第一篇:通信原理實(shí)驗(yàn)ASK FSK實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求和思考題
實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求及思考題:
1.ASK、FSK調(diào)制解調(diào)原理框圖以及實(shí)驗(yàn)測量點(diǎn)標(biāo)注及數(shù)據(jù)記錄標(biāo)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(shí)驗(yàn)結(jié)束提交PSK實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí),提交systemview軟件仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
PSK實(shí)驗(yàn)用到同步信號提取模塊,請做好預(yù)習(xí)有關(guān)同步的內(nèi)容。
第二篇:通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、設(shè)計(jì)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(jì)方法和步驟。
理解2FSK調(diào)制解調(diào)的具體實(shí)現(xiàn)方法,加深對理論的理解,并實(shí)現(xiàn)2FSK的調(diào)制解調(diào),畫出各個(gè)階段的波形。
4、5、學(xué)習(xí)信號調(diào)制與解調(diào)的相關(guān)知識(shí)。
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(xué)習(xí)和研究的興趣;
二、設(shè)計(jì)原理
1.2FSK介紹:
數(shù)字頻率調(diào)制又稱頻移鍵控(FSK),二進(jìn)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(gè)不同的頻率的載波信號來傳輸一個(gè)二進(jìn)制信息序列。可以用二進(jìn)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(gè)可以用受矩形脈沖序列控制的開關(guān)電路對兩個(gè)不同的獨(dú)立的頻率源w1、f2進(jìn)行選擇通。本次課程設(shè)計(jì)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(jì)采用的是相干解調(diào)方式。根據(jù)已調(diào)信號由兩個(gè)載波f1、f2調(diào)制而成,相干解調(diào)先用兩個(gè)分別對f1、f2帶通的濾波器對已調(diào)信號進(jìn)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(jìn)行相干解調(diào),再分別低通濾波、用抽樣信號進(jìn)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(xì)設(shè)計(jì)步驟
本試驗(yàn)采用兩種方式實(shí)現(xiàn)FSK的調(diào)制 方式一:
產(chǎn)生二進(jìn)制隨機(jī)的矩形基帶信號,再對基帶信號進(jìn)行取反,得到反基帶信號。分別用不同頻率的載頻對它們進(jìn)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(dá)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(gè)不同載頻的ASK信號的疊加。因此2FSK信號的時(shí)域表達(dá)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(shí)驗(yàn)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(jī)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(jìn)行調(diào)制與解調(diào),用加噪函數(shù)awgn對已調(diào)信號進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)行仿真的信息代碼個(gè)數(shù) M=2;
%進(jìn)制數(shù)
SNRpBit=60;%信噪比
SNR=SNRpBit/log2(M);
seed=[12345 54321];
numPlot=25;
%產(chǎn)生25個(gè)二進(jìn)制隨機(jī)碼
x=randsrc(numSymb,1,[0:M-1]);%產(chǎn)生25個(gè)二進(jìn)制隨機(jī)碼
figure(1)
stem([0:numPlot-1],x(1:numPlot),'bx');
title('二進(jìn)制隨機(jī)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(shí)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(jìn)制隨機(jī)序列','相干解調(diào)后的信號')
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');%誤碼率統(tǒng)計(jì)
[errorSym ratioSym]=symerr(x,z1);figure(6)
simbasebandex([0:1:5]);
title('相干解調(diào)后誤碼率統(tǒng)計(jì)')
實(shí)驗(yàn)總結(jié):
第三篇:通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
中南大學(xué)
《通信原理》實(shí)驗(yàn)報(bào)告
姓 名 班 級 學(xué) 號
課程名稱 指導(dǎo)教師
通信原理 董健
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
目錄
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字基帶信號
一、實(shí)驗(yàn)?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(diǎn)。
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(shí)分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
5、了解HDB3(AMI)編譯碼集成電路CD22103。
二、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)板任何位置的GND點(diǎn)均可,進(jìn)行下列觀察:
(1)示波器的兩個(gè)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);
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
(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(shí)驗(yàn)給定的集中插入幀同步碼時(shí)分復(fù)用信號幀結(jié)構(gòu),和NRZ碼特點(diǎn)。
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(gè)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(shí)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(gè)碼元。
全1碼對應(yīng)的AMI碼
全1碼對應(yīng)的HDB3碼
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(shí)驗(yàn)報(bào)告
和HDB3碼。
AMI碼
HDB3碼
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
(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
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(shí)驗(yàn)報(bào)告
CH1接信源單元的NRZ-OUT,CH2依次接HDB3單元的BS-R
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(shí)驗(yàn)報(bào)告
四、根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答
1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察和紀(jì)錄回答:
(1)不歸零碼和歸零碼的特點(diǎn)是什么?
不歸零碼特點(diǎn):脈沖寬度τ 等于碼元寬度Ts 歸零碼特點(diǎn):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€(gè)占空比等于0.5的單極性歸零碼,其連0個(gè)數(shù)不超過3,頻譜中含有較強(qiáng)的離散譜fS成分,故可 通過窄帶帶通濾波器得到一個(gè)相位抖動(dòng)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。
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字調(diào)制
一、實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟
本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)報(bào)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
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(gè)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
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
示波器CH1接AK、CH2接2ASK
四、實(shí)驗(yàn)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(jì)一個(gè)由相對碼至絕對碼的變換電路。
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)三 模擬鎖相環(huán)與載波同步
一、實(shí)驗(yàn)?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(jì)方法。
3.了解相干載波相位模糊現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。
二、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟
本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(gè)信號頻率相等。若有頻率計(jì)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(shí)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(shí),CAR和CAR-OUT頻率不相等。調(diào)節(jié)C34使ud的差拍頻率降低,當(dāng)頻率降低到某一程度時(shí)ud會(huì)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(jìn)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。
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(shí)觀察調(diào)制單元的CAR和載波同步單元的CAR-OUT信號,反復(fù)斷開、接通電源可以發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)信號有時(shí)同相、有時(shí)反相。
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
四、實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。
答:模擬鎖相環(huán)鎖定的特點(diǎn):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(diǎn):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(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算環(huán)路同步帶ΔfH及捕捉帶ΔfP。答:代入指導(dǎo)書“3式”計(jì)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(jì)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(yuǎn)小于碼速率,ζ應(yīng)大于0.5)。
答:?n??n2??18?6.5fn??17.6Hz遠(yuǎn)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(yùn)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(gè)初始狀態(tài),導(dǎo)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
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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(jìn)入鎖定狀態(tài)時(shí)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(jìn)入鎖定狀態(tài)時(shí)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(jìn)入鎖定狀態(tài)時(shí)鑒相器輸出電壓為ud4。環(huán)路剛剛由失鎖狀態(tài)進(jìn)入鎖定狀態(tài)時(shí)鑒相器輸出電壓為ud4的值為:4.4 V
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)四 數(shù)字解調(diào)與眼圖
一、實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.用示波器觀察2DPSK相干解調(diào)器各點(diǎn)波形。
2.用示波器觀察2FSK過零檢測解調(diào)器各點(diǎn)波形。3.用示波器觀察眼圖。
三、實(shí)驗(yàn)步驟
1.復(fù)習(xí)前面實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)
(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(diǎn),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(dāng)一幀內(nèi)BK中“1”碼“0”碼個(gè)數(shù)相同時(shí),LPF的正、負(fù)極性信號電平與0電平對稱,否則不對稱
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)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(dāng)BK中“1”與“0”等概時(shí)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(shí)驗(yàn)報(bào)告
BK與 2DPSK 的BK
AK與 2DPSK 的MU
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
AK與 2DPSK 的LPF
AK與 2DPSK 的BK
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)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(shí)數(shù)字調(diào)制器輸入的基帶信號是偽隨機(jī)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(diǎn),即可看到無噪聲狀態(tài)下的眼圖。
通信原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
4.2FSK解調(diào)實(shí)驗(yàn)
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(diǎn),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(shí)驗(yàn)報(bào)告
AK與 2FSK的 AK-OUT
四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)
1.設(shè)絕對碼為1001101,根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jī)理。
當(dāng)相干載波為-cosωt時(shí),MU、LPF及BK與載波為cosωt時(shí)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?yàn)樵诎l(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(shí)驗(yàn)報(bào)告
1,必做題目
1.1 無線信道特性分析 1.1.1 實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1)基于simulink搭建一個(gè)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(shí)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(dòng)通信系統(tǒng)
1.1.3 實(shí)驗(yàn)作業(yè)
1)根據(jù)信道參數(shù),計(jì)算信道相干帶寬和相干時(shí)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(shí)間(例如10秒),運(yùn)行鏈路,在運(yùn)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(dòng)通信系統(tǒng)
從沖擊響應(yīng)可以看出,該信道有四條不同時(shí)延的路徑。多徑信道產(chǎn)生隨機(jī)衰落,信道沖擊響應(yīng)幅值隨機(jī)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(yán)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(dòng)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(kuò)展到fc-fm至fc+fm范圍。
移動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)的QPSK星座圖,4個(gè)相位 后
移動(dòng)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(jī)變化,信號不再分布在四個(gè)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系統(tǒng)的鏈路實(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)(間隔:
移動(dòng)通信系統(tǒng)
1dB)誤碼性能曲線。仿真參數(shù):
a)仿真點(diǎn)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(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)
由此可見BPSK和QPSK的在同一Eb/No時(shí)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(jì)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(shí)(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(dòng)通信系統(tǒng)
QPSK通信鏈路
瑞利單徑信道參數(shù)
移動(dòng)通信系統(tǒng)
QPSK AWGN參數(shù)
移動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理
移動(dòng)信道的多徑傳播引起的瑞利衰落、時(shí)延擴(kuò)展以及伴隨接收機(jī)移動(dòng)過程產(chǎn)生的多普勒頻移使接收信號受到嚴(yán)重的衰落;陰影效應(yīng)會(huì)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(huì)使接收信號失真而造成誤碼。因此,在移動(dòng)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(gè)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(gè)衰落獨(dú)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(shí)驗(yàn)主要注重微觀分集。分集技術(shù)對信號的處理包含兩個(gè)過程,首 先是要獲得M個(gè)相互獨(dú)立的多徑信號分量,然后對它們進(jìn)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(huì)將所有路信號的能量和信息都利用上,會(huì)明顯改善
移動(dòng)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(xué)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(shí)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(shí)驗(yàn)仿真 2.1.4.1實(shí)驗(yàn)框圖
系統(tǒng)整體框圖
移動(dòng)通信系統(tǒng)
接收分集
二分集等增益合并
移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)結(jié)論
移動(dòng)信道的多徑傳播引起的瑞利衰落、時(shí)延擴(kuò)展以及伴隨接收機(jī)移動(dòng)過程產(chǎn)生的多普勒頻移使接收信道受到嚴(yán)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(jì)中,我們小組學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)。通過仿真實(shí)驗(yàn)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(kuò)頻系統(tǒng)性能分析
2.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1)了解直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理
2)基于simulink搭建直接序列擴(kuò)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(huì)直接序列擴(kuò)頻對誤碼率的改善程度 2.2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1)搭建基于simulink搭建直接序列擴(kuò)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(dòng)通信系統(tǒng)
2.2.3實(shí)驗(yàn)原理
所謂直接序列擴(kuò)頻,就是直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送端去擴(kuò)展信號的頻譜。而在接收端,用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò),把展寬的擴(kuò)頻信號還原成原始的信息。
直擴(kuò)系統(tǒng)的抗干擾能力是由接收機(jī)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(jī)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(kuò)信號經(jīng)偽噪聲碼解擴(kuò)后變成了窄帶信息,從而使增益提高了若干倍。
實(shí)驗(yàn)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(kuò)頻通信系統(tǒng)
2.2.4實(shí)驗(yàn)仿真
直接序列擴(kuò)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(dòng)通信系統(tǒng)
PN序列2kbps
移動(dòng)通信系統(tǒng)
b.擴(kuò)頻前后頻譜變化: 擴(kuò)頻前頻譜:
類似sinc函數(shù)的頻譜
擴(kuò)頻后頻譜:
頻譜明顯展寬 功率譜密度降低
移動(dòng)通信系統(tǒng)
擴(kuò)頻調(diào)制后波形:
移動(dòng)通信系統(tǒng)
解擴(kuò)解調(diào)波形:
c.誤比特率
AWGN信道(仿真點(diǎn)數(shù)1e6)
移動(dòng)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(kuò)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(shí)驗(yàn)思考題答案
思考題
第三章
數(shù)字調(diào)制技術(shù)
實(shí)驗(yàn)一 FSK 傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、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(diǎn)?
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(gè)獨(dú)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(jìn)行頻率調(diào)制。
傳統(tǒng)的FSK調(diào)制方式采用一個(gè)模擬開關(guān)在兩個(gè)獨(dú)立振蕩器中間切換,這樣產(chǎn)生的波形在碼元切換點(diǎn)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(diǎn)在于 在不同的頻率下可以自適應(yīng)的將一個(gè)邊帶抑制掉,不需要專門設(shè)計(jì)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(shí)域信號波形時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)的抖動(dòng)? 因?yàn)樵谌?全1碼下接收數(shù)據(jù)沒有跳變沿,譯碼器無論何時(shí)開始從譯碼均能正確譯碼,因此譯碼器無需調(diào)整,當(dāng)然就看不到抖動(dòng)了。
實(shí)驗(yàn)二 BPSK 傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
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(shí)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(shí)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(shí)刻是最佳抽樣時(shí)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(shí)刻對定時(shí)誤差的靈敏度,斜率越陡,對定時(shí)誤差的靈敏度要求越高,即要求抽樣時(shí)刻越準(zhǔn)確。
(5)在無噪聲情況下,“眼睛”張開的程度,即在抽樣時(shí)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(shí)刻的噪聲超過這個(gè)容限,就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。所以利用眼圖可大致估計(jì)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(shí)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(diǎn):
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(jìn)行最佳接收;
3、獲得無碼間串?dāng)_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(jī)性能如何從系統(tǒng)指標(biāo)中反映出來?采用什么手段測量?
匹配濾波器的最佳接收機(jī)性能可以通過系統(tǒng)的傳輸?shù)男旁氡龋诺勒`碼率等指標(biāo)反映出來。
第四章
語音編碼技術(shù)
實(shí)驗(yàn)一 PAM 編譯碼器系統(tǒng)
1、當(dāng)fs>2fh 和fs<2fh 時(shí),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(dāng)Fs>2Fh時(shí),通過低通濾波器能無失真的恢復(fù)原始信號波形,而當(dāng)Fs<2Fh時(shí),則不能恢復(fù)出原始信號
實(shí)驗(yàn)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(jìn)行 CVSD 編碼,轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號在信道上進(jìn)行傳輸。CVSD 譯碼器模塊將信道上接收到的數(shù)字信號進(jìn)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(yùn)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(yùn)放的作用是將輸入信號調(diào)整到需要的范圍再進(jìn)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(jìn)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(shí),量化階自適應(yīng)的增加,實(shí)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(shí)值與前一個(gè)取樣時(shí)刻的量化值之差進(jìn)行量化,而且只對這個(gè)差值的符號進(jìn)行編碼,而不對差值的大小編碼。它存在一個(gè)過載限制,那就是如果信號的斜率錯(cuò)誤!未找到引用源。大于了錯(cuò)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(dòng)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(gè)默認(rèn)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(gè)1,那么系統(tǒng)通過一致性脈沖檢測到這種情況之后,自動(dòng)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(huì)跟蹤不上信號的變化,使得輸出編碼會(huì)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(shí)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(shí)驗(yàn)一 AMI/HDB3 碼型變換實(shí)驗(yàn)
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(shí)信號,譯碼簡單。
2、(思考)AMI數(shù)據(jù)延時(shí)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(shí)都是不準(zhǔn)確的,因而很可能此時(shí)的延時(shí)t=nT+t1,但是用示波器測量到得延時(shí)僅為t1,因此示波器測量的延時(shí)都是不準(zhǔn)確的,而實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都具有隨機(jī)性,而且周期都很長,測量時(shí)不會(huì)出現(xiàn)上述錯(cuò)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(huì)帶來什么問題,如何解決?
會(huì)造成收端無法提取位定時(shí),因而不利于收端同步,在實(shí)際傳輸中需要將其轉(zhuǎn)化成HDB3碼才能進(jìn)行傳輸。
4、(思考)為什么在實(shí)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(shí)的提取,采用擾碼也可以。