数字通信实验报告

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通信原理实验报告

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。

数字通信系统实训报告册

数字通信系统实训报告册

一、实验目的1. 理解数字通信系统的基本原理和组成。

2. 掌握数字通信系统的实验方法和技术。

3. 学会使用数字通信系统实验设备进行实验操作。

4. 培养学生动手实践能力和团队协作精神。

二、实验原理数字通信系统是将信息源产生的模拟信号或数字信号,通过调制、传输、解调等过程,实现远距离、高速率的传输。

本实验主要涉及以下原理:1. 调制:将信息信号转换成适合信道传输的信号形式。

2. 传输:通过信道将信号传输到接收端。

3. 解调:将接收到的信号恢复成原始信息信号。

4. 信道编码与解码:在信号传输过程中,对信号进行编码和解码,提高通信的可靠性。

三、实验内容1. 数字通信系统基本组成实验(1)实验目的:熟悉数字通信系统的基本组成,掌握各组成部分的功能。

(2)实验内容:搭建数字通信系统实验平台,观察各模块的连接方式,分析各模块的功能。

2. 调制与解调实验(1)实验目的:掌握数字调制与解调的基本原理和方法。

(2)实验内容:采用QAM调制方式,进行信号调制与解调实验,观察调制与解调过程。

3. 信道编码与解码实验(1)实验目的:掌握信道编码与解码的基本原理和方法。

(2)实验内容:采用卷积编码与Viterbi解码方式,进行信道编码与解码实验,观察编码与解码过程。

4. 数字通信系统综合实验(1)实验目的:综合运用所学知识,搭建完整的数字通信系统,实现信息的传输。

(2)实验内容:搭建数字通信系统实验平台,进行调制、传输、解调等过程,实现信息的传输。

四、实验步骤1. 准备实验设备,检查各设备是否正常。

2. 搭建数字通信系统实验平台,连接各模块。

3. 进行调制与解调实验,观察调制与解调过程。

4. 进行信道编码与解码实验,观察编码与解码过程。

5. 进行数字通信系统综合实验,实现信息的传输。

6. 记录实验数据,分析实验结果。

五、实验结果与分析1. 数字通信系统基本组成实验:通过实验,掌握了数字通信系统的基本组成,了解了各模块的功能。

数字通信实验报告

数字通信实验报告

实验一数字基带信一、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、基本原理本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。

AMI码的编码规律是:信息代码1变为带有符号的1码即+1或-1,1的符号交替反转;信息代码0的为0码。

AMI码对应的波形是占空比为0.5的双极性归零码,即脉冲宽度τ与码元宽度(码元周期、码元间隔)TS的关系是τ=0.5TS。

HDB3码的编码规律是:4个连0信息码用取代节000V或B00V代替,当两个相邻V码中间有奇数个信息1码时取代节为000V,有偶数个信息1码(包括0个信息1码)时取代节为B00V,其它的信息0码仍为0码;信息码的1码变为带有符号的1码即+1或-1;HDB3码中1、B的符号符合交替反转原则,而V的符号破坏这种符号交替反转原则,但相邻V码的符号又是交替反转的;HDB3码是占空比为0.5的双极性归零码。

四、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。

数字通信实验报告

数字通信实验报告

月儿的教案月儿的教案一、教学目标1.能正确朗读和书写“月儿”的字母和拼音。

2.能听懂并能用图片和简单的语言描述月儿。

3.能正确理解和运用“月儿”的相关词汇。

4.通过月儿的教学,培养学生对月亮和夜晚的兴趣,激发学生的想象力和创造力。

二、教学准备1.课件、教具:月儿的图片、月亮的图片、夜晚的图片。

2.录音机、磁带、CD。

三、教学步骤Step 1:引入1.师生互动:老师拿着月儿的图片,引导学生猜猜这是什么?(月儿)2.播放月儿的歌曲:让学生先听歌曲,感受歌曲的节奏和情感。

然后,再播放一次,让学生一起跟着唱。

Step 2:听力训练1.听录音:播放月儿的描述音频,让学生仔细听,并根据描述内容猜猜月儿是什么样子的。

2.对话练习:给学生分成小组,让学生模仿对话,询问月儿的问题并回答。

A:月儿在哪里?B:月儿在天上。

A:月儿是什么形状的?B:月儿是圆的。

A:夜晚月儿是什么颜色的?B:夜晚月儿是白色的。

Step 3:拓展训练1.看图片:再次播放月儿的描述音频,并给学生展示月亮的图片和夜晚的图片,让学生根据描述内容选择正确的图片。

2.小组讨论:学生分成小组,讨论月儿的特点和作用,并表演出来。

Step 4:造句练习1.教师引导学生用月儿的相关词汇造句。

月儿在天上,亮晶晶。

月儿是圆的,像个盘子。

夜晚月儿很亮,伴我入眠。

2.学生自由造句练习。

Step 5:巩固与评价1.结合日常生活:出示月亮的图片,教师与学生一起讨论日常生活中可以看到月亮的场景和时间。

2.评价:给学生几个简单的问题,测试学生对月儿的理解和学习情况。

四、教学反思通过以上的教学步骤,学生能够正确朗读和书写“月儿”的字母和拼音,能够理解和运用“月儿”的相关词汇,能够听懂和描述月儿,并能够培养学生对月亮和夜晚的兴趣,激发学生的想象力和创造力。

此次教学活动设置了多种教学手段,有趣味性、巩固性和拓展性。

同时,教师也需要关注学生的参与程度和学习效果,根据学生的学习情况及时调整教学方法和策略,以提高教学有效性和学生的学习兴趣。

数字通信实验报告 实验二

数字通信实验报告 实验二

数字通信实验报告实验二一、实验目的本次数字通信实验二的主要目的是深入了解和掌握数字通信系统中的关键技术和性能指标,通过实际操作和数据分析,增强对数字通信原理的理解和应用能力。

二、实验原理1、数字信号的产生与传输数字信号是由离散的数值表示的信息,在本次实验中,我们通过特定的编码方式将模拟信号转换为数字信号,并通过传输信道进行传输。

2、信道编码与纠错为了提高数字信号在传输过程中的可靠性,采用了信道编码技术,如卷积码、循环冗余校验(CRC)等,以检测和纠正传输过程中可能产生的错误。

3、调制与解调调制是将数字信号转换为适合在信道中传输的形式,常见的调制方式有幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK)。

解调则是将接收到的调制信号还原为原始的数字信号。

三、实验设备与环境1、实验设备数字通信实验箱示波器信号发生器计算机及相关软件2、实验环境在实验室中,提供了稳定的电源和良好的电磁屏蔽环境,以确保实验结果的准确性和可靠性。

四、实验步骤1、数字信号产生与编码使用信号发生器产生模拟信号,如正弦波、方波等。

通过实验箱中的编码模块,将模拟信号转换为数字信号,并选择合适的编码方式,如 NRZ 编码、曼彻斯特编码等。

2、信道传输与干扰模拟将编码后的数字信号输入到传输信道模块,设置不同的信道参数,如信道衰减、噪声等,模拟实际传输环境中的干扰。

3、调制与解调选择合适的调制方式,如 PSK 调制,将数字信号调制到载波上。

在接收端,使用相应的解调模块对调制信号进行解调,恢复出原始的数字信号。

4、性能分析与评估使用示波器观察调制和解调前后的信号波形,对比分析其变化。

通过计算误码率、信噪比等性能指标,评估数字通信系统在不同条件下的性能。

五、实验结果与分析1、数字信号编码结果观察不同编码方式下的数字信号波形,分析其特点和优缺点。

例如,NRZ 编码简单但不具备自同步能力,曼彻斯特编码具有良好的自同步特性但编码效率较低。

2、信道传输对信号的影响在不同的信道衰减和噪声条件下,接收信号的幅度和波形发生了明显的变化。

数字通信实验报告1

数字通信实验报告1
sint
-1 -15
-10
-5
2.编写程序实现 NRZ,RZ 信号 clear all;close all; 1.5 Ts=1;%周期 N_sample = 256; %每个码元的抽样点数 1 dt = Ts/N_sample; %抽样时间间隔 N = 1000; %码元数 0.5 t = 0:dt:(N*N_sample-1)*dt; T = N*N_sample*dt; 0 gt1 = ones(1,N_sample); %NRZ 非归零波形 gt2 = ones(1,N_sample/2); %RZ 归零波形 -0.5 gt2 = [gt2 zeros(1,N_sample/2)]; 0 d = ( sign( randn(1,N) ) +1 )/2; data = sigexpand(d,N_sample); %对序列间隔插入 N_sample-1 个 0 1.5 st1 = conv(data,gt1); st2 = conv(data,gt2); 1 subplot(211) plot(t,[st1(1:length(t))] );grid 0.5
3.编写程序实现周期信号(方波)的傅里叶级数 close all;clear all; 1 N=100; %取出展开式的项数为 2N+1 项 T=1;fs=1/T; 0.8 N_sample=128; 0.6 dt=T/ N_sample ; t=0:dt:10*T-dt ; 0.4 n=-N :N ; 0.2 Fn=sinc(n/pi).*exp(-j*n*pi/2) ; Fn(N+1)=0 ; 0 -100 ft=zeros(1,length(t)) ; for m=-N:N ft=ft+Fn(m+N+1)*exp(j*2*pi*m*fs*t) ; 3 end subplot(211) 2 plot(n,abs(Fn)) ; 1 xlabel('n');ylabel('|Fn|') title('周期信号(方波)的傅里叶展开'); 0 subplot(212) -1 plot(t,ft) xlabel('t');ylabel('f(t)') -2 title('由 Fn 得到周期信号(方波)'); 0

数据通信实习报告

数据通信实习报告

数据通信实习报告
一、实习概况
本次实习是在浙江一家信息技术公司完成数据通信方面的实习。

实习
主要以实验室为实习基础,在实习期间,对公司正在开发的局域网数据通
信系统做详细研究,完成实验室里针对数据通信的网络实验,实验以实现
简单的UDP通信和TCP报文序列发送为主要实验内容,实习周期为两个月,时间从2024年1月1日到2024年3月1日。

二、实习内容
1.实验室整体设备介绍:
实验室内的设备包括两台计算机、一台网络打印机、一台网络路由器、一台数据交换机、一台服务器以及一个集线器,所有设备均是该实验室的
主要设备。

2.硬件设备以及实验环境介绍:
实验期间,依据实验室要求,将两台电脑安装了:网络操作系统(Ubuntu)、网络调试软件(Wireshark)和网络虚拟机(Virtualbox),以及其它必要的软件;同时,将网络路由器和数据交换机进行了IP地址
划分和设置,并且连接计算机,最终形成了实验环境。

3.所做实验项目介绍:
(1)UDP数据通信实验:通过实验室提供的计算机,实现两台计算
机之间的UDP数据通信,即使用UDP协议发送数据,最终实现数据在发送
方和接收方的传输。

数字通信系统设计实验报告

数字通信系统设计实验报告

实验1:用 Verilog HDL 程序实现乘法器1实验要求:(1) 编写乘法器的 Veirlog HDL 程序.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证(4) 注意乘法逻辑电路的设计.2 试验程序:Module multiplier(input rst,input clk,input [3:0]multiplicand,input [3:0]multiplier,input start_sig,output done_sig,output [7:0]result); reg [3:0]i;reg [7:0]r_result;reg r_done_sig;reg [7:0]intermediate;always @ ( posedge clk or negedge rst )if( !rst )begini<=4'b0;r_result<=8'b0;endelseif(start_sig)begincase(i)0:beginintermediate<={4'b0,multiplicand};r_result<=8'b0;i<=i+1;end1,2,3,4:beginif(multiplier[i-1])beginr_result<=r_result+intermediate;endintermediate<={intermediate[6:0],1'b0};i<=i+1;end5:beginr_done_sig<=1'b1;i<=i+1;end6:beginr_done_sig<=1'b0;i<=1'b0;endendcaseendassign result=r_done_sig?r_result:8'bz; assign done_sig=r_done_sig;endmodule3测试基准:`timescale 1 ps/ 1 psmodule multiplier_simulation();reg clk;reg rst;reg [3:0]multiplicand;reg [3:0]multiplier;reg start_sig;wire done_sig;wire [7:0]result;/***********************************/ initialbeginrst = 0; #10; rst = 1;clk = 1; forever #10 clk = ~clk;end/***********************************/ multiplier U1(.clk(clk),.rst(rst),.multiplicand(multiplicand),.multiplier(multiplier),.result(result),.done_sig(done_sig),.start_sig(start_sig));reg [3:0]i;always @ ( posedge clk or negedge rst ) if( !rst )begini <= 4'd0;start_sig <= 1'b0;multiplicand <= 4'd0;multiplier <= 4'd0;endelsecase( i )0: // multiplicand = 10 , multiplier = 2if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin multiplicand <= 4'd10; multiplier <= 4'd2; start_sig <= 1'b1; end1: // multiplicand = 15 , multiplier = 15if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin multiplicand <= 4'd15; multiplier <= 4'd15; start_sig <= 1'b1; end2: // multiplicand = 0 , multiplier = 0if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin multiplicand <= 4'd0; multiplier <= 4'd1; start_sig <= 1'b1; end3: // multiplicand = 7 , multiplier = 11if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin multiplicand <= 4'd7; multiplier <= 4'd11; start_sig <= 1'b1; end4:begin i <= i; endendcaseendmodule4仿真图形:实验2:用 Verilog HDL 程序实现二分频1实验要求:(1) 编写二分频的 Veirlog HDL 程序.(2) 编写配套的测试基准.(3) 掌握分频时序逻辑电路的设计方法(4) 学习时序逻辑电路的设计方法2 试验程序:module frequency_divider(input clk,input rst,output out_clk); reg r_out_clk;always@(posedge clk or negedge rst)if(!rst)beginr_out_clk<=1'b0;endelsebeginr_out_clk<=~r_out_clk;endassign out_clk=r_out_clk;endmodule3 测试基准:`timescale 1 ps/ 1 psmodule frequency_divider_simulation();reg clk;reg rst;wire out_clk;initialbeginrst = 0; #10; rst = 1;clk = 1; forever #10 clk = ~clk;endfrequency_divider U1(.clk(clk),.rst(rst),.out_clk(out_clk));endmodule4 仿真图形:实验3:用 Verilog HDL 程序实现一位四选一多路选择器1实验要求:(1) 编写一位四选一多路选择器的 Veirlog HDL 程序.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证.(4) 学会其逻辑时序的设计方法.2 试验程序:module data_selector(input clk,input rst,input [1:0]address,input [3:0]data,output out_data);reg r_out_data;always@(posedge clk or negedge rst)if(!rst)beginr_out_data<=1'bz;endelsebeginr_out_data<=data[address];endassign out_data=r_out_data;endmodule3 测试基准:module data_selector_simulation();reg clk;reg rst;reg [1:0]address;reg [3:0]data;wire out_data;initialbeginrst = 0; #10; rst = 1;clk = 1; forever #10 clk = ~clk;enddata_selector U1(.clk(clk),.rst(rst),.address(address),.data(data),.out_data(out_data));reg [3:0]i;always @ ( posedge clk or negedge rst ) if( !rst )begini <= 4'd0;endelsecase( i )0:begindata<=4'b1010;address<=2'd0;i<=i+1;end1:begindata<=4'b1010;address<=2'd1;i<=i+1;end2:begindata<=4'b1010;address<=2'd2;i<=i+1;end3:begindata<=4'b1010;address<=2'd3;i<=i+1;end4:begin i <= 4'd4; endendcaseendmodule4 仿真图形:实验4:用 Verilog HDL 程序实现四位加法器1实验要求:(1) 编写四位加法器的 Veirlog HDL 程序.(2) 编写配套的测试基准.(3) 通过 QuartusII 编译下载到目标 FPGA器件中进行验证.(4) 注意逻辑时序的描述设计方法2 试验程序:module adder(input rst,input clk,input [3:0]adder1,input [3:0]adder2,input start_sig,output [4:0]out_adder,output done_sig);reg [4:0]r_out_adder;reg [2:0]i;reg r_done_sig;always@(posedge clk or negedge rst)if(!rst)begini<=3'b0;r_out_adder=5'b0;endelsebeginif(start_sig)case(i)0:beginr_out_adder<={1'b0,adder1};i<=i+1;end1:beginr_out_adder<=r_out_adder+{1'b0,adder2};r_done_sig<=1'b1;i<=i+1;end2:begini<=0;r_done_sig<=1'b0;endendcaseendassign done_sig=r_done_sig;assign out_adder=i?5'bz:r_out_adder;endmodule3 测试基准:`timescale 1 ps/ 1 psmodule adder_simulation();reg clk;reg rst;reg [3:0]adder1;reg [3:0]adder2;reg start_sig;wire done_sig;wire [4:0]out_adder;/***********************************/initialbeginrst = 0; #10; rst = 1;clk = 1; forever #10 clk = ~clk;end/***********************************/adder U1(.clk(clk),.rst(rst),.adder1(adder1),.adder2(adder2),.out_adder(out_adder),.done_sig(done_sig),.start_sig(start_sig));reg [3:0]i;always @ ( posedge clk or negedge rst )if( !rst )begini <= 4'd0;start_sig <= 1'b0;adder1 <= 4'd0;adder2 <= 4'd0;endelsecase( i )0: // adder1 = 10 , adder2 = 2if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin adder1 <= 4'd10; adder2 <= 4'd2; start_sig <= 1'b1; end 1: // adder1= 15 , adder2 = 15if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin adder1 <= 4'd15; adder2 <= 4'd15; start_sig <= 1'b1; end 2: // adder1 = 0 , adder2 = 0if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin adder1 <= 4'd0; adder2 <= 4'd1; start_sig <= 1'b1; end3: // adder1 = 7 , adder2 = 11if( done_sig ) begin start_sig <= 1'b0; i <= i + 1'b1; endelse begin adder1 <= 4'd7; adder2 <= 4'd11; start_sig <= 1'b1; end4:begin i <= i; endendcaseendmodule4仿真图形:。

数字通信技术实习报告

数字通信技术实习报告

一、实习背景随着科技的不断发展,数字通信技术在现代社会中扮演着越来越重要的角色。

为了更好地了解数字通信技术,提高自身的实践能力,我于20XX年X月X日至20XX年X月X日在XX通信技术有限公司进行了为期一个月的实习。

通过这次实习,我对数字通信技术有了更深入的了解,并在实际操作中提升了自身的专业技能。

二、实习单位简介XX通信技术有限公司成立于20XX年,是一家专注于数字通信技术研发、生产、销售和服务的高新技术企业。

公司业务涵盖无线通信、有线通信、数据通信等多个领域,产品广泛应用于政府、企业、教育、医疗等行业。

三、实习内容1. 数字通信基本理论的学习实习期间,我重点学习了数字通信的基本理论,包括数字调制、解调、编码、解码、信道编码、交织等技术。

通过学习,我对数字通信系统的组成、工作原理以及各种技术特点有了较为全面的了解。

2. 数字通信设备操作与维护在实习期间,我参与了数字通信设备的操作与维护工作。

具体内容包括:(1)设备安装与调试:根据工程师的指导,我参与了数字通信设备的安装与调试工作,熟悉了设备的安装流程、调试方法以及注意事项。

(2)设备日常维护:在工程师的带领下,我学会了如何对数字通信设备进行日常维护,包括设备清洁、检查、更换备件等。

(3)故障排查与处理:在设备出现故障时,我跟随工程师一起进行故障排查,学会了如何分析故障原因、制定解决方案,并协助工程师完成故障处理。

3. 项目参与在实习期间,我参与了公司的一项数字通信项目。

具体内容包括:(1)项目需求分析:与项目组成员一起,对项目需求进行梳理和分析,确保项目目标明确、需求合理。

(2)方案设计:根据项目需求,参与数字通信系统的方案设计,包括设备选型、参数配置、网络优化等。

(3)系统调试与优化:在项目实施过程中,参与数字通信系统的调试与优化工作,确保系统稳定运行。

四、实习收获1. 提升了专业技能:通过实习,我对数字通信技术有了更加深入的了解,掌握了数字通信设备的操作、维护和故障处理方法。

她通信原理实验报告(3篇)

她通信原理实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和原理。

2. 掌握模拟通信和数字通信的基本知识。

3. 通过实验,验证通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本过程。

二、实验器材1. 通信原理实验平台2. 信号发生器3. 示波器4. 数字信号发生器5. 计算机及实验软件三、实验原理通信原理实验主要涉及模拟通信和数字通信两个方面。

模拟通信是将模拟信号通过调制、传输、解调等过程实现信息传递;数字通信则是将数字信号通过编码、传输、解码等过程实现信息传递。

四、实验内容及步骤1. 模拟通信实验(1)调制实验① 打开通信原理实验平台,连接信号发生器和示波器。

② 设置信号发生器输出正弦波信号,频率为1kHz,幅度为1V。

③ 将信号发生器输出信号接入调制器,选择调幅调制方式。

④ 通过示波器观察调制后的信号波形,记录调制信号的幅度、频率和相位变化。

⑤ 调整调制参数,观察调制效果。

(2)解调实验① 将调制后的信号接入解调器,选择相应的解调方式(如包络检波、同步检波等)。

② 通过示波器观察解调后的信号波形,记录解调信号的幅度、频率和相位变化。

③ 调整解调参数,观察解调效果。

2. 数字通信实验(1)编码实验① 打开数字信号发生器,生成二进制信号序列。

② 将信号序列接入编码器,选择相应的编码方式(如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等)。

③ 通过示波器观察编码后的信号波形,记录编码信号的时序和幅度变化。

(2)解码实验① 将编码后的信号接入解码器,选择相应的解码方式。

② 通过示波器观察解码后的信号波形,记录解码信号的时序和幅度变化。

五、实验结果与分析1. 模拟通信实验结果(1)调制实验:调制信号的幅度、频率和相位发生了变化,实现了信息的传递。

(2)解调实验:解调信号的幅度、频率和相位与原始信号基本一致,验证了调制和解调过程的有效性。

2. 数字通信实验结果(1)编码实验:编码后的信号波形符合编码方式的要求,实现了信息的编码。

(2)解码实验:解码后的信号波形与原始信号基本一致,验证了编码和解码过程的有效性。

实验报告格式

实验报告格式

数字移动通信实验报告——跳频扩频一、实验目的1、进一步了解扩频通信理论基础、工作方式。

2、学习跳频扩频系统以及其实现。

3、掌握跳频信号的差错概率计算方法。

4、加强对MATLAB的进一步掌握。

二、实验原理说明在跳频(FH)扩频中,将可利用的信道带宽W划分成大量非重叠的频率间歇,在任何信号区间内,传输信号占据一个或多个可用的频率间隙。

在每个信号区间内,频率间隙(一个或多个)的选取时按照来自某一PN发生器的输出伪随机码确定的。

图1给出了一个FH扩频系统发射端和接受端的方框图。

图2说明了一个FH信号的示意图。

图1 FH扩频系统的方框图Tc6Tc t2Tc4Tc3Tc05Tc图2 一个FH信号的例子在接收端有一个完全相同的PN 序列发生器,它是与接收信号同步的,用来控制频率合成器的输出。

通过频率合成器的输出与接收信号混频,然后由发射端引入的伪随机频率伴以在解调中被移去。

这样既可以利用FSK 解调出最后所得信号。

现考虑一个FH 系统,其中用二进制FSK 传输数字信息。

频率跳变是没比特跳一次。

解调和检测是非相干的。

在AWGN 信道上,这样的系统的差错概率是:()02_b 21N Eb e P = (1.1)每比特能量E b 可以表示为E b = P s T b = P s /R ,其中P s 是平均信号功率,R 是比特率。

有J 0=P J /W ,其中P J 是宽带干扰的平均功率,W 为可用的信道带宽。

因此,假设J 0》N 0,就能将SNR 表示为:SJP P R W J E =0b (1.2) 其中,W/R 是处理增益,P J /P S 是FH 扩频信号的干扰余欲度。

假设部分频带干扰来自某一干扰台,干扰台挑选ɑ,以使其对通信系统的效果是最佳的。

在采用二进制FSK 调制和非相干检测的未编码慢跳频系统中,传输频率在频带W 内选成了均匀概率的。

这样,接受信号将以概率ɑ,而以1-ɑ不被干扰。

当被干扰时,差错概率是()()2/ex p 21b αρ-,而当不被干扰时,信号检测假定是无差错的,其中0J E b b ≡ρ。

通信原理实验报告设想(3篇)

通信原理实验报告设想(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列的通信原理实验,使学生深入理解并掌握通信系统的基本概念、原理和关键技术。

通过实验操作,培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力,同时增强对通信理论知识的实际应用能力。

二、实验内容1. 信号与系统基础实验- 信号波形观察与分析- 信号的时域与频域分析- 系统的时域与频域响应2. 模拟通信原理实验- 模拟调制与解调实验(如AM、FM、PM)- 信道特性分析- 噪声对通信系统的影响3. 数字通信原理实验- 数字调制与解调实验(如2ASK、2FSK、2PSK、QAM)- 数字基带传输与复用- 数字信号处理技术4. 现代通信技术实验- TCP/IP协议栈原理与实现- 无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙)- 物联网通信技术(如ZigBee)5. 通信系统设计实验- 基于MATLAB的通信系统仿真- 通信系统性能分析与优化三、实验步骤1. 实验准备- 熟悉实验原理和实验设备- 编写实验报告提纲- 准备实验数据和分析工具2. 实验操作- 按照实验步骤进行操作,记录实验数据 - 分析实验现象,总结实验规律- 对实验结果进行误差分析3. 实验报告撰写- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会四、实验报告格式1. 封面- 实验报告题目- 学生姓名、学号、班级- 指导教师姓名、职称- 实验日期2. 目录- 实验报告各部分标题及页码3. 正文- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会4. 参考文献- 列出实验过程中参考的书籍、论文、网络资源等五、实验报告撰写要求1. 实验报告内容完整、结构清晰、逻辑严谨2. 实验原理阐述准确,实验步骤描述详细3. 实验数据真实可靠,分析结论具有说服力4. 实验报告格式规范,语言表达流畅六、实验报告评价标准1. 实验原理掌握程度2. 实验操作熟练程度3. 实验数据分析能力4. 实验报告撰写质量5. 实验心得体会通过本次通信原理实验,学生将能够全面了解通信系统的基本原理和关键技术,提高实际应用能力,为今后从事通信领域的工作打下坚实基础。

数字通信实习报告

数字通信实习报告

一、实习背景随着科技的不断发展,数字通信技术在我国得到了广泛的应用。

为了深入了解数字通信技术,提高自己的实际操作能力,我选择了数字通信实习这一课题。

本次实习旨在通过实际操作,加深对数字通信原理、技术及设备应用的理解,培养自己的动手能力和团队协作精神。

二、实习目的1. 熟悉数字通信的基本原理和关键技术;2. 掌握数字通信设备的操作方法;3. 提高自己的实际动手能力;4. 培养团队协作精神。

三、实习时间及地点实习时间:2021年6月1日至2021年6月30日实习地点:某通信公司实验室四、实习内容与过程1. 数字通信基本原理学习在实习初期,我们首先学习了数字通信的基本原理,包括数字信号的产生、传输、处理和接收。

通过学习,我们对数字通信系统的构成、工作原理及关键技术有了初步的认识。

2. 数字通信设备操作在掌握了数字通信基本原理后,我们开始学习数字通信设备的操作。

实习期间,我们主要学习了以下设备:(1)数字调制解调器(DMT):学习DMT的原理,掌握其操作方法,并实际操作DMT设备进行数据传输。

(2)光纤通信设备:学习光纤通信的基本原理,掌握光纤通信设备的操作方法,并实际操作光纤通信设备进行数据传输。

(3)卫星通信设备:学习卫星通信的基本原理,掌握卫星通信设备的操作方法,并实际操作卫星通信设备进行数据传输。

3. 项目实践在实习过程中,我们参与了一个实际项目,即利用数字通信技术实现远程监控。

具体步骤如下:(1)设计远程监控系统的网络拓扑结构;(2)选择合适的数字通信设备,如光纤通信设备、卫星通信设备等;(3)搭建远程监控系统,实现数据采集、传输和处理;(4)对监控系统进行调试和优化,确保系统稳定运行。

五、实习体会与收获1. 实践能力得到提高:通过实际操作数字通信设备,我对数字通信技术有了更深入的了解,自己的动手能力得到了很大提高。

2. 团队协作精神得到培养:在项目实践中,我们团队成员相互协作,共同解决问题,培养了良好的团队协作精神。

数字通信实习报告

数字通信实习报告

实习报告一、实习背景及目的随着现代通信技术的飞速发展,数字通信已成为通信领域的主流。

为了更好地了解数字通信的基本原理和实际应用,提高自己的实践能力,我选择了数字通信实习。

本次实习旨在掌握数字通信的基本理论,熟悉数字通信系统的组成及工作原理,并在实际操作中锻炼自己的动手能力,为今后的学习和工作打下坚实基础。

二、实习内容与过程1. 数字通信基本原理学习:在实习前期,我通过阅读教材、查阅资料等方式,对数字通信的基本原理进行了系统学习,掌握了信号的数字化、调制解调、信道编码、信号检测等关键技术。

2. 数字通信系统组成及工作原理:实习过程中,我学习了数字通信系统的组成,包括信号源、信道编码器、调制器、信道、解调器、信号检测、信号源等,并了解了它们的工作原理。

3. 实际操作与实践:在指导老师的带领下,我参与了实验室的数字通信实验,包括基带传输、调制解调、数字信号处理等。

在实验过程中,我认真操作,仔细观察实验现象,并记录实验数据。

4. 实习成果分析与总结:通过对实验数据的分析,我深入了解了数字通信系统的性能,找出了存在的问题,并提出了改进措施。

在实习总结中,我对数字通信的基本原理和实际应用有了更深刻的认识。

三、实习收获与反思1. 实习使我深入了解了数字通信的基本原理,掌握了数字通信系统的组成及工作原理,为今后进一步学习通信领域其他知识奠定了基础。

2. 实际操作锻炼了我的动手能力,提高了自己的实践能力。

在实验过程中,我学会了如何分析问题、解决问题,培养了自己的创新意识和团队协作能力。

3. 实习使我认识到理论知识与实际应用之间的联系,明白了学以致用的重要性。

在今后的学习中,我将更加注重理论与实践相结合,提高自己的综合素质。

4. 反思实习过程中,我发现自己在某些方面仍有不足,如对某些知识点的理解不够深入,实验操作中的细节处理不够到位等。

今后,我将继续努力学习,提高自己的综合素质,为将来的工作做好准备。

四、实习总结本次数字通信实习使我受益匪浅,不仅提高了自己的专业素养,还培养了自己的实践能力和团队协作精神。

通信原理实验报告(8份)

通信原理实验报告(8份)

通信原理实验报告(8份)姓名:学号:通信原理实验报告姓名:姓名:学号:实验一HDB3码型变换实验一、实验目的了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。

掌握HDB3码的编译规则。

了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

二、实验器材主控&amp;信号源、2号、8号、13号模块双踪示波器连接线三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图各一块一台若干姓名:学号:HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0,遇到1则交替输出+1和-1。

而HDB3编码由于需要插入破坏位B,因此,在编码时需要缓存3bit的数据。

当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。

当4个连0时最后一个0变为传号A,其极性与前一个A的极性相反。

若该传号与前一个1的极性不同,则还要将这4个连0的第一个0变为B,B的极性与A相同。

实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后,得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号,再通过电平转换电路进行变换,从而得到HDB3编码波形。

同样AMI译码只需将所有的±1变为1,0变为0即可。

而HDB3译码只需找到传号A,将传号和传号前3个数都清0即可。

传号A的识别方法是:该符号的极性与前一极性相同,该符号即为传号。

实验框图中译码过程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路,再通过译码处理,得到原始码元。

四、实验步骤姓名:学号:实验项目一HDB3编译码(256KHz归零码实验)概述:本项目通过选择不同的数字信源,分别观测编码输入及时钟,译码输出及时钟,观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。

1、关电,按表格所示进行连线。

2、开电,设置主控菜单,选择【主菜单】→【通信原理】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。

将模块13的开关S3分频设置拨为0011,即提取512K同步时钟。

姓名:学号:3、此时系统初始状态为:编码输入信号为256K的PN序列。

4、实验操作及波形观测。

数字传输实验报告(3篇)

数字传输实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解数字传输系统的基本原理和组成;2. 掌握数字调制和解调的基本方法;3. 学习数字信号在信道中传输的特性;4. 评估数字传输系统的性能,包括误码率等指标。

二、实验原理数字传输系统是将数字信号通过信道传输的过程。

实验中,我们将模拟数字信号的产生、调制、传输和解调过程,以验证数字传输系统的基本原理。

1. 数字信号的产生:通过数字信号发生器产生数字序列,作为输入信号;2. 数字调制:将数字序列映射为模拟信号,以便在信道中传输;3. 传输:将模拟信号通过信道传输,信道可能引入噪声和干扰;4. 数字解调:将接收到的模拟信号恢复为数字序列;5. 性能评估:计算误码率等指标,评估数字传输系统的性能。

三、实验设备1. 数字信号发生器;2. 数字调制器;3. 信道模拟器;4. 数字解调器;5. 计算机及相应软件。

四、实验步骤1. 准备工作:设置实验参数,如采样频率、码元速率等;2. 数字信号产生:使用数字信号发生器产生数字序列;3. 数字调制:将数字序列映射为模拟信号,进行调制;4. 信道传输:通过信道模拟器模拟信道传输过程,引入噪声和干扰;5. 数字解调:对接收到的模拟信号进行解调,恢复数字序列;6. 性能评估:计算误码率等指标,评估数字传输系统性能。

五、实验结果与分析1. 数字信号产生:实验中产生的数字序列满足实验要求;2. 数字调制:调制后的模拟信号满足实验要求;3. 信道传输:信道模拟器引入的噪声和干扰符合实验预期;4. 数字解调:解调后的数字序列与原始数字序列基本一致;5. 性能评估:误码率等指标满足实验要求。

六、实验总结通过本次实验,我们掌握了数字传输系统的基本原理和组成,了解了数字调制和解调的基本方法,学会了数字信号在信道中传输的特性。

同时,我们评估了数字传输系统的性能,为实际应用提供了参考。

在实验过程中,我们发现以下几点:1. 采样频率的选择对数字信号产生和传输至关重要;2. 数字调制和解调方法的选择对误码率有较大影响;3. 信道模拟器的噪声和干扰设置对实验结果有较大影响。

数据通信实验报告

数据通信实验报告

实验报告实验名称实验地点小组成员行政班级实验1: 信号频率分量实验目的:1) 熟悉MatLab 环境2) 考察信号带宽(所含频率分量)对信号波形的影响实验任务:傅里叶级数指出,任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的无穷级数来表示。

对于常用于表示数字化数据的方波,相应的傅立叶级数的一种表示式可以写成实验步骤:1) 设f 为1KHz,分别取k 至3、7、15、31、63、255、1023,观察波形的变化情况。

说明信号带宽、信号的频率分量组成、信号边沿的陡峭程度、叠加波形与方波的近似程度这几者的关系。

结果:随着N的取值逐渐增大,信号波形与原信号波形相似度逐渐上升。

信号由基波,一次谐波,二次谐波,多次谐波组成。

当N的值较小时,信号波形的边缘较陡峭,随着N值逐渐增大,边缘陡峭降低,与原信号接近。

2) 去掉几个低次谐波,波形会发生什么变化?以k 从7 开始直到31(即去掉基波、三次谐波和五次谐波),绘制波形并进行解释。

结果:由于去掉了基波,和低次谐波,信号波形明显产生失真情况,如下图所示。

原因是信号的能量主要是有基波携带的,所以去掉之后,产生失真。

实验结果:1.实验程序k=input('k=');y=0;a=1;while(a<=k)y=y+(4/pi)*sin(2*pi*a*t)/a;a=a+2;endt=(0:0.01:10);plot(t,y);2.实验图像N=3N=7N=15N=31N=255N=1023去掉基波,低次谐波实验 2:PCM 与线性量化实验目的:1) 熟悉线性量化原理,由实验验证并分析量化引起的量化误差及其与量化级数的关系2) 熟悉和理解 PCM 编码一线性量化 PCM 系统,其输入信号区间为[-xmax,xmax]。

采用 N 个量化步级,每个子区间长度为Δ=2xmax/ N 。

若 N 足够大,则可以认为在每一个子区间内的输入信号服从平均分布(密度函数为常数),其产生的失真(量化噪声功率)可表示为 E2= Δ2/ 12。

(完整word版)数字通信实验报告

(完整word版)数字通信实验报告

武汉理工大学数字通信实验报告班级:信息154姓名:**学号:*************教师:**日期:2016.03.26实验一1、实验项目基于MATLAB的离散无记忆高斯信源的失真-率函数曲线仿真;2、实验目的(1)、理解信息率失真函数的定义与物理意义;(2)、分析离散信源在误码失真下的信息率失真函数表达式;(3)、提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力;(4)、使用相关软件进行曲线的绘制。

3、实验内容与理论依据实验内容:分析离散信源在误码失真下的信息率失真函数表达式,并绘制曲线图。

理论依据:信息率失真函数的定义研究在限定失真下为了恢复信源符号所必需的信息率,简称率失真理论。

信源发出的符号传到信宿后,一般不能完全保持原样,而会产生失真。

要避免这种失真几乎是不可能,而且也无必要,因为信宿不管是人还是机器,灵敏度总是有限的,不可能觉察无穷微小的失真。

倘若在处理信源符号时允许一定限度的失真,可减小所必需的信息率,有利于传输和存储。

率失真理论就是用以计算不同类型的信源在各种失真限度下所需的最小信息率。

因此,这一理论是现代所有信息处理问题的理论基础。

香农首先定义了信息率失真函数R(D),并论述了关于这个函数的基本定理。

定理指出:在允许一定失真度D的情况下,信源输出的信息传输率可压缩到R(D)值,这就从理论上给出了信息传输率与允许失真之间的关系,奠定了信息率失真理论的基础。

信息率失真理论是进行量化、数模转换、频带压缩和数据压缩的理论基础。

离散信源:信源是信息的来源,是产生消息、时间离散的消息序列以及时间连续的消息的来源。

信源输出的消息都是随机的,因此可以用概率来描述其统计特性。

信源在数学上可以用随机变量、随机序列和随机过程来表示。

信息是抽象的,信源则是具体的。

离散平稳无记忆信源输出的符号序列是平稳随机序列,并且符号之间是无关的,即是统计独立的。

同时,由于是平稳信源,每个随机变量的统计特性都相同。

现代通信技术实验报告

现代通信技术实验报告

一、实验目的1. 了解现代通信技术的基本原理和主要设备。

2. 掌握模拟通信和数字通信的基本概念及区别。

3. 通过实验,熟悉通信系统的基本组成和功能。

4. 培养实验操作能力和分析问题的能力。

二、实验原理现代通信技术主要包括模拟通信和数字通信两种。

模拟通信是指将信息以模拟信号的形式进行传输,而数字通信则是将信息以数字信号的形式进行传输。

本实验将重点探讨数字通信技术。

数字通信系统主要由信源、信道、信宿和编码解码器组成。

信源产生原始信息,编码解码器将信息进行数字编码和解码,信道用于传输信息,信宿接收并处理信息。

三、实验内容1. 模拟通信实验- 实验目的:了解模拟通信系统的基本组成和原理。

- 实验内容:观察模拟调制解调过程,分析调制解调器的工作原理。

2. 数字通信实验- 实验目的:了解数字通信系统的基本组成和原理,掌握数字调制解调技术。

- 实验内容:- 观察数字调制解调过程,分析调制解调器的工作原理。

- 对比模拟通信和数字通信系统的性能差异。

3. 误码率测试实验- 实验目的:了解误码率的概念,掌握误码率测试方法。

- 实验内容:- 通过实验,测试数字通信系统的误码率。

- 分析误码率产生的原因及解决办法。

四、实验步骤1. 模拟通信实验- 搭建模拟通信系统,包括信源、信道、信宿和调制解调器。

- 观察调制解调器的工作过程,分析其工作原理。

- 对比模拟通信和数字通信系统的性能差异。

2. 数字通信实验- 搭建数字通信系统,包括信源、信道、信宿和编码解码器。

- 观察编码解码器的工作过程,分析其工作原理。

- 对比模拟通信和数字通信系统的性能差异。

3. 误码率测试实验- 搭建数字通信系统,并设置不同的误码率。

- 通过实验,测试不同误码率下的通信效果。

- 分析误码率产生的原因及解决办法。

五、实验结果与分析1. 模拟通信实验- 观察到模拟调制解调过程,分析出调制解调器的工作原理。

- 发现模拟通信系统的抗干扰能力较差,容易受到信道噪声的影响。

数字通信实验报告(DOC)

数字通信实验报告(DOC)

Digital Communication Project姓名:***学号:************在PSK调制时,载波的相位随调制信号状态不同而改变。

如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,此时它们就处于“同相”状态;如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为“反相”。

把信号振荡一次(一周)作为360度。

如果一个波比另一个波相差半个周期,两个波的相位差180度,也就是反相。

当传输数字信号时,“1”码控制发0度相位,“0”码控制发180度相位。

PSK相移键控调制技术在数据传输中,尤其是在中速和中高速的数传机(2400bit/s~4800bit/s)中得到了广泛的应用。

相移键控有很好的抗干扰性,•在有衰落的信道中也能获得很好的效果。

主要讨论二相和四相调相,在实际应用中还有八相及十六相调相。

PSK也可分为二进制PSK(2PSK或BIT/SK)和多进制PSK(MPSK)。

在这种调制技术中,载波相位只有0和π两种取值,分别对应于调制信号的“0”和“1”。

传“1“信号时,发起始相位为π的载波;当传“0”信号时,发起始相位为0的载波。

由“0”和“1”表示的二进制调制信号通过电平转换后,变成由“–1”和“1”表示的双极性NRZ(不归零)信号,然后与载波相乘,即可形成2PSK信号,在MPSK中,最常用的是四相相移键控,即QPSK (QuadraturePhaseShiftKeying),在卫星信道中传送数字电视信号时采用的就是QPSK调制方式。

可以看成是由两个2PSK调制器构成的。

输入的串行二进制信息序列经串—并变换后分成两路速率减半的序列,由电平转换器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t),然后对载波Acos2πfct和Asin2πfct进行调制,相加后即可得到QPSK信号。

PSK信号也可以用矢量图表示,矢量图中通常以零度载波相位作为参考相位。

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Digital Communication Project姓名:王志卓学号:514104001502在PSK调制时,载波的相位随调制信号状态不同而改变。

如果两个频率相同的载波同时开始振荡,这两个频率同时达到正最大值,同时达到零值,同时达到负最大值,此时它们就处于―同相‖状态;如果一个达到正最大值时,另一个达到负最大值,则称为―反相‖。

把信号振荡一次(一周)作为360度。

如果一个波比另一个波相差半个周期,两个波的相位差180度,也就是反相。

当传输数字信号时,―1‖码控制发0度相位,―0‖码控制发180度相位。

PSK相移键控调制技术在数据传输中,尤其是在中速和中高速的数传机(2400bit/s~4800bit/s)中得到了广泛的应用。

相移键控有很好的抗干扰性,•在有衰落的信道中也能获得很好的效果。

主要讨论二相和四相调相,在实际应用中还有八相及十六相调相。

PSK也可分为二进制PSK(2PSK或BIT/SK)和多进制PSK(MPSK)。

在这种调制技术中,载波相位只有0和π两种取值,分别对应于调制信号的―0‖和―1‖。

传―1―信号时,发起始相位为π的载波;当传―0‖信号时,发起始相位为0的载波。

由―0‖和―1‖表示的二进制调制信号通过电平转换后,变成由―–1‖和―1‖表示的双极性NRZ(不归零)信号,然后与载波相乘,即可形成2PSK信号,在MPSK中,最常用的是四相相移键控,即QPSK (QuadraturePhaseShiftKeying),在卫星信道中传送数字电视信号时采用的就是QPSK调制方式。

可以看成是由两个2PSK调制器构成的。

输入的串行二进制信息序列经串—并变换后分成两路速率减半的序列,由电平转换器分别产生双极性二电平信号I(t)和Q(t),然后对载波Acos2πfct和Asin2πfct进行调制,相加后即可得到QPSK信号。

PSK信号也可以用矢量图表示,矢量图中通常以零度载波相位作为参考相位。

四相相移调制是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息,是四进制移相键控。

QPSK是在M=4时的调相技术,它规定了四种载波相位,分别为45°,135°,225°,315°。

调制器输入的数据是二进制数字序列,为了能和四进制的载波相位配合起来,则需要把二进制数据变换为四进制数据,这就是说需要把二进制数字序列中每两比特分成一组,共有四种组合,即00,01,10,11,其中每一组称为双比特码元。

每一个双比特码元是由两位二进制信息比特组成的,它们分别代表四进制四个符号中的一个符号。

QPSK中每次调制可传输2个信息比特,这些信息比特是通过载波的四种相位来传递的。

解调器根据星座图及接收到的载波信号的相位来判断发送端发送的信息比特。

与模拟通信系统相比,数字调制和解调同样是通过某种方式,将基带信号的频谱由一个频率位置搬移到另一个频率位置上去。

不同的是,数字调制的基带信号不是模拟信号而是数字信号。

在大多数情况下,数字调制是利用数字信号的离散值去键控载波。

对载波的幅度、频率或相位进行键控,便可获得ASK、FSK、PSK等。

这三种数字调制方式在抗干扰噪声能力和信号频谱利用率等方面,以相干PSK的性能最好,已在中、高速传输数据时得到广泛应用。

在同步解调的PSK系统中,由于收端载波恢复存在相位含糊的问题,即恢复的载波可能与未调载波同相,也可能反相,以至使解调后的信码出现―0‖、―1‖倒置,发送为―1‖码,解调后得到―0‖码;发送为―0‖码,解调后得到―1‖码。

这是不希望的,为了克服这种现象,人们提出了相对移相方式。

相对移相的调制规律是:每一个码元的载波相位不是以固定的未调载波相位作基准的,而是以相邻的前一个码元的载波相位来确定其相位的取值。

例如,当某一码元取―1‖时,它的载波相位与前一码元的载波同相;码元取―0‖时,它的载波相位与前一码元的载波反相。

相对移相可通过对信码进行变换和绝对移相来实现。

将信码经过差分编码变换成新的码组——相对码,再利用相对码对载波进行绝对移相,使输出的已调载波相位满足相对移相的相位关系。

在相移键控中,在波相位受数字基带信号的控制,如在二进制基带信号中为0时,载波相位为0,为1时载波相位为π,载波相位和基带信号有一一对应的关系。

2PSK信号用载波相位的变化来表征被传输信息的状态,通常规定0相位载波和π相位载波分别表示传“1”和传“0”。

设二进制单极性码为an ,其对应的双极性二进制码为bn,则2PSK信号的一般时域信号可以表示为:(3.1.1)式中=-1(当=0时,概率为P)=1(当=1时,概率为1-P)则时域信号可以变为(3.1.2)(3.1.3)由此可知2PSK信号是一种双边带信号,功率谱为:==+G+G(3.1.4)2PSK信号的带宽为=(3.1.5)式中为码元速率。

值得注意的是,2PSK码元序列的波形与载频和码元持续时间之间的关系有关。

当一个码元中包含有整数个载波周期时,在相邻码元的边界处波形是不连续的,或者说相位是不连续的。

当一个码元中包含的载波周期数比整数个周期多半个周期时,则相位连续。

当载波的初始相位差90度时,即余弦波改为正弦波时,结果类似。

以上说明,相邻码元的相位是否连续与相邻码元的初始相位是否相同不可混为一谈。

只有当一个码元中包含有整数个载波周期时,相邻码元边界处的相位跳变才是由调制引起的相位变化。

2PSK信号的产生方法主要有两种。

第一种叫相乘法,是用二进制基带不归零矩形脉冲信号与载波相乘,得到相位反相的两种码元。

第二种方法叫选择法,是用此基带信号控制一个开关电路,以选择输入信号,开关电路的输入信号是相位相差 的同频载波。

这两种方法的复杂程度差不多,并且都可以用数字信号处理器实现。

如图3-1四进制绝对相移键控(4PSK )直接利用载波的四种不同相位来表示数字信息。

4PSK 信号相位φn 矢量图如图3-6图3-6 4PSK 信号相位φn 矢量图由于每一种相位代表两个比特信息,因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。

两个二进制码元中的前一比特用a 来表示,后一比特用b 表示,则双比特ab 与载波相位的关系如下表3-1 双比特ab 与载波相位的关系表3-1双比特ab 与载波相位的关系01 270o2PSK 的调制框图四进制信号可等效为两个正交载波进行双边带调制所得信号之和。

这样,就把数字调相和线性调制联系起来,为四相波形的产生提供依据。

3.2.2 4PSK信号调制和解调(1)4PSK调制原理:4PSK的调制方法有正交调制方式(双路二相调制合成法或直接调相法)、相位选择法、插入脉冲法等。

这里我们采用正交调制方式。

4PSK的正交调制原理如图3-7图3-7 4PSK正交调制原理框图它可以看成是由两个载波正交的2PSK调制器构成的。

图中串/并变换器将输入的二进制序列分为速度减半的两个并行双极性序列a和b(a,b码元在事件上是对齐的),再分别进行极性变换,把极性码变为双极性码(0→-1,1→+1)然后分别调制到和t两个载波上,两路相乘器输出的信号是相互正交的抑制载波的双边带调制(DSB )信号,其相位与各路码元的极性有关,分别由a 和b 码元决定。

经相加电路后输出两路的合成波形,即是4PSK 信号。

图中两个乘法器,其中一个用于产生00与180o 两种相位状态,另一个用于产生90o 与270o 两种相位状态,相加后就可以得到45o ,135o ,225o ,和315o 四种相位状 (2)4PSK 解调原理4PSK 信号是两个载波正交的2PSK 信号的合成。

所以,可以仿照2PSK 相干检测法,用两个正交的相干载波分别检测两个分量 a 和b ,然后还原成二进制双比特串行数字信号。

此法称作极性比较法(相干解调加码反变换器方式或相干正交解调发)。

图3-8图3-8 4PSK 解调原理在不考虑噪声及传输畸变时,接收机输入的4PSK 信号码元可表示为=A(3.2.1)式中为45o,135o,225o,315o四个相位值。

带通滤波器输出的两路信号yA =yB=yi(3.2.2)两路相乘器输出分别为=A+(3.2.3)= A=-+(3.2.4)低通滤波器输出为(3.2.5)抽样判决器的判决准则如下表3-2:表3-2抽样判决器的判决准则判决器是按极性来判决的。

即正抽样值判为1,负抽样值判为0.两路抽样判决器输出a、b,经并/串变换器就可将并行数据恢复成串行数据。

程序代码:2PSK:clcclear alllen = 80000;for SNR = -5:20%%%%%%%%%%%%%基带调制信号形成%%%%%%%%%%%%ds0=randint(1,len);ds = 2*ds0-1; %映射ss = awgn(ds,SNR,'measured');%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调%%%%%%%%%%%%%ss_low1 = ss;% ss_low1 = ss1;% figure(2)% plot(ss_low1);z = zeros(1,length(ds0));for i = 1:length(z)if ss_low1(i) > 0z(i) = 1;elsez(i) = 0;endend% figure(2)% plot(z);pe1(SNR+6) = pecal(z,ds0)pe0(SNR+6) = 1/2*erfc(sqrt(10^(SNR/10)))endfigure(1)SNR = -5:20plot(SNR,pe1),hold on;text(SNR(8),pe1(8),'\leftarrow pe1','FontSize',10);plot(SNR,pe0);text(SNR(8),pe0(8),'\leftarrow pe0','FontSize',10);4PSK:clcclear alllen = 10000;for SNR = -8:17%%%%%%%%%%%%%基带调制信号形成%%%%%%%%%%%%ds0=randint(1,len);ds = 2*ds0-1; %映射%%%%%%%%%%%%%%%%%并串转换,延时%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%data_len1 = length(ds);%包含了2倍内插for i = 2:2:data_len1ds_Q(i/2) = ds(i);endfor i = 1:2:data_len1ds_I((i+1)/2) = ds(i);endI_out = awgn(ds_I,SNR,'measured');Q_out = awgn(ds_Q,SNR,'measured'); %%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调%%%%%%%%%%%%% ss_lowI = I_out;ss_lowQ = Q_out;for i = 1:length(ss_lowI)if ss_lowI(i) > 0ss_lowI(i) = 1;elsess_lowI(i) = 0;endendfor i = 1:length(ss_lowQ)if ss_lowQ(i) > 0ss_lowQ(i) = 1;elsess_lowQ(i) = 0;endend% figure(2)% plot(ss_lowI);k = 1;for i = 1:length(ss_lowI)ss_low1(k) = ss_lowI(i);ss_low1(k+1) = ss_lowQ(i);k = k+2;endz = ss_low1;pe1(SNR+9) = pecal(z,ds0)pe0(SNR+9) = erfc(sqrt(10^(SNR/10)))endfigure(1)SNR = -5:20plot(SNR,pe1),hold on;text(SNR(8),pe1(8),'\leftarrow pe1','FontSize',10);plot(SNR,pe0);text(SNR(8),pe0(8),'\leftarrow pe0','FontSize',10);2PSK和4PSK调制误码率通信中信道的信噪比设置越大信噪传输越理想,与理论上是相符合的。

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