第一篇：通信原理實驗ASK FSK實驗報告要求和思考題

實驗報告要求及思考題：

1.ASK、FSK調(diào)制解調(diào)原理框圖以及實驗測量點標注及數(shù)據(jù)記錄標示說明。2.基帶信號為什么要調(diào)制后再傳輸？

3.ASK、FSK抗噪聲性能以及頻譜利用問題。

4.ASKOUT與ASK解調(diào)輸出、FSKOUT與ASK解調(diào)輸出輸出之間經(jīng)過了什

么電路？

注意：

在PSK調(diào)制解調(diào)實驗結(jié)束提交PSK實驗報告時，提交systemview軟件仿真實驗報告。

PSK實驗用到同步信號提取模塊，請做好預(yù)習有關(guān)同步的內(nèi)容。

第二篇：通信原理實驗報告

一、設(shè)計目的和意義1、2、3、熟練地掌握matlab在數(shù)字通信工程方面的應(yīng)用。了解信號處理系統(tǒng)的設(shè)計方法和步驟。

理解2FSK調(diào)制解調(diào)的具體實現(xiàn)方法，加深對理論的理解，并實現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào)，畫出各個階段的波形。

4、5、學習信號調(diào)制與解調(diào)的相關(guān)知識。

通過編程、調(diào)試掌握matlab軟件的一些應(yīng)用，掌握2FSK調(diào)制解調(diào)的方法，激發(fā)學習和研究的興趣；

二、設(shè)計原理

1．2FSK介紹：

數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控（FSK），二進制頻移鍵控記作2FSK。數(shù)字頻移鍵控是用載波的頻率來傳送數(shù)字消息，即用所傳送的數(shù)字消息控制的頻率。

2．2FSK調(diào)制原理

2FSK調(diào)制就是使用兩個不同的頻率的載波信號來傳輸一個二進制信息序列。可以用二進制“1”來對應(yīng)于載頻f1，而“0”用來對應(yīng)于另一相載頻w2的已調(diào)波形，而這個可以用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對兩個不同的獨立的頻率源w1、f2進行選擇通。本次課程設(shè)計采用的是前面一種方法。如下原理圖：

圖2 調(diào)制原理框圖 3．2FSK解調(diào)原理

2FSK的解調(diào)方式有兩種:相干解調(diào)方式和非相干解調(diào)方式，本次課程設(shè)計采用的是相干解調(diào)方式。根據(jù)已調(diào)信號由兩個載波f1、f2調(diào)制而成，相干解調(diào)先用兩個分別對f1、f2帶通的濾波器對已調(diào)信號進行濾波，然后再分別將濾波后的信號與相應(yīng)的載波f1、f2相乘進行相干解調(diào)，再分別低通濾波、用抽樣信號進行抽樣判決器即可其原理如下：

圖3 相干解調(diào)原理框圖

三、詳細設(shè)計步驟

本試驗采用兩種方式實現(xiàn)FSK的調(diào)制 方式一：

產(chǎn)生二進制隨機的矩形基帶信號，再對基帶信號進行取反，得到反基帶信號。分別用不同頻率的載頻對它們進行調(diào)制。2FSK信號便是符號“1”對應(yīng)于載頻f1，而符號“0”對應(yīng)于載頻f2（與f1不同的另一載頻）的已調(diào)波形，而且f1與f2之間的改變是瞬間完成的。

其表達式為：

e2FSK(t)?{Acos(?1t??n)Acos(?2t??n)

典型波形如下圖所示。由圖可見,2FSK信號可以看作兩個不同載頻的ASK信號的疊加。因此2FSK信號的時域表達式又可以寫成：s2FSK(t)?[?ang(t?nTs)]cos(?1t??n)?[?ang(t?nTs)]cos(?2t??n)nn_

zak s1(t)1011001t s2(t)tcos(w1t+θn)tcos(w2t+φn)ts1(t)cos(w1t+θn)t s2(t)cos(w2t+φn)t2FSK信號t

圖1 原理框圖 方式一源代碼與實驗結(jié)果： clear all close all Fc=10;%載頻

Fs=100;%系統(tǒng)采樣頻率 Fd=1;%碼速率 N=Fs/Fd;df=10;M=2;i=10;%基帶信號碼元數(shù) j=5000;a=round(rand(1,i));%產(chǎn)生隨機序列 t=linspace(0,5,j);f1=10;%載波1頻率 f2=5;%載波2頻率 fm=i/5;%基帶信號頻率 B1=2*f1;%載波1帶寬 B2=2*f2;%載波2帶寬

%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%產(chǎn)生基帶信號 st1=t;for n=1:10 if a(n)<1;for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=0;end else for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n st1(m)=1;end end end st2=t;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%基帶信號求反 for n=1:j;if st1(n)>=1;st2(n)=0;else st2(n)=1;end end;figure(1);subplot(411);plot(t,st1);title('基帶信號');axis([0,5,-1,2]);subplot(412);plot(t,st2);title('基帶信號反碼');axis([0,5,-1,2]);%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%載波信號 s1=cos(2*pi*f1*t);s2=cos(2*pi*f2*t);subplot(413)plot(s1);title('載波信號1');subplot(414), plot(s2);title('載波信號2');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%調(diào)制 F1=st1.*s1;%加入載波1 F2=st2.*s2;%加入載波2 figure(2);subplot(311);plot(t,F1);title('s1*st1');subplot(312);plot(t,F2);title('s2*st2');e_fsk=F1+F2;%合成調(diào)制信號 subplot(313);plot(t,e_fsk);%畫出調(diào)制信號 title('2FSK信號')figure(3)title('加噪后的信號')xlabel('Time');ylabel('Amplitude');e_fsk=awgn(e_fsk,60);%對調(diào)制信號加入噪聲 plot(t,e_fsk);

方式二：

直接用2FSK的調(diào)制與解調(diào)函數(shù)dmod與ddemod函數(shù)對信號進行調(diào)制與解調(diào)，用加噪函數(shù)awgn對已調(diào)信號進行加噪，再用求誤碼率函數(shù)symerr 和simbasebandex求出誤碼率和信噪比并畫出其圖像。方式二源代碼與實驗結(jié)果：

Fc=10;

%載頻

Fs=100;

%系統(tǒng)采樣頻率

Fd=1;

%碼速率

N=Fs/Fd;

df=10;

numSymb=25;%進行仿真的信息代碼個數(shù) M=2;

%進制數(shù)

SNRpBit=60;%信噪比

SNR=SNRpBit/log2(M);

seed=[12345 54321];

numPlot=25;

%產(chǎn)生25個二進制隨機碼

x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]);%產(chǎn)生25個二進制隨機碼

figure(1)

stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');

title('二進制隨機序列')

xlabel('Time');

ylabel('Amplitude');

y=dmod(x,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);%產(chǎn)生調(diào)制信號 numModPlot=numPlot*Fs;

t=[0:numModPlot-1]./Fs;

figure(2)

plot(t,y(1:length(t)),'b-');%畫出調(diào)制信號 axis([min(t)max(t)-1.5 1.5]);

title('調(diào)制后的信號')

xlabel('Time');

ylabel('Amplitude');

randn('state',seed(2));

y=awgn(y,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');%在已調(diào)信號中加入高斯白噪聲

figure(3)

plot(t,y(1:length(t)),'b-');%畫出經(jīng)過信道的實際信號

axis([min(t)max(t)-1.5 1.5]);

title('加入高斯白噪聲后的已調(diào)信號')

xlabel('Time');

ylabel('Amplitude');%相干解調(diào)

z1=ddemod(y,Fc,Fd,Fs,'fsk',M,df);

%帶輸出波形的相干M元頻移鍵控解調(diào)

figure(4)stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro')axis([0 numPlot-0.5 1.5]);title('相干解調(diào)后的信號')xlabel('Time');

ylabel('Amplitude');figure(5)

stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');

hold on;

stem([0:numPlot-1],z1(1:numPlot),'ro');

hold off;

axis([0 numPlot-0.5 1.5]);

title('相干解調(diào)后的信號原序列比較')legend('原輸入二進制隨機序列','相干解調(diào)后的信號')

xlabel('Time');

ylabel('Amplitude');%誤碼率統(tǒng)計

[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);figure(6)

simbasebandex([0:1:5]);

title('相干解調(diào)后誤碼率統(tǒng)計')

實驗總結(jié)：

第三篇：通信原理實驗報告

通信原理實驗報告

中南大學

《通信原理》實驗報告

姓 名 班 級 學 號

課程名稱 指導教師

通信原理 董健

通信原理實驗報告

目錄

通信原理實驗報告

實驗一 數(shù)字基帶信號

一、實驗?zāi)康?/p>

1、了解單極性碼、雙極性碼、歸零碼、不歸零碼等基帶信號波形特點。

2、掌握AMI、HDB3碼的編碼規(guī)則。

3、掌握從HDB3碼信號中提取位同步信號的方法。

4、掌握集中插入幀同步碼時分復用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。

5、了解HDB3（AMI）編譯碼集成電路CD22103。

二、實驗內(nèi)容

1、用示波器觀察單極性非歸零碼（NRZ）、傳號交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）、三階高密度雙極性碼（HDB3）、整流后的AMI碼及整流后的HDB3碼。

2、用示波器觀察從HDB3碼中和從AMI碼中提取位同步信號的電路中有關(guān)波形。、用示波器觀察HDB3、AMI譯碼輸出波形

三、實驗步驟

1、熟悉數(shù)字信源單元和HDB3編譯碼單元的工作原理。接好電源線，打開電源開關(guān)。

2、用示波器觀察數(shù)字信源單元上的各種信號波形。

用信源單元的FS作為示波器的外同步信號，示波器探頭的地端接在實驗板任何位置的GND點均可，進行下列觀察：

（1）示波器的兩個通道探頭分別接信源單元的NRZ-OUT和BS-OUT，對照發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，判斷數(shù)字信源單元是否已正常工作（1碼對應(yīng)的發(fā)光管亮，0碼對應(yīng)的發(fā)光管熄）；

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（2）用開關(guān)K1產(chǎn)生代碼×1110010（×為任意代碼，1110010為7位幀同步碼），K2、K3產(chǎn)生任意信息代碼，觀察本實驗給定的集中插入幀同步碼時分復用信號幀結(jié)構(gòu)，和NRZ碼特點。

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3、用示波器觀察HDB3編譯單元的各種波形。仍用信源單元的FS信號作為示波器的外同步信號。

（1）示波器的兩個探頭CH1和CH2分別接信源單元的NRZ-OUT和HDB3單元的AMI-HDB3，將信源單元的K1、K2、K3每一位都置1，觀察全1碼對應(yīng)的AMI碼（開關(guān)K4置于左方AMI端）波形和HDB3碼（開關(guān)K4置于右方HDB3端）波形。再將K1、K2、K3置為全0，觀察全0碼對應(yīng)的AMI碼和HDB3碼。觀察時應(yīng)注意AMI、HDB3碼的碼元都是占空比為0.5的雙極性歸零矩形脈沖。編碼輸出AMI-HDB3比信源輸入NRZ-OUT延遲了4個碼元。

全1碼對應(yīng)的AMI碼

全1碼對應(yīng)的HDB3碼

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全0碼對應(yīng)的AMI碼

（2）將K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000態(tài)，觀察并記錄對應(yīng)的AMI碼

通信原理實驗報告

和HDB3碼。

AMI碼

HDB3碼

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（3）將K1、K2、K3置于任意狀態(tài)，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的DET、BPF、BS-R和NRZ，觀察這些信號波形。

CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI單元的DET

CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的DET HDB3

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CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI單元的BPF

CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的BPF

CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI單元的BS-R

通信原理實驗報告

CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的BS-R

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CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI單元的NRZ

CH1接信源單元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3單元的NRZ

通信原理實驗報告

四、根據(jù)實驗現(xiàn)象回答

1.根據(jù)實驗觀察和紀錄回答：

（1）不歸零碼和歸零碼的特點是什么？

不歸零碼特點：脈沖寬度τ 等于碼元寬度Ts 歸零碼特點：τ ＜Ts（2）與信源代碼中的“1”碼相對應(yīng)的AMI碼及HDB3碼是否一定相同？為什么？ 與信源代碼中的“1”碼對應(yīng)的AMI 碼及HDB3 碼不一定相同。因信源代碼中的 “1”碼對應(yīng)的AMI 碼“1”、“-1”相間出現(xiàn)，而HDB3 碼中的“1”，“-1”不但與信源代碼中的“1”碼有關(guān)，而且還與信源代碼中的“0”碼有關(guān)。

舉例： 信源代碼：

***001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2.總結(jié)從HDB3碼中提取位同步信號的原理。HDB3位同步信號

整流窄帶帶通濾波器整形移相

HDB3中不含有離散譜fS(fS在數(shù)值上等于碼速率)成分。整流后變?yōu)橐粋€占空比等于0.5的單極性歸零碼，其連0個數(shù)不超過3，頻譜中含有較強的離散譜fS成分，故可 通過窄帶帶通濾波器得到一個相位抖動較小的正弦信號，再經(jīng)過整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信號。

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實驗二 數(shù)字調(diào)制

一、實驗?zāi)康?/p>

1、掌握絕對碼、相對碼概念及它們之間的變換關(guān)系。

2、掌握用鍵控法產(chǎn)生2ASK、2FSK、2DPSK信號的方法。

3、掌握相對碼波形與2PSK信號波形之間的關(guān)系、絕對碼波形與2DPSK信號波形之間的關(guān)系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信號的頻譜與數(shù)字基帶信號頻譜之間的關(guān)系。

二、實驗內(nèi)容

1、用示波器觀察絕對碼波形、相對碼波形。

2、用示波器觀察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信號波形。

3、用頻譜儀觀察數(shù)字基帶信號頻譜及2ASK、2FSK、2DPSK信號的頻譜。

三、實驗步驟

本實驗使用數(shù)字信源單元及數(shù)字調(diào)制單元。

1、熟悉數(shù)字調(diào)制單元的工作原理。接通電源，打開實驗箱電源開關(guān)。將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7置于左方N（NRZ）端。

2、用數(shù)字信源單元的FS信號作為示波器的外同步信號，示波器CH1接信源單元的(NRZ-OUT)AK（即調(diào)制器的輸入），CH2接數(shù)字調(diào)制單元的BK，信源單元的K1、K2、K3置于任意狀態(tài)（非全0），觀察AK、BK波形，總結(jié)絕對碼至相對碼變換規(guī)律以及從相對碼至絕對碼的變換規(guī)律 AK波形

通信原理實驗報告

BK波形

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分別接AK及BK，觀察并總結(jié)2DPSK信號相位變化與絕對碼的關(guān)系以及2DPSK信號相位變化與相對碼的關(guān)系（此關(guān)系即是2PSK信號相位變化與信源代碼的關(guān)系）。注意：2DPSK信號的幅度比較小，要調(diào)節(jié)示波器的幅度旋鈕，而且信號本身幅度可能不一致，但這并不影響信息的正確傳輸。

CH1接2DPSK，CH2接AK

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CH1接2DPSK，CH2接BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；觀察這兩個信號與AK的關(guān)系（注意“1”碼與“0”碼對應(yīng)的2FSK信號幅度可能不相等，這對傳輸信息是沒有影響的）示波器CH1接AK、CH2接2FSK

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示波器CH1接AK、CH2接2ASK

四、實驗總結(jié)

1、設(shè)絕對碼為全

1、全0或1001 1010，求相對碼。

2、設(shè)相對碼為全

1、全0或1001 1010，求絕對碼。

3、設(shè)信息代碼為1001 1010，假定載頻分別為碼元速率的1倍和1.5倍，畫出2DPSK及2PSK信號波形。

4、總結(jié)絕對碼至相對碼的變換規(guī)律、相對碼至絕對碼的變換規(guī)律并設(shè)計一個由相對碼至絕對碼的變換電路。

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實驗三 模擬鎖相環(huán)與載波同步

一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握模擬鎖相環(huán)的工作原理，以及環(huán)路的鎖定狀態(tài)、失鎖狀態(tài)、同步帶、捕捉帶等基本概念。

2.掌握用平方環(huán)法從2DPSK信號中提取相干載波的原理及模擬鎖相環(huán)的設(shè)計方法。

3.了解相干載波相位模糊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

二、實驗內(nèi)容

1.觀察模擬鎖相環(huán)的鎖定狀態(tài)、失鎖狀態(tài)及捕捉過程。2.觀察環(huán)路的捕捉帶和同步帶。

3.用平方環(huán)法從2DPSK信號中提取載波同步信號，觀察相位模糊現(xiàn)象。

三、實驗步驟

本實驗使用數(shù)字信源單元、數(shù)字調(diào)制單元和載波同步單元。

1.熟悉載波同步單元的工作原理。接好電源線，打開實驗箱電源開關(guān)。

2.檢查要用到的數(shù)字信源單元和數(shù)字調(diào)制單元是否工作正常（用示波器觀察信源NRZ-OUT(AK)和調(diào)制2DPSK信號有無，兩者邏輯關(guān)系正確與否）。

3.用示波器觀察載波同步模塊鎖相環(huán)的鎖定狀態(tài)、失鎖狀態(tài)，測量環(huán)路的同步帶、捕捉帶。

（1）觀察鎖定狀態(tài)與失鎖狀態(tài)

打開電源后用示波器觀察ud，若ud為直流，則調(diào)節(jié)載波同步模塊上的可變電容C34，ud隨C34減小而減小，隨C34增大而增大（為什么？請思考），這說明環(huán)路處于鎖定狀態(tài)。用示波器同時觀察調(diào)制單元的CAR和載波同步單元的CAR-OUT，可以看到兩個信號頻率相等。若有頻率計則可分別測量CAR和CAR-OUT頻率。在鎖定狀態(tài)下，向某一方向變化C34，可使ud由直流變?yōu)榻涣鳎珻AR和CAR-OUT頻率不再相等，環(huán)路由鎖定狀態(tài)變?yōu)槭фi。

接通電源后ud也可能是差拍信號，表示環(huán)路已處于失鎖狀態(tài)。失鎖時ud的最大值和最小值就是鎖定狀態(tài)下ud的變化范圍（對應(yīng)于環(huán)路的同步范圍）。環(huán)路處于失鎖狀態(tài)時，CAR和CAR-OUT頻率不相等。調(diào)節(jié)C34使ud的差拍頻率降低，當頻率降低到某一程度時ud會突然變成直流，環(huán)路由失鎖狀態(tài)變?yōu)殒i定狀態(tài)。

4.觀察環(huán)路的捕捉過程

先使環(huán)路處于失鎖定狀態(tài)，慢慢調(diào)節(jié)C34，使環(huán)路剛剛進入鎖定狀態(tài)后，關(guān)閉電源開關(guān)，然后再打開電源，用示波器觀察ud，可以發(fā)現(xiàn)ud由差拍信號變?yōu)橹绷鞯淖兓矐B(tài)過程。ud的這種變化表示了環(huán)路的捕捉過程。

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5.觀察相干載波相位模糊現(xiàn)象

使環(huán)路鎖定，用示波器同時觀察調(diào)制單元的CAR和載波同步單元的CAR-OUT信號，反復斷開、接通電源可以發(fā)現(xiàn)這兩個信號有時同相、有時反相。

通信原理實驗報告

四、實驗總結(jié)

1.總結(jié)鎖相環(huán)鎖定狀態(tài)及失鎖狀態(tài)的特點。

答：模擬鎖相環(huán)鎖定的特點：輸入信號頻率與反饋信號的頻率相等，鑒相器輸出電壓為直流。模擬鎖相環(huán)失鎖的特點：鑒相器輸出電壓為不對稱的差拍電壓。2.設(shè)K0=18 HZ/V，根據(jù)實驗結(jié)果計算環(huán)路同步帶ΔfH及捕捉帶ΔfP。答：代入指導書“3式”計算得：v1?12v，則

fH?18?6?108Hz；v2?8v，則fp?18?4?72Hz

3.由公式?n?RCKdKo及??6811?n計算環(huán)路參數(shù)ωn和ζ，式中 Kd=6

2(R25?R68)C114

-6 V/rad，Ko=2π×18 rad/s.v，R25=2×10?，R68=5×10?，C11=2.2×10F。（fn=ωn/2π應(yīng)遠小于碼速率，ζ應(yīng)大于0.5)。

答：?n??n2??18?6.5fn??17.6Hz遠小于碼速率 ；?111rad43?62?(2?10?5?10)?2.2?105?103?2.2?10?6170.5（波特）；???111?0.6

24.總結(jié)用平方環(huán)提取相干載波的原理及相位模糊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。

答：平方運算輸出信號中有2fc離散譜，模擬環(huán)輸出信號頻率等于2fc，二分頻，濾波后得到干擾波；?2電路有兩個初始狀態(tài)，導致提取的相干載波有兩種相反的相位狀態(tài) 5.設(shè)VCO固有振蕩頻率f0 不變，環(huán)路輸入信號頻率可以改變，試擬訂測量環(huán)路同步帶及捕捉帶的步驟。

答：環(huán)路處于鎖定狀態(tài)后，慢慢增大C34，使ud增大到鎖定狀態(tài)下的最大值ud1（此值不大于+12V）；

① ud增大到鎖定狀態(tài)下的最大值ud1值為： 4.8 V

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②

繼續(xù)增大C34，ud變?yōu)榻涣鳎ㄉ蠈捪抡闹芷谛盘枺＂?環(huán)路失鎖。再反向調(diào)節(jié)減小C34，ud的頻率逐漸變低，不對稱程度越來越大。

④ 直至變?yōu)橹绷鳌Ｓ洯h(huán)路剛剛由失鎖狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)時鑒相器輸出電壓為ud2；繼續(xù)減小C34，使ud減小到鎖定狀態(tài)下的最小值ud3；

環(huán)路剛剛由失鎖狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)時鑒相器輸出電壓為ud2為：2.4 V ud減小到鎖定狀態(tài)下的最小值ud3為 ：1.6 V ⑤ 再繼續(xù)減小C34，ud變?yōu)榻涣鳎ㄏ聦捝险闹芷谛盘枺h(huán)路再次失鎖。然后反向增大C34，記環(huán)路剛剛由失鎖狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)時鑒相器輸出電壓為ud4。環(huán)路剛剛由失鎖狀態(tài)進入鎖定狀態(tài)時鑒相器輸出電壓為ud4的值為：4.4 V

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實驗四 數(shù)字解調(diào)與眼圖

一、實驗?zāi)康?/p>

1.掌握2DPSK相干解調(diào)原理。

2.掌握2FSK過零檢測解調(diào)原理。

二、實驗內(nèi)容

1.用示波器觀察2DPSK相干解調(diào)器各點波形。

2.用示波器觀察2FSK過零檢測解調(diào)器各點波形。3．用示波器觀察眼圖。

三、實驗步驟

1.復習前面實驗的內(nèi)容并熟悉2DPSK解調(diào)單元及2FSK解調(diào)單元的工作原理，接通實驗箱電源。將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7置于左方NRZ端。

2.檢查要用到的數(shù)字信源、數(shù)字調(diào)制及載波同步單元是否工作正常，保證載波同步單元處于同步態(tài)！

3.2DPSK解調(diào)實驗

（1）將數(shù)字信源單元的BS-OUT用信號連線連接到2DPSK解調(diào)單元的BS-IN點,以信源單元的FS信號作為示波器外同步信號，將示波器的CH1接數(shù)字調(diào)制單元的BK，CH2（建議使用示波器探頭的x10衰減檔）接2DPSK解調(diào)單元的MU。MU與BK同相或反相，其波形應(yīng)接近圖4-3所示的理論波形。

（2）示波器的CH2接2DPSK解調(diào)單元的LPF，可看到LPF與MU同相。當一幀內(nèi)BK中“1”碼“0”碼個數(shù)相同時，LPF的正、負極性信號電平與0電平對稱，否則不對稱

通信原理實驗報告

（3）示波器的CH1接VC，調(diào)節(jié)電位器R39，保證VC處在0電平（當BK中“1”與“0”等概時LPF的中值即為0電平），此即為抽樣判決器的最佳門限。

（4）觀察數(shù)字調(diào)制單元的BK與2DPSK解調(diào)單元的MU、LPF、BK之間的關(guān)系，再觀察數(shù)字信源單元中AK信號與2DPSK解調(diào)單元的MU、LPF、BK、AK-OUT信號之間的關(guān)系。BK與 2DPSK 的MU

BK與 2DPSK 的LPF

通信原理實驗報告

BK與 2DPSK 的BK

AK與 2DPSK 的MU

通信原理實驗報告

AK與 2DPSK 的LPF

AK與 2DPSK 的BK

通信原理實驗報告

AK與 2DPSK 的AK-OUT

（6）將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7置于右方（M序列）端，此時數(shù)字調(diào)制器輸入的基帶信號是偽隨機序列（本系統(tǒng)中是M序列）信號。用示波器觀察2DPSK解調(diào)單元LPF點，即可看到無噪聲狀態(tài)下的眼圖。

通信原理實驗報告

4.2FSK解調(diào)實驗

將數(shù)字調(diào)制單元單刀雙擲開關(guān)K7還原置于左方NRZ端。將數(shù)字信源單元的BS-OUT用信號連線換接到2FSK解調(diào)單元的BS-IN點,示波器探頭CH1接數(shù)字調(diào)制單元中的AK，CH2分別接2FSK解調(diào)單元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，觀察2FSK過零檢測解調(diào)器的解調(diào)過程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形應(yīng)接近圖4-4所示的理論波形。

AK與 2FSK的 FD

AK與 2FSK的 LPF

通信原理實驗報告

AK與 2FSK的 AK-OUT

四、實驗總結(jié)

1.設(shè)絕對碼為1001101，根據(jù)實驗觀察得到的規(guī)律，畫出如果相干載波頻率等于碼速率的1.5倍，在CAR-OUT與CAR同相、反相時2DPSK相干解調(diào)MU、LPF、BS、BK、AK波形示意圖，總結(jié)2DPSK克服相位模糊現(xiàn)象的機理。

當相干載波為-cosωt時，MU、LPF及BK與載波為cosωt時的狀態(tài)反相，但AK仍不變（第一位與BK的起始電平有關(guān)）。2DPSK系統(tǒng)之所能克服相位模糊現(xiàn)象，是因為在發(fā)端將絕對碼變?yōu)榱讼鄬Υa，在收端又將相對碼變?yōu)榻^對碼，載波相位模糊可 使解調(diào)出來的相對碼有兩種相反的狀態(tài)，但它們對應(yīng)的絕對碼是相同的。

第四篇：通信原理實驗報告

1，必做題目

1.1 無線信道特性分析 1.1.1 實驗?zāi)康?/p>

1)了解無線信道各種衰落特性；

2)掌握各種描述無線信道特性參數(shù)的物理意義；

3)利用MATLAB中的仿真工具模擬無線信道的衰落特性。

1.1.2 實驗內(nèi)容

1)基于simulink搭建一個QPSK發(fā)送鏈路，QPSK調(diào)制信號經(jīng)過了瑞利衰落信道，觀察信號經(jīng)過衰落前后的星座圖，觀察信道特性。仿真參數(shù)：信源比特速率為500kbps，多徑相對時延為[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相對平均功率為[0-3-6-9]dB，最大多普勒頻移為200Hz。例如信道設(shè)置如下圖所示：

移動通信系統(tǒng)

1.1.3 實驗作業(yè)

1)根據(jù)信道參數(shù)，計算信道相干帶寬和相干時間。

fm=200;t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05];p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9];t2=t.^2;E1=sum(p.*t2)/sum(p);E2=sum(p.*t)/sum(p);rms=sqrt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm

2)設(shè)置較長的仿真時間（例如10秒），運行鏈路，在運行過程中，觀察并分析瑞利信道輸出的信道特征圖（觀察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function）。（配合截圖來分析）Impulse Response(IR)

移動通信系統(tǒng)

從沖擊響應(yīng)可以看出，該信道有四條不同時延的路徑。多徑信道產(chǎn)生隨機衰落，信道沖擊響應(yīng)幅值隨機起伏變化。可以看出，該信道的沖激響應(yīng)是多路沖激響應(yīng)函數(shù)的疊加，產(chǎn)生嚴重的碼間干擾。Frequency Response(FR)

頻率響應(yīng)特性圖不再是平坦的，體現(xiàn)出了多徑信道的頻率選擇性衰落。

移動通信系統(tǒng)

IR Waterfall

頻率展寬后，信號的沖激響應(yīng)不再平坦，是由于多徑信道中不同信道的疊加影響

Doppler Spectrum

由于多普勒效應(yīng)，接受信號的功率譜展寬擴展到fc-fm至fc+fm范圍。

移動通信系統(tǒng)

3)觀察并分析信號在經(jīng)過瑞利衰落信道前后的星座圖變化（截圖并解釋）。

前

標準的QPSK星座圖，4個相位 后

移動通信系統(tǒng)

信號經(jīng)過多徑信道后，相位和幅值均發(fā)生了隨機變化，信號不再分布在四個點附近，可以看出信號質(zhì)量很差。說明多徑信道對信號產(chǎn)生了巨大的干擾。PSK/QPSK通信鏈路搭建與誤碼性能分析

1.2BPSK/QPSK通信鏈路搭建與誤碼性能分析 1.2.1實驗?zāi)康?/p>

掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系統(tǒng)的鏈路實現(xiàn)，仿真BPSK/QPSK信號在AWGN信道、單徑瑞利衰落信道下的誤碼性能。

1.2.2實驗作業(yè)

1)基于simulink搭建BPSK/QPSK通信鏈路，經(jīng)過AWGN信道，接收端相干解調(diào)，仿真并繪出BPSK和QPSK信號在EbN0為0~10dB時（間隔：

移動通信系統(tǒng)

1dB）誤碼性能曲線。仿真參數(shù)：

a)仿真點數(shù)：106

b)信源比特速率：1Mbps。

Bpsk通信鏈路

QPSK通信鏈路

BPSK AWGN參數(shù)

移動通信系統(tǒng)

QPSK AWGN參數(shù)

用bertool畫出BPSK信號的誤碼率曲線（0~10dB）

移動通信系統(tǒng)

由此可見BPSK和QPSK的在同一Eb/No時誤比特率基本一樣，這與理論分析一致

2)在1的基礎(chǔ)上，信號先經(jīng)過平坦（單徑）瑞利衰落，再經(jīng)過AWGN信道，假設(shè)接收端通過理想信道估計獲得了信道衰落值（勾選衰落信道模塊的“Complex path gain port”）。仿真并繪出BPSK和QPSK信號在EbN0為0~40dB時（間隔：5dB）誤碼性能曲線。信道仿真參數(shù)：最大多普勒頻移為100Hz。

BPSK通信鏈路

移動通信系統(tǒng)

QPSK通信鏈路

瑞利單徑信道參數(shù)

移動通信系統(tǒng)

QPSK AWGN參數(shù)

移動通信系統(tǒng)

BPSK AWGN參數(shù)

BPSK/QPSK 0-40db誤碼率曲線

BPSK和QPSK在同一Eb/No的誤比特率基本一致，這和理論基本一致

移動通信系統(tǒng)

2、分組題目

2.1SIMO系統(tǒng)性能仿真分析 2.1.1實驗?zāi)康?/p>

1.掌握基于simulink的單發(fā)多收（SIMO）16QAM仿真通信鏈路；

2.仿真SIMO 16QAM信號在單徑瑞利衰落信道下，不同接收分集數(shù)、不同合并方式下的誤比特率性能。

2.1.2實驗內(nèi)容

1.掌握單發(fā)多收的原理，利用分集技術(shù)，搭建單發(fā)多收通信系統(tǒng)框圖。2.利用MATLAB中simulink所包含的通信系統(tǒng)模塊搭建基于各種分集技術(shù)類型的單發(fā)多收通信鏈路。

3.比較分析不同接收分集數(shù)、不同合并方式下的誤比特率性能。

2.1.3實驗原理

移動信道的多徑傳播引起的瑞利衰落、時延擴展以及伴隨接收機移動過程產(chǎn)生的多普勒頻移使接收信號受到嚴重的衰落；陰影效應(yīng)會使接收的信號過弱而造成信號的中斷；信道存在噪聲和干擾，也會使接收信號失真而造成誤碼。因此，在移動通信系統(tǒng)中需要采取一些數(shù)字信號處理技術(shù)來改善接收信號的質(zhì)量。其中，多天線分集接收技術(shù)就是一個非常重要且常見的方法。

分集接收的基本思想就是把接收到的多個衰落獨立的信號加以處理，合理地利用這些信號的能量來改善接收信號的質(zhì)量。

分集技術(shù)總體來說分為兩類，針對陰影衰落的宏觀分集和針對微觀衰落的微觀分集。本實驗主要注重微觀分集。分集技術(shù)對信號的處理包含兩個過程，首 先是要獲得M個相互獨立的多徑信號分量，然后對它們進行處理以獲得信噪比 的改善，這就是合并技術(shù)。合并方式共分為三種，選擇合并、等增益合并和最大 比值合并。

選擇合并是最簡單的一種，在所接收的多路信號中，合并器選擇信噪比最高的一路輸出。最大比值合并會將所有路信號的能量和信息都利用上，會明顯改善

移動通信系統(tǒng)

合并器輸出的信噪比。基于這樣的考慮，最大比值合并把各支路信號加權(quán)后合并。各路信號權(quán)值用數(shù)學方法得出。等增益合并性能上不及最大比值合并，但是卻容易實現(xiàn)得多，其主要思想是將各路信號賦予相同權(quán)值相加。2.1.4 實驗仿真 2.1.4.1實驗框圖

系統(tǒng)整體框圖

移動通信系統(tǒng)

接收分集

二分集等增益合并

移動通信系統(tǒng)

三分集等增益合并

二分集選擇合并

三分集選擇合并

移動通信系統(tǒng)

二分集最大比值合并

三分集最大比值合并

2.1.4.2 仿真結(jié)果

從圖中可以看到，通過等增益合并方式能夠顯著的減小誤碼率，并且隨著Eb/N0 的增加而更好的顯示出性能優(yōu)越；相對比不同的分集數(shù)可看出，分集數(shù)的增加能 有效地減小誤碼率。

移動通信系統(tǒng)

由圖可看到，三種合并方式都能顯著地減小誤碼率，在分集數(shù)為二的情況下，效果最好的是最大比值合并，等增益次之，都優(yōu)于選擇合并；

2.1.5 實驗結(jié)論

移動信道的多徑傳播引起的瑞利衰落、時延擴展以及伴隨接收機移動過程產(chǎn)生的多普勒頻移使接收信道受到嚴重的衰落，所以必須采取相應(yīng)的抗衰落的措施來提高系統(tǒng)性能。在本次課程設(shè)計中，我們小組學習研究了對三種不同分集合并技術(shù)在改善系統(tǒng)性能方面的效果的課題實驗。通過仿真實驗得出的不同分集的誤碼率，分集技術(shù)能有效地減小誤碼率從而提高系統(tǒng)性能；而通過對誤碼率曲線的分析，可以看出：對于三種分集合并技術(shù)，等分集前提下，最大比值合并優(yōu)于等增益合并優(yōu)于選擇合并；而對于同一合并技術(shù)，增加分集數(shù)能優(yōu)化其性能。

2.2直接序列擴頻系統(tǒng)性能分析

2.2.1實驗?zāi)康?/p>

1）了解直接序列擴頻系統(tǒng)的原理

2）基于simulink搭建直接序列擴頻仿真通信鏈路，仿真分析在不同信道條件下的誤比特率性能。

3）觀察體會直接序列擴頻對誤碼率的改善程度 2.2.2 實驗內(nèi)容

1)搭建基于simulink搭建直接序列擴頻仿真通信鏈路，觀察頻譜和波形 2）仿真分析在不同信道條件下的誤比特率性能。

移動通信系統(tǒng)

2.2.3實驗原理

所謂直接序列擴頻，就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)送端去擴展信號的頻譜。而在接收端，用相同的擴頻碼序列去進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。

直擴系統(tǒng)的抗干擾能力是由接收機對干擾的抑制產(chǎn)生的，如果干擾信號的帶寬與信息帶寬相同（即窄帶），此干擾信號經(jīng)過發(fā)送機偽噪聲碼調(diào)制后將展寬為與發(fā)送信號相同的帶寬，而其譜密度卻降低了若干倍。相反，直擴信號經(jīng)偽噪聲碼解擴后變成了窄帶信息，從而使增益提高了若干倍。

實驗原理框圖

伯努利信源b(t)x(t)s(t)信道r(t)e(t)Tby(Tb)dt?判決0y(t)c(t)cos(wct)c(t)cos(wct)

直接序列擴頻通信系統(tǒng)

2.2.4實驗仿真

直接序列擴頻simulink仿真通信鏈路

a.伯努利序列參數(shù)和PN序列參數(shù): 伯努利信源100bps

移動通信系統(tǒng)

PN序列2kbps

移動通信系統(tǒng)

b.擴頻前后頻譜變化: 擴頻前頻譜：

類似sinc函數(shù)的頻譜

擴頻后頻譜：

頻譜明顯展寬 功率譜密度降低

移動通信系統(tǒng)

擴頻調(diào)制后波形：

移動通信系統(tǒng)

解擴解調(diào)波形：

c.誤比特率

AWGN信道（仿真點數(shù)1e6）

移動通信系統(tǒng)

BPSK理論誤碼率（-7到10dB的誤比特率曲線)

通過兩者對比，我們可以發(fā)現(xiàn)直接序列擴頻通信系統(tǒng)對Eb/No的改善近似為13dB，這和理論分析出的值接近。

第五篇：南理工通信原理實驗思考題答案

思考題

第三章

數(shù)字調(diào)制技術(shù)

實驗一 FSK 傳輸系統(tǒng)實驗、FSK 正交調(diào)制方式與傳統(tǒng)的一般 FSK 調(diào)制方式有什么區(qū)別? 其有哪些特點?

一般FSK調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號的方法根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)比特是0還是1，在兩個獨立的振蕩器中切換。采用這種方法產(chǎn)生的波形在切換的適合相位是不連續(xù)的。正交FSK調(diào)制方式產(chǎn)生FSK信號的方法是：首先產(chǎn)生FSK基帶信號，利用基帶信號對單一載波振蕩器進行頻率調(diào)制。

傳統(tǒng)的FSK調(diào)制方式采用一個模擬開關(guān)在兩個獨立振蕩器中間切換，這樣產(chǎn)生的波形在碼元切換點的相位是不連續(xù)的，而且在不同的頻率下還需采用不同的濾波器，在應(yīng)用上不方便。采用正交調(diào)制的優(yōu)點在于 在不同的頻率下可以自適應(yīng)的將一個邊帶抑制掉，不需要專門設(shè)計濾波器，而且產(chǎn)生的波形相位也是連續(xù)的，從而具有良好的頻譜特性。、TPi03 和TPi04 兩信號具有何關(guān)系？

TPi03 和TPi04 分別是基帶 FSK 輸出信號的同相支路和正交支路信號。測量兩信號的時域信號波形時將輸入全 1 碼（或全 0 碼），兩信號是滿足正交關(guān)系。即：TPi03的信號與TPi04信號頻率相同，相位相差90?

3、分析解調(diào)端的基帶信號與發(fā)送端基帶波形（TPi03）不同的原因？

這是由于解調(diào)端和發(fā)送端的本振源存在頻差，實驗時可以將解調(diào)器模塊中的跳線置于右端，然后調(diào)節(jié)電位器，可以看出解調(diào)端基帶信號與發(fā)送端趨于一致。

4、（思考）為什么在全 0 或全 1 碼下觀察不到位定時的抖動？ 因為在全0全1碼下接收數(shù)據(jù)沒有跳變沿，譯碼器無論何時開始從譯碼均能正確譯碼，因此譯碼器無需調(diào)整，當然就看不到抖動了。

實驗二 BPSK 傳輸系統(tǒng)實驗

1、寫出眼圖正確的觀察方法；

對眼圖的測試方法如下：用示波器的同步輸入通道接收碼元的時鐘信號，用示波器的另一通道接在系統(tǒng)接收濾波器的輸出端（例如 I 支路），然后調(diào)整示波器的水平掃描周期（或掃描頻率），使其與接收碼元的周

期同步。這時就可以在熒光屏上看到顯示的圖型很像人的眼睛，所以稱為眼圖 1）“眼睛”張開最大的時刻是最佳抽樣時刻；（2）中間水平橫線表示最佳判決門限電平；

（3）陰影區(qū)的垂直高度表示接收信號振幅失真范圍。

（4）“眼睛”的斜率表示抽樣時刻對定時誤差的靈敏度，斜率越陡，對定時誤差的靈敏度要求越高，即要求抽樣時刻越準確。

（5）在無噪聲情況下，“眼睛”張開的程度，即在抽樣時刻的上下兩陰影區(qū)間的距離之半，為噪聲容限；若在抽樣時刻的噪聲超過這個容限，就可能發(fā)生錯誤判決。所以利用眼圖可大致估計系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。

2、敘述 Nyquit 濾波作用。

一種截止頻率fc等于采樣率f的理想低通濾波器。通過Nyquist濾波，可以濾除2f、3f……附近的頻率

在實際通信系統(tǒng)中，通常采用 Nyquist 波形成形技術(shù)，它具有以下三方面的優(yōu)點：

1、發(fā)送頻譜在發(fā)端將受到限制，提高信道頻帶利用率，減少鄰道干擾；

2、在接收端采用相同的濾波技術(shù)，對 BPSK 信號進行最佳接收；

3、獲得無碼間串擾的信號傳輸；

3.思考：怎樣的系統(tǒng)才是最佳的？匹配濾波器最佳接收機性能如何從系統(tǒng)指標中反映出來？采用什么手段測量？

匹配濾波器的最佳接收機性能可以通過系統(tǒng)的傳輸?shù)男旁氡龋诺勒`碼率等指標反映出來。

第四章

語音編碼技術(shù)

實驗一 PAM 編譯碼器系統(tǒng)

1、當fs＞2fh 和fs＜2fh 時，低通濾波器輸出的波形是什么？總結(jié)一般規(guī)律。

一般規(guī)律：當Fs>2Fh時，通過低通濾波器能無失真的恢復原始信號波形，而當Fs<2Fh時，則不能恢復出原始信號

實驗三 CVSD 編碼器和CVSD 譯碼器系統(tǒng)

1、CVSD 編譯碼器系統(tǒng)由哪些部分組成？各部分的作用是什么？

CVSD 編碼系統(tǒng)分別由 CVSD 發(fā)送模塊和 CVSD 譯碼模塊模塊完成。CVSD 編碼器模塊將擬信號進行 CVSD 編碼，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在信道上進行傳輸。CVSD 譯碼器模塊將信道上接收到的數(shù)字信號進行 CVSD 碼字譯碼處理，還原出模擬信號。

CVSD編碼器主要由編碼集成電路、運放、本地譯碼器、音節(jié)濾波器和非線性網(wǎng)絡(luò)組成。

其中，運放的作用是將輸入信號調(diào)整到需要的范圍再進行信號處理；本地譯碼器是通過R806、R807、R808、C805和C804組成的積分網(wǎng)絡(luò)完成本地譯碼；R813、R814和C806構(gòu)成音節(jié)濾波器，用于對連碼一致性脈沖進行平滑；U802B、D801、D802和周圍電阻組成非線性網(wǎng)絡(luò)，使得在大信號輸入時，量化階自適應(yīng)的增加，實現(xiàn)斜率連續(xù)可變的自適應(yīng)增量調(diào)制。

2、CVSD與△M相比性能有哪些提高？

△M是將信號瞬時值與前一個取樣時刻的量化值之差進行量化，而且只對這個差值的符號進行編碼，而不對差值的大小編碼。它存在一個過載限制，那就是如果信號的斜率錯誤！未找到引用源。大于了錯誤！未找到引用源。，調(diào)制器將跟蹤不上信號的變化，出現(xiàn)過載。

而CVSD在一定程度上緩解了這種過載情況的出現(xiàn)。它能自動檢測增量并且自適應(yīng)的調(diào)整量化階電平（通過一致性檢測實現(xiàn)），盡量使得調(diào)制器能夠跟得上信號的變化。

3、根據(jù)實驗結(jié)果，闡述可變斜率的調(diào)整過程。起初，系統(tǒng)設(shè)定一個默認的量化階電平。如果信號增加，那么對應(yīng)編碼位為1，如果信號連續(xù)增加使得編碼為連續(xù)出現(xiàn)了3個1，那么系統(tǒng)通過一致性脈沖檢測到這種情況之后，自動的增加量化階電平，爭取信號的增加在量化階電平的范圍之內(nèi)。如果之后信號的增加小于了量化階電平，那么對應(yīng)的編碼輸出為0，如果信號的增加仍然大于量化階電平，那么對應(yīng)編碼輸入仍為1，系統(tǒng)仍要增加量化階電平，直到信號的增加小于量化階電平為止。如果信號變化的頻率足夠快，系統(tǒng)可能會跟蹤不上信號的變化，使得輸出編碼會出現(xiàn)連續(xù)的1或連續(xù)的0，甚至出現(xiàn)拖尾，即與原來的信號出現(xiàn)了時間上的延遲。信號連續(xù)減小對應(yīng)調(diào)整過程也是如此。

第五章

碼型變換技術(shù)

實驗一 AMI/HDB3 碼型變換實驗

1、總結(jié) HDB3 碼的信號特征

答：HDB3 碼的全稱是三階高密度雙極性碼。沒有直流分量，易于提取定時信號，譯碼簡單。

2、（思考）AMI數(shù)據(jù)延時量測量因考慮到什么因素？

應(yīng)該考慮數(shù)據(jù)周期的長短，采用周期性的短序列測量到的延時都是不準確的，因而很可能此時的延時t=nT+t1,但是用示波器測量到得延時僅為t1，因此示波器測量的延時都是不準確的，而實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都具有隨機性，而且周期都很長，測量時不會出現(xiàn)上述錯誤。

3、（思考）具有長連 0 碼格式的數(shù)據(jù)在 AMI 編譯碼系統(tǒng)中傳輸會帶來什么問題，如何解決？

會造成收端無法提取位定時，因而不利于收端同步，在實際傳輸中需要將其轉(zhuǎn)化成HDB3碼才能進行傳輸。

4、（思考）為什么在實際傳輸系統(tǒng)中使用HDB3 碼？用其他方法行嗎（如擾碼）？

HDB3碼具有良好的抗連0特性，有利于收端定時的提取，采用擾碼也可以。