通信实验报告4（优秀范文五篇）

第一篇：通信实验报告4

大连理工大学实验报告

学院（系）：

信息与通信工程学院 专业：

电子信息工程

班级： 姓

名：学号：组：___ 实验时间：

2016.5.05 实验室：

创新园 C227

实验台： 指导教师签字：成绩：

实验四 FSK传输系统实验

一、实验数据及测试波形

（一）、FSK调制

1、FSK基带信号观测

1码基带信号周期：26.912us

2、发端同相支路和正交支路信号

0码基带信号周期：53.680us

输入全1码两正交信号

产生正交载波的目的是：方便解调时滤波。

3、连续相位FSK调制基带信号观测 由图可得结论：

输入0/1码和输入特殊序列时在码元切换点基带信号波形相位都是连续的。

输入0/1码和FSK基带信号

输入特殊序列码和FSK基带信号

4、FSK调制中频信号波形观测

输入0/1码和FSK中频信号 断开一路基带调制信号：

输入特殊序列码和FSK中频信号

输入0/1码和FSK中频信号

输入特殊序列码和FSK中频信号

由图可得知，采用FSK一路同相信号时，TPK03输出波形在码元切换点相位是不连续的，而采用FSK同相支路信号与正交支路信号时，TPK03输出波形在码元切换点相位是连续的。

（二）、FSK解调

1、解调基带FSK信号

图一：输入1码和解调基带信号，周期26.72us

图二：输入0/1码和解调基带信号

2、接收位同步信号相位抖动观测

1码观测不到抖动

由图，在输入全0码和全1码时TPMZ07信号波形没有抖动，而在输入0/1码和特殊序列码时TPMZ07信号波形有抖动。

思考：和全1码时无抖动，是因为输入信号无相位变化，所以无抖动

4、解调器位定时恢复与最佳抽样判决点波形观测 图四：

5、位定时锁定和位定时调整观测

输入M序列

输入1码

输入0码

全1码

断开中频环路，M序列

不断按确认键，观察到TPMZ07调整过程和锁定之后的相位之间没有变化。当输入全1码或全0码时，观察到TPMZ07调整过程和锁定之后的相位之间有变化。

6、观察各种输入码字下FSK的输入输出数据

图十：输入0/1码

7、FSK解调过程综合分析

图十一：输入特殊序列码

输入M序列

图

图

图

图

二、思考题

1、FSK正交调试方式与传统一般FSK调制方式有什么不同？其主要有哪些特点？

一般FSK调制方式产生FSK信号的方法是根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的时刻相位是不连续的，因此这种FSK信号称为不连续FSK信号。而FSK正交调制方式产生FSK信号的方法是，首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。在二进制ASK系统中，其频带利用率是1bit／s·Hz，若利用正交载波调制技术传输ASK信号，可使频带利用率提高一倍。如果再把多进制与其它技术结合起来，还可进一步提高频带利用率。

2、TPi03和TPi04两信号具有什么关系？两信号正交。

3、测试各测量点工作波形：如上图。

4、叙述位定时的调整过程，并说明输入码字对位定时恢复的影响，在实际通信中为什么要加扰码措施。

输入码字当中的连1或者连0对于接收端位定时的提取有很大的影响，对于接收端讲要准确的提取位定时，对接收码流要求不能有太多的连1连0，因此接收码流中连1连0的数目会影响位定时的恢复。

在实际通信当中采取扰码措施可以改变接收码流中的0、1分布，使得码流中连0连1数目不会超过4个，从而有利于位定时的恢复。

第二篇：通信原理实验报告

通信原理实验报告

1、实验名称：

2、实验目的：

3、实验步骤：（详细记录你的实验过程）

例如：（1）安装MATLAB6.5软件；

（2）学习简单编程，画图plot（x,y）函数等

（3）进行抽样定理验证：首先确定余弦波形，设置其幅度？、频率？和相位？等参数，然后画出该波形；进一步，设置采样频率？。。画出抽样后序列；再改变余弦波形的参数和抽样频率的值，改为。。。，当抽样频率？>=余弦波形频率2倍时，怎么样？否则的话，怎么样。。

具体程序及图形见附录1（或者直接放在这里，写如下。）

（4）通过DSP软件验证抽样定理

该软件主要有什么功能，首先点“抽样”，选取各种参数：a, 矩形波，具体参数，出现图形

B，余弦波，具体参数，出现图形

然后点击“示例”中的。。。。。。具体参数，图形。。

4、思考题

5、实验心得

6、附录1

有附录1的话有这项，否则无。

第三篇：通信原理实验报告

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：

移动通信系统

1.1.3 实验作业

1)根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。

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)设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程中，观察并分析瑞利信道输出的信道特征图（观察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function）。（配合截图来分析）Impulse Response(IR)

移动通信系统

从冲击响应可以看出，该信道有四条不同时延的路径。多径信道产生随机衰落，信道冲击响应幅值随机起伏变化。可以看出，该信道的冲激响应是多路冲激响应函数的叠加，产生严重的码间干扰。Frequency Response(FR)

频率响应特性图不再是平坦的，体现出了多径信道的频率选择性衰落。

移动通信系统

IR Waterfall

频率展宽后，信号的冲激响应不再平坦，是由于多径信道中不同信道的叠加影响

Doppler Spectrum

由于多普勒效应，接受信号的功率谱展宽扩展到fc-fm至fc+fm范围。

移动通信系统

3)观察并分析信号在经过瑞利衰落信道前后的星座图变化（截图并解释）。

前

标准的QPSK星座图，4个相位 后

移动通信系统

信号经过多径信道后，相位和幅值均发生了随机变化，信号不再分布在四个点附近，可以看出信号质量很差。说明多径信道对信号产生了巨大的干扰。PSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析

1.2BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析 1.2.1实验目的

掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系统的链路实现，仿真BPSK/QPSK信号在AWGN信道、单径瑞利衰落信道下的误码性能。

1.2.2实验作业

1)基于simulink搭建BPSK/QPSK通信链路，经过AWGN信道，接收端相干解调，仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~10dB时（间隔：

移动通信系统

1dB）误码性能曲线。仿真参数：

a)仿真点数：106

b)信源比特速率：1Mbps。

Bpsk通信链路

QPSK通信链路

BPSK AWGN参数

移动通信系统

QPSK AWGN参数

用bertool画出BPSK信号的误码率曲线（0~10dB）

移动通信系统

由此可见BPSK和QPSK的在同一Eb/No时误比特率基本一样，这与理论分析一致

2)在1的基础上，信号先经过平坦（单径）瑞利衰落，再经过AWGN信道，假设接收端通过理想信道估计获得了信道衰落值（勾选衰落信道模块的“Complex path gain port”）。仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~40dB时（间隔：5dB）误码性能曲线。信道仿真参数：最大多普勒频移为100Hz。

BPSK通信链路

移动通信系统

QPSK通信链路

瑞利单径信道参数

移动通信系统

QPSK AWGN参数

移动通信系统

BPSK AWGN参数

BPSK/QPSK 0-40db误码率曲线

BPSK和QPSK在同一Eb/No的误比特率基本一致，这和理论基本一致

移动通信系统

2、分组题目

2.1SIMO系统性能仿真分析 2.1.1实验目的

1.掌握基于simulink的单发多收（SIMO）16QAM仿真通信链路；

2.仿真SIMO 16QAM信号在单径瑞利衰落信道下，不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。

2.1.2实验内容

1.掌握单发多收的原理，利用分集技术，搭建单发多收通信系统框图。2.利用MATLAB中simulink所包含的通信系统模块搭建基于各种分集技术类型的单发多收通信链路。

3.比较分析不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。

2.1.3实验原理

移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信号受到严重的衰落；阴影效应会使接收的信号过弱而造成信号的中断；信道存在噪声和干扰，也会使接收信号失真而造成误码。因此，在移动通信系统中需要采取一些数字信号处理技术来改善接收信号的质量。其中，多天线分集接收技术就是一个非常重要且常见的方法。

分集接收的基本思想就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。

分集技术总体来说分为两类，针对阴影衰落的宏观分集和针对微观衰落的微观分集。本实验主要注重微观分集。分集技术对信号的处理包含两个过程，首 先是要获得M个相互独立的多径信号分量，然后对它们进行处理以获得信噪比 的改善，这就是合并技术。合并方式共分为三种，选择合并、等增益合并和最大 比值合并。

选择合并是最简单的一种，在所接收的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出。最大比值合并会将所有路信号的能量和信息都利用上，会明显改善

移动通信系统

合并器输出的信噪比。基于这样的考虑，最大比值合并把各支路信号加权后合并。各路信号权值用数学方法得出。等增益合并性能上不及最大比值合并，但是却容易实现得多，其主要思想是将各路信号赋予相同权值相加。2.1.4 实验仿真 2.1.4.1实验框图

系统整体框图

移动通信系统

接收分集

二分集等增益合并

移动通信系统

三分集等增益合并

二分集选择合并

三分集选择合并

移动通信系统

二分集最大比值合并

三分集最大比值合并

2.1.4.2 仿真结果

从图中可以看到，通过等增益合并方式能够显著的减小误码率，并且随着Eb/N0 的增加而更好的显示出性能优越；相对比不同的分集数可看出，分集数的增加能 有效地减小误码率。

移动通信系统

由图可看到，三种合并方式都能显著地减小误码率，在分集数为二的情况下，效果最好的是最大比值合并，等增益次之，都优于选择合并；

2.1.5 实验结论

移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信道受到严重的衰落，所以必须采取相应的抗衰落的措施来提高系统性能。在本次课程设计中，我们小组学习研究了对三种不同分集合并技术在改善系统性能方面的效果的课题实验。通过仿真实验得出的不同分集的误码率，分集技术能有效地减小误码率从而提高系统性能；而通过对误码率曲线的分析，可以看出：对于三种分集合并技术，等分集前提下，最大比值合并优于等增益合并优于选择合并；而对于同一合并技术，增加分集数能优化其性能。

2.2直接序列扩频系统性能分析

2.2.1实验目的

1）了解直接序列扩频系统的原理

2）基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。

3）观察体会直接序列扩频对误码率的改善程度 2.2.2 实验内容

1)搭建基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，观察频谱和波形 2）仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。

移动通信系统

2.2.3实验原理

所谓直接序列扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。

直扩系统的抗干扰能力是由接收机对干扰的抑制产生的，如果干扰信号的带宽与信息带宽相同（即窄带），此干扰信号经过发送机伪噪声码调制后将展宽为与发送信号相同的带宽，而其谱密度却降低了若干倍。相反，直扩信号经伪噪声码解扩后变成了窄带信息，从而使增益提高了若干倍。

实验原理框图

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

直接序列扩频通信系统

2.2.4实验仿真

直接序列扩频simulink仿真通信链路

a.伯努利序列参数和PN序列参数: 伯努利信源100bps

移动通信系统

PN序列2kbps

移动通信系统

b.扩频前后频谱变化: 扩频前频谱：

类似sinc函数的频谱

扩频后频谱：

频谱明显展宽 功率谱密度降低

移动通信系统

扩频调制后波形：

移动通信系统

解扩解调波形：

c.误比特率

AWGN信道（仿真点数1e6）

移动通信系统

BPSK理论误码率（-7到10dB的误比特率曲线)

通过两者对比，我们可以发现直接序列扩频通信系统对Eb/No的改善近似为13dB，这和理论分析出的值接近。

第四篇：通信网络实验报告

通信网络实验报告

实验一 隐终端和暴露终端问题分析

一、实验目的1、2、3、4、了解无线网络中的载波检测机制；

熟悉节点的传输范围、冲突干扰范围、载波检测范围和噪声干扰范围的概念； 了解载波检测接入体制中存在的隐终端问题和暴露终端问题； 结合仿真实验分析载波检测无线网络中的隐终端问题和暴露终端问题。

二、实验结果

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三、实验结果分析

通过仿真结果可以看出，节点2无法收到数据。由于节点3是节点1的一个隐终端，节点1无法通过物理载波检测侦听到节点3的发送，且节点3在节点2的传输范围外，节点3无法通过虚拟载波检测延迟发送，所以在节点1传输数据的过程中，节点3完成退避发送时将引起冲突。

四、思考题

1、RTS/CTS能完全解决隐终端问题吗？如果不能，请说明理由。

从理论分析上看，RTS/CTS协议似乎可以完全解决数据链隐藏终端问题，然而在实际网络中并非如此，尤其是在AdHoc 网络中。以节点为中心，存在发送区域和干扰区域。在发送区域内，在没有干扰的情况下，数据包可正常收发；该区域的大小由站点的功率等参数确定，可视为定值。干扰区域是相对于接受节点而言的，在该区域内，节点可以受到来自非相关节点发送的数据的干扰，造成冲突、丢包。RTS/CTS对隐藏终端问题的屏蔽实际上是建立在两区域相等的基础上的，即所有的隐藏终端都位于接受节点发送范围内。此中假设并不成立，干扰区域与收发节点间距有关。

实验二 无线局域网DCF协议饱和吞吐量验证

一、实验目的

1、了解IEEE 802.11 DCF 协议的基本原理。

2、理解网络饱和吞吐量的概念。

3、通过仿真对DCF协议饱和吞吐量的二维马尔可夫链模型进行验证。

二、实验结果

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per second): 1761

三、实验结果分析

各发送节点发包间隔较大，当网络中发送节点较少时，网络还未饱和。逐渐往网络中增加负载，网络总吞吐量逐渐增大，之后，网络吞吐量逐渐趋向于平稳，此时，网络即达到了饱和状态。

四、思考题

1、总结IEEE 802.11DCF协议饱和吞吐量和哪些因素有关。

任选一个时隙，网络中有节点在发送数据的概率 当有节点在发送数据包时，数据包发送成功的概率 数据包发送成功和发送失败所需的时间

2、为什么在数据包长度较长时，采用RTS/CTS模式更合理？

“隐藏终端”多发生在大型单元中（一般在室外环境），这将带来效率损失，并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝“隐藏终端”现象的发生。

实验三 动态源路由协议路由选择验证

一、实验目的1、2、了解DSR路由协议的优缺点。

理解DSR路由协议中路由发现过程和路由维护过程。

3、掌握DSR路由协议性能的仿真分析方法。

二、实验结果 Time(s): 1.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 2.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 3.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 4.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 5.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 6.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 7.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 8.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 9.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 10.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 11.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 12.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 13.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 14.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): ***0, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 16.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 17.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 18.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 19.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 20.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 21.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 22.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 23.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 24.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 25.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 26.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 27.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 28.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 29.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 30.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 31.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 32.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 33.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 34.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 35.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 36.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 37.000001000, Node: 1, Route path: 4-2 Time(s): 38.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 39.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 40.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 41.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 42.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 43.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 44.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 45.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 46.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 47.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 48.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 49.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 50.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 51.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 52.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 53.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 54.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 55.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 56.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 57.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 58.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 59.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 60.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 61.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 62.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 63.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 64.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 65.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 66.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 67.000001000, Node: 1, Route path: 5-4-2 Time(s): 68.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 69.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 70.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 71.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 72.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 73.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 74.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 75.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 76.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 77.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 78.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 79.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 80.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 81.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 82.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 83.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 84.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 85.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 86.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 87.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 88.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 89.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 90.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 91.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 92.000001000, Node: 1, Route path: 3-2 Time(s): 93.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 94.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 95.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 96.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 97.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 98.000001000, Node: 1, Route path: 2 Time(s): 99.000001000, Node: 1, Route path: 2

三、实验结果分析

仿真过程中路由表变化：2，4-2，5-4-2，3-2，2。当节点[1]在节点[2]的传输范围内时，节点[1]和[2]之间直接通信，不需要中间节点。随着节点[1]的移动，节点[1]离开节点[2]的传输范围并渐渐远离，最后又逐渐靠近。在节点[1]离开节点[2]的传输范围，节点[1]和[2]需要通过中间节点来通信，而且节点[1]离节点[2]越远，需要的中间节点越多。

第五篇：通信原理实验报告

通信原理实验报告

中南大学

《通信原理》实验报告

姓 名 班 级 学 号

课程名称 指导教师

通信原理 董健

通信原理实验报告

目录

通信原理实验报告

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。、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形

三、实验步骤

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）；

通信原理实验报告

（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。

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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。

全1码对应的AMI码

全1码对应的HDB3码

通信原理实验报告

全0码对应的AMI码

（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码

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和HDB3码。

AMI码

HDB3码

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（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ，观察这些信号波形。

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的DET

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET HDB3

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的NRZ

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的NRZ

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四、根据实验现象回答

1.根据实验观察和纪录回答：

（1）不归零码和归零码的特点是什么？

不归零码特点：脉冲宽度τ 等于码元宽度Ts 归零码特点：τ ＜Ts（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？ 与信源代码中的“1”码对应的AMI 码及HDB3 码不一定相同。因信源代码中的 “1”码对应的AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。

举例： 信源代码：

***001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2.总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。HDB3位同步信号

整流窄带带通滤波器整形移相

HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可 通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

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实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律 AK波形

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BK波形

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

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；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）示波器CH1接AK、CH2接2FSK

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示波器CH1接AK、CH2接2ASK

四、实验总结

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

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实验三 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、实验步骤

本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。

1.熟悉载波同步单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关。

2.检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常（用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无，两者逻辑关系正确与否）。

3.用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态，测量环路的同步带、捕捉带。

（1）观察锁定状态与失锁状态

打开电源后用示波器观察ud，若ud为直流，则调节载波同步模块上的可变电容C34，ud随C34减小而减小，随C34增大而增大（为什么？请思考），这说明环路处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT，可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在锁定状态下，向某一方向变化C34，可使ud由直流变为交流，CAR和CAR-OUT频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。

接通电源后ud也可能是差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围（对应于环路的同步范围）。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。

4.观察环路的捕捉过程

先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。

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5.观察相干载波相位模糊现象

使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。

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四、实验总结

1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。

答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。2.设K0=18 HZ/V，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP。答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则

fH186108Hz；v28v，则fp18472Hz

3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数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应远小于码速率，ζ应大于0.5)。

答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率 ；111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5（波特）；1110.6

24.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。

答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波；2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态 5.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。

答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1（此值不大于+12V）；

① ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为： 4.8 V

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②

继续增大C34，ud变为交流（上宽下窄的周期信号）。③ 环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。

④ 直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2；继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3；

环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4 V ud减小到锁定状态下的最小值ud3为 ：1.6 V ⑤ 再继续减小C34，ud变为交流（下宽上窄的周期信号），环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4 V

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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、实验步骤

1.复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。

2.检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！

3.2DPSK解调实验

（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。

（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称

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（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。

（4）观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。BK与 2DPSK 的MU

BK与 2DPSK 的LPF

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BK与 2DPSK 的BK

AK与 2DPSK 的MU

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AK与 2DPSK 的LPF

AK与 2DPSK 的BK

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AK与 2DPSK 的AK-OUT

（6）将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方（M序列）端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列（本系统中是M序列）信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。

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4.2FSK解调实验

将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。

AK与 2FSK的 FD

AK与 2FSK的 LPF

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AK与 2FSK的 AK-OUT

四、实验总结

1.设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。

当相干载波为-cosωt时，MU、LPF及BK与载波为cosωt时的状态反相，但AK仍不变（第一位与BK的起始电平有关）。2DPSK系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可 使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。