通信网分层的结构形式需要不同的支撑技术,包括业务网技术,向用户提供电话、电报、数据、图像等各种电信业务的网络;介入与传送网技术,实现信息由一个点传递到另一个点或一些点的功能。对此,我们通信工程专业学习课程的安排让我们一步步打下基础,建立起知识储备。 知识树如下: 如知识树所述,通信工程课程体系可以大致分为一下6类基础:

数学基础:工科数学分析,线性代数,复变函数,概率论基础,随机过程; 电路基础:电路分析,模拟电子技术,数字逻辑电路,通信电子电路; 场与波基础:电磁场与电磁波,微波技术,射频与天线; 计算机应用能力:C 语言程序设计,微机原理与接口技术,计算机网络,数据结构,面向对象程序设计,实时嵌入式系统 信号处理类课程:信号与系统,信号处理,图像处理,DSP 原理及应用; 通信类课程:通信原理,现代通信技术,信息论基础,移动通信,光纤通信等。 从大一开始学习的工科数学分析,大学物理,大学计算机基础等课程为基础类课程,旨在培养我们的语言能力,数学基础,物理基础,计算机能力,然后逐步加大难度,细化课程,方向逐渐明朗详细。同时,课程中加入了各种实验,锻炼了我们的动手能力。 二、通信知识的小小应用 实验课上老师说过,以我们所学的知识已经可以制作简单通信的手机的草图了,我对此跃跃欲试。经过思考和调研,以下是我对于简单手机设计的原理框图和思考结果。 一部手机的结构包括接收机、发射机、中央控制模块、电源和人机界面部分,如下图 手机结构设计图 电路部分包括射频和逻辑音频电路部分,射频电路包括从天线到接收机的解调输出,与发射的I/O 调制到功率放大器输出的电路。其中,射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能;射频发射电路完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能。要用到的超外差接收机、混频器、鉴相器等在《通信电子电路》书本中的知识。逻辑音频包括从接收解调到接收音频输出、送话器电路到发射I/O 调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路。由核心控制模块CPU 、EEPROM 、 FLASH 、SRAM 等部分组成,一个基本 天线 接收机 发射机 频率合成 电源 逻 辑 音 频 人 机 交 互

移动通信实验报告

南昌工程学院 移动通信实验报告 信息工程学院系(院)通信工程专业 学生姓名凌丹霞 班级09通信工程 学号2009100249 指导教师樊飞燕 完成日期2012 年 6 月 5 日

实验一、认知实验 一、实验目的: 了解RNC的基础配置内容 了解B8300的基础配置内容 二、实验设备和仪器 pc机一台 中兴TD-SCDMA移动设备无线部份 三、实验原理 四、实验记录 单板介绍 1、操作维护处理板ROMB ROMB单板提供以下功能: 负责RNC系统的全局过程处理; 负责整个RNC的操作维护代理; 各单板状态的管理和信息的搜集,维护整个RNC的全局性的静态数据; ROMB上还可能运行负责路由协议处理的RPU模块 2、控制面处理板RCB 实现Iu/Iur/Iub/Uu接口对应的RNC侧RANAP/RNSAP/NBAP/RRC协议; NO.7信令处理。 3、CLKG单板 时钟产生板CLKG为RNC提供系统所需要的同步时钟。CLKG单板采用热主备设计,主备用CLKG锁定于同一基准,以实现平滑倒换。 通过485接口接收UIM的控制指令以及向UIM发送单板状态信息。 CLKG板本身具有时钟接收电路,可接收2路通过接口单板传送过来的8K基准时钟,可以接收BITS提供的2路2MHz、2Mbits基准,也可以接收GPS提供的1路主备高阻复用的PP2S、16CHIP、8K时钟基准 4、APBE板 ATM处理板APBE用于Iu/Iur/Iub接口的ATM接入处理。负责完成RNC系统STM-1物理接口的AAL2和AAL5的终结,同时提供宽带信令SSCOP、SSCF子层的处理,但不处理用户面协议。而是在将ATM信元完成AAL5的SAR,区分控制面和用户面数据后,控制面数据转发到本板CPU处理,用户面数据根据IP地址转发到RUB 板进行处理。

光纤通信实验报告2012301200003

武汉大学电工电子信息学院实验报告 电子信息学院通信工程专业2015年 9 月17日 实验名称光纤通信的光传输指导教师易本顺 姓名徐佑宇年级2012级学号2012301200003成绩 一、预习部分 1.实验目的 2.实验基本原理 3.主要仪器设备(含必要的元器件、工具) 一、实验目的 1、通过光传输系统课程设计使学生熟悉常见的几种传输网络的特点及应用场 合; 2、了解ZXMP S325的具体硬件结构,加深对于光传输的理解; 3、掌握 ZXMP S325 的组网过程以及网管工具的使用,培养学生在传输组网工 程方面的实际应用技能。 二、实验设备 1、SDH设备:ZXMP S325; 2、实验用维护终端 三、实验原理 SDH技术是目前通信网络的主流技术,它以其突出的技术优势为网络提供优质、高效、可靠的通信业务,能够满足带宽数据及图像视频等多业务的传输需求,自愈功能强。 1、光传输原理及优势 SDH 全称同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy), SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型特性,提供了一个国际支持框架,在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。这种传输网易于扩展,适于新电信业务的开展,并且使不同厂家生产的设备互通成为可能,这正是网络建设者长期以来追求的目标。 其优势主要体现在以下几个方面: (1)接口方面 ·电接口:STM-1是SDH的第一个等级,又叫基本传输模块,比特率为155.520Mb/s,STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块,比特率是STM-1的N倍(N=4n=1,4,16...)·光接口:仅对电信号扰码,光口信号码型是加扰的NRZ码,采用世界统一的7级扰码。 (2)复用方式 低速SDH信号以字节间插方式复用进高速SDH帧结构中,位置均匀、有规律,是可预见的

北邮通信原理实验报告

北京邮电大学通信原理实验报告 学院:信息与通信工程学院班级: 姓名: 姓名:

实验一:双边带抑制载波调幅(DSB-SC AM ) 一、实验目的 1、了解DSB-SC AM 信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。 2、了解DSB-SC AM 信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。 3、了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。 4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。 二、实验原理 DSB 信号的时域表达式为 ()()cos DSB c s t m t t ω= 频域表达式为 1 ()[()()]2 DSB c c S M M ωωωωω=-++ 其波形和频谱如下图所示 DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示

将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号,其频谱不包含离散的载波分量。 DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。为了能在接收端获取载波,一种方法是在发送端加导频,如上图所示。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。此锁相环必须是窄带锁相,仅用来跟踪导频信号。 在锁相环锁定时,VCO输出信号sin2πf c t+φ与输入的导频信号cos2πf c t 的频率相同,但二者的相位差为φ+90°,其中很小。锁相环中乘法器的两个 输入信号分别为发来的信号s(t)(已调信号加导频)与锁相环中VCO的输出信号,二者相乘得到 A C m t cos2πf c t+A p cos2πf c t?sin2πf c t+φ =A c 2 m t sinφ+sin4πf c t+φ+ A p 2 sinφ+sin4πf c t+φ 在锁相环中的LPF带宽窄,能通过A p 2 sinφ分量,滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量,因为很小,所以约等于。LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。锁定后的VCO输出信号sin2πf c t+φ经90度移相后,以cos2πf c t+φ作为相干解调的恢复载波,它与输入的导频信号cos2πf c t 同频,几乎同相。 相干解调是将发来的信号s(t)与恢复载波相乘,再经过低通滤波后输出模拟基带信号 A C m t cos2πf c t+A p cos2πf c t?cos2πf c t+φ =A c 2 m t cosφ+cos4πf c t+φ+ A p 2 cosφ+cos4πf c t+φ 经过低通滤波可以滤除四倍载频分量,而A p 2 cosφ是直流分量,可以通过隔直

移动通信实验报告

实验一GSM通信系统实验(全球数字移动通信系统) 一、实验目的 通过本实验将正交调制及解调的单元实验串起来,让学生建立起GSM通信系统的概念,了解GSM通信系统的组成及特性。 二、实验内容 1、搭建GSM数据通信系统。 2、观察GSM通信系统各部分信号。 三、基本原理 由于GSM是一个全数字系统,话音和不同速率数据的传输都要进行数字化处理。为了将源数据转换为最终信号并通过无线电波发射出去,需要经过几个连续的过程。相反,在接收端需要经过一系列的反过程来重现原始数据。下面我们主要针对数据的传输过程进行描述。 信源端的主要工作有 1、信道编码 信道编码用于改善传输质量,克服各种干扰因素对信号产生的不良影响,但它是以增加比特降低信息量为代价的。 信道编码的基本原理是在原始数据上附加一些冗余比特信息,增加的这些比特是通过某种约定从圆熟数据中经计算产生的,接收端的解码过程利用这些冗余的比特来检测误码并尽可能的纠正误码。如果收到的数据经过同样的计算所得的冗余比特同收到的不一样时,我们就可以确定传输有误。根据传输模式不同,在无线传输中使用了不同的码型。 GSM使用的编码方式主要有块卷积码、纠错循环码、奇偶码。块卷积码主要用于纠错,当解调器采用最大似然估计方法时,可以产生十分有效的纠错结果,纠错循环码主要用于检测和纠正成组出现的误码,通常和块卷积码混合使用,用于捕捉和纠正遗漏的组误差。奇偶码是一种普遍使用的最简单的检测误码的方法。 2、交织 在移动通信中这种变参的信道上,比特差错通常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。但是,信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长差错

北京邮电大学电路实验报告-(小彩灯)

北京邮电大学电路实验报告-(小彩灯)

电子电路综合实验报告课题名称:基于运算放大器的彩灯显示电路的设计与实现 姓名:班级:学号: 一、摘要: 运用运算放大器设计一个彩灯显示电路,通过迟滞电压比较器和反向积分器构成方波—三角波发生器,三角波送入比较器与一系列直流电平比较,比较器输出端会分别输出高电平和低电平,从而顺序点亮或熄灭接在比较器输出端的发光管。 关键字: 模拟电路,高低电平,运算放大器,振荡,比较 二、设计任务要求: 利用运算放大器LM324设计一个彩灯显示电路,让排成一排的5个红色发光二极管(R1~R5)重复地依次点亮再依次熄灭(全灭→R1→R1R2→R1R2R3→R1R2R3R4→R1R2R3R4R5→R1R2R3R4→R1R2R3→R1R2→R1→全灭),同时让排成一排的6个绿色发光二极管(G1~G6)单光

三角波振荡电路可以采用如图2-28所示电路,这是一种常见的由集成运算放大器构成的方波和三角波发生器电路,图2-28中运放A1接成迟滞电压比较器,A2接成反相输入式积分器,积分器的输入电压取自迟滞电压比较器的输出,迟滞电压比较器的输入信号来自积分器的输出。假设迟滞电压比较器输出U o1初始值为高电平,该高电平经过积分器在U o2端得到线性下降的输出信号,此线性下降的信号又反馈至迟滞电压比较器的输入端,当其下降至比较器的下门限电压U th-时,比较器的输出发生跳变,由高电平跳变为低电平,该低电平经过积分器在U o2端得到线性上升的输出信号,此线性上升的信号又反馈至迟

滞电压比较器的输入端,当其上升至比较器的上门限电压U th+时,比较器的输出发生跳变,由低电平跳变为高电平,此后,不断重复上述过程,从而在迟滞电压比较器的输出端U o1得到方波信号,在反向积分器的输出端U o2得到三角波信号。假设稳压管反向击穿时的稳定电压为U Z,正向导通电压为U D,由理论分析可知,该电路方波和三角波的输出幅度分别为: 式(5)中R P2为电位器R P动头2端对地电阻,R P1为电位器1端对地的电阻。 由上述各式可知,该电路输出方波的幅度由稳压管的稳压值和正向导通电压决定,三角波的输 出幅度决定于稳压管的稳压值和正向导通电压以及反馈比R1/R f,而振荡频率与稳压管的稳压值和正向导通电压无关,因此,通过调换具有不同稳压值和正向 导通电压的稳压管可以成比例地改变方波和三角波的幅度而不改变振荡频率。 电位器的滑动比R P2/R P1和积分器的积分时间常数R2C的改变只影响振荡频率而 不影响振荡幅度,而反馈比R1/R f的改变会使振荡频率和振荡幅度同时发生变化。因此,一般用改变积分时间常数的方法进行频段的转换,用调节电位器滑动头 的位置来进行频段内的频率调节。

移动通信实验报告

北京邮电大学移动通信实验报告 班级:

专业: 姓名: 学号: 班内序号: 一、实验目的....................................................................................................错误!未定义书签。 1、移动通信设备观察实验......................................................................错误!未定义书签。 2、网管操作实验......................................................................................错误!未定义书签。 二、实验设备....................................................................................................错误!未定义书签。 三、实验内容....................................................................................................错误!未定义书签。 1、TD_SCDMA系统认识 ..........................................................................错误!未定义书签。 2、硬件认知 (3) 移动通信设备 (3) RNC设备认知 (4) Node B设备(基站设备) (6) LMT-B软件 ......................................................................................错误!未定义书签。 通过OMT创建基站 (8) 四、实验总结....................................................................................................错误!未定义书签。

光纤通信实验报告汇总

南京工程学院 通信工程学院 实验报告 课程名称光纤通信_________ 实验项目名称光纤通信实验_______ 实验学生班级通信(卓越)131_____ 实验学生姓名吴振飞_____ _____ 实验学生学号 208130429_________ 实验时间2016.6.15___ 实验地点信息楼C413_______ 实验成绩评定 ______________________ 指导教师签字 ______________________ 2016年 6月 19日

目录 实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验仪器 (1) 三、实验原理 (1) 四、实验内容 (2) 五、实验步骤 (2) 六、注意事项 (2) 七、思考题 (3) 实验二光电探测器特性测试实验 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验内容 (4) 五、实验步骤 (4) 六、注意事项 (4) 实验三电话光纤传输系统实验 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验内容 (5) 三、预备知识 (5) 四、实验仪器 (5) 五、实验原理 (5) 六、注意事项 (6) 七、实验步骤 (6) 九、思考题 (6)

实验一半导体激光器P-I特性测试实验 一、实验目的 学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理;了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系;掌握半导体激光器 P(平均发送光功率) -I(注入电流) 曲线的测试方法。 二、实验仪器 1、ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱 1 台 2、光功率计1 台 3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1 根 4、万用表(自带) 1 台 5、连接导线 20 根 三、实验原理 半导体激光二极管(LD) 或简称半导体激光器,它通过受激辐射发光,(处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子,而跃迁到低能级E1,这个过程称为光的受激辐射,所谓一模一样,是指发射光子和感应光子不仅频率相同,而且相位、偏振方向和传播方向都相同,它和感应光子是相干的。) 是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同,导致了半导体激光器不仅能产生高功率(≥10mW) 辐射,而且输出光发散角窄(垂直发散角为 30~50°,水平发散角为 0~30° ),与单模光纤的耦合效率高(约 30%~50%),辐射光谱线窄(Δλ =0.1~1.0nm),适用于高比特工作,载流子复合寿命短,能进行高速信号(>20GHz) 直接调制,非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 对于线性度良好的半导体激光器,其输出功率可以表示为ηω (1-1) Pe=)(2thDIIq ?η其中intintaaamirmirD+=ηη,这里的量子效率ηint,表征注入电子通过受激辐射转化为光子的比例。在高于阈值区域,大多数半导体激光器的ηint接近于 1。 1-1 式表明,激光输出功率决定于内量子效率和光腔损耗,并随着电流而增大,当注入电流I>Ith时,输出功率与I成线性关系。其增大的速率即P-I曲线的斜率,称为斜率效率 dPη2DeqdIηω= (1-2) P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时,应选阈值电流Ith尽可能小, Ith对应P值小,而且没有扭折点的半导体激光器,这样的激光器工作电流小,工作稳定性高,而且不易产生光信号失真。并且要求P-I曲线的斜率适当。斜率太小,则要求驱动信号太大,给驱动电路带来麻烦; 斜率太大,则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点,微小的电流变化会导致光功率输出变化,是光纤通信中最重要的一种光源,半导体激光器可以看作为一种光学振荡器,要形成光的振荡,就必须要有光放大机制,也即激活介质处于粒子数反转分布,而且产生的增益足以抵消所有的损耗。将开始出现净增益的条件称为阈值条件。一般用注入电流值来标定阈值条件,也即阈值电流Ith,当输入电流小于Ith时,其输出光为非相干的荧光,类似于LED发出的光,当电流大于Ith

北邮-电子电路综合设计实验(函数信号发生器)报告

电子电路综合设计实验报告 实验1 函数信号发生器的设计与实现 姓名:------ 学号:---------- 班内序号:--

一. 实验名称: 函数信号发生器的设计与调试 二.实验摘要: 采用运放组成的积分电路产生方波-三角波,可得到比较理想的方波和三角波。根据所需振荡频率的高低和对方波前后沿陡度的要求以及对所需方波、三角波的幅度可以确定合适的运放以及稳压管的型号、所需电阻的大小和电容的值。三角波-正弦波的转换是利用差分放大器来完成的,选取合适的滑动变阻器来调节三角波的幅度以及电路的对称性。同时利用隔直电容、滤波电容来改善输出正弦波的波形。 关键词: 方波三角波正弦波频率可调 三、设计任务要求 1.基本要求: (1)输出频率能在1-10KHz范围内连续可调,无明显失真; (2)方波输出电压Uopp=12V,上升、下降沿小于10us,占空比可调范围30%-70%; (3)三角波Uopp=8V; (4)正弦波Uopp错误!未找到引用源。1V. (5)设计该电路的电源电路(不要求实际搭建) 2.提高要求: (1)正弦波、三角波和方波输出波形的峰峰值Uopp均可在1V-10V内连续可调。 (2)三种输出波形的输出端口的输出阻抗小于100Ω。 (3)三种波形从同一端口输出,并能够显示当前输出信号的种类、大小和频率 (4)用CPLD设计DDS信号源 (5)其他函数信号发生器的设计方案 四、设计思路以及总体结构框图 本课题中函数发生器结构组成如下所示:由比较器和积分器组成方波—三角波产生电

路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。 图4-1 函数信号发生器的总体框图 五.分块电路和总体电路的设计 (1)方波——三角波产生电路 图5-1 方波-三角波产生电路

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