通信原理实验-BPSK传输
bpsk实验报告
实验课名称通信原理实验实验内容 BPSK 传输系统实验成绩班级、专业姓名学号组别实验日期 2022 年 10 月 26 日实验时间 18:30—21：30 指导教师合作者1 、掌握BPSK 调制和解调的基本原理；2 、掌握BPSK 数据传输过程，熟悉典型电路；3 、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念；4 、掌握BPSK 眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量；5 、熟悉BPSK 调制载波包落的变化；6 、掌握BPSK 载波恢复特点与位定时恢复的基本方法；了解BPSK/DBPSK 在噪声下的基本性能。
1 、JH5001 通信原理综合实验系统2 、20MHz 双踪示波器3 、JH9001 型误码测试仪(或者GZ9001 型) 一台一台一台理论上二进制相移键控(BPSK)可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m (1、0 码)而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为 Eb，则传输的 BPSK 信号为：S(t) = 2Eb cos(2f +9 ) Tc c b其中( 009 =〈c 1800一个数据码流直接调制后的信号如图3.2.1 所示：m = 0 m = 1图 3.2.1 数据码流直接调制后的 BPSK 信号采用二进制码流直接载波信号进行调相， 信号占居带宽大。
上面这种调制方式在实际运用中会产生以下三方 面的问题：1 、 浪费珍贵的频带资源；2 、 会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，在挪移无线系统中, 要求在相邻信道内的带外幅射普通应比带内的信号功率谱要低 40dB 到 80dB ；3 、 如果该信号经过带宽受限信道会产生码间串扰(ISI )，影响本身通信信道的性能。
在实际通信系统中，通常采用 Nyquist 波形成形技术，它具有以下三方面的优点：1、 发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；2、 在接收端采用相同的滤波技术，对 BPSK 信号进行最佳接收；3、 获得无码间串扰的信号传输； 升余弦滤波器的传递函数为：1 冗 (2T 1| f |) - 1 +aRC |22a|l 00 共| f |共 (1 - a ) / 2TS(1 - a ) / 2T <| f |< (1 +a ) / 2TS S| f |> (1 +a ) / 2TS其中， α 是滚降因子，取值范围为 0 到 1。
通信原理实验一 BPSK传输实验
一、实验目的1、掌握BPSK调制和解调的基本原理2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念4、掌握BPSK眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量5、熟悉BPSK调制载波包络的变化6、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法7、了解BPSK/DBPSK在噪声下的基本性能二、实验仪器1、ZH7001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、ZH9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台4、频谱分析仪一台三、实验原理（一）BPSK调制理论上二进制相移键控（BPSK）是指：载波幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m（1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为Eb，则传输的BPSK信号为：采用二进制码流直接载波信号进行调相，信号占居带宽大。
上面这种调制方式在实际运用中会产生以下三方面的问题：1、浪费宝贵的频带资源；2、会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，在移动无线系统中, 要求在相邻信道内的带外辐射一般应比带内的信号功率谱要低40dB到80dB；3、如果该信号经过带宽受限信道会产生码间串扰（ISI），影响本身通信信道的性能。
在实际通信系统中，通常采用Nyquist波形成形技术，它具有以下三方面的优点：1、发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；2、在接收端采用相同的滤波技术，对BPSK信号进行最佳接收；3、获得无码间串扰的信号传输；在“通信原理综合实验系统”中，BPSK的调制工作过程如下：首先输入数据进行Nyquist滤波，滤波后的结果分别送入I、Q两路支路。
因为I、Q两路信号一样，载波本振频率是一样的，相位相差90度, 所以经调制合路之后仍为BPSK 方式。
采用直接数据（非归零码）调制与成形信号调制的信号如图4.2.3所示：图4.2.3 直接数据调制与成形信号调制的波形在接收端采用相干解调时，恢复出来的载波与发送载波在频率上是一样的，但相位存在两种关系：0,180。
实验三 BPSK传输系统实验资料
实验三BPSK传输系统实验四、实验内容测试前检查：首先通过菜单将通信原理综合实验系统调制方式设置成“BPSK传输系统”；用示波器测量TPMZ07测试点的信号，如果有脉冲波形，说明实验系统已正常工作；如果没有脉冲波形，则需按面板上的复位按钮重新对硬件进行初始化。
（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图观测（以m序列观测眼图）（1）通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打勾），此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。
以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号眼图（TPi03）的波形。
成型滤波器使用升余弦响应，ɑ=0.4。
判断信号观察的效果。
（2）（3）通过菜单选择激活“匹配滤波”方式（打勾），此时系统构成收发匹配滤波最佳接收机，重复上述实验步骤。
仔细观察和区别与上述两种方式下发送信号眼图（TPi03）的波形。
（4）注：当通过选择菜单激活“匹配滤波”方式时，表示系统按匹配滤波最佳接收机组成，即发射机端和接收机端采用同样的开根号升余弦响应滤波器。
当未激活“匹配滤波”方式时，系统为非匹配最佳接收机，整个滤波器滚降特性全部放在发射机端完成，但信道成型滤波器特性不变。
思考：怎样的系统才是最佳的？匹配滤波器最佳接收机性能如何从系统指标中反映出来？采用什么手段测量？结论：匹配滤波岩土更加清晰性能更佳2.I路和Q路调制信号的相平面（矢量图）信号观察（1）测量I支路（TPi03）和Q支路信号（TPi04）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，其相位矢量图应为0、π两种相位。
通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量；结合BPSK调制器原理分析测试结果。
（2）全0码和全1码（3）（4）0\1码（5）（6）特殊码（7）结论全一码和全0码只有一个码型所以李莎宇波形只有一个点0|1码特殊嘛序列存在0.1码交替所以存在0.pai两种相位。
（8）通过菜单选择“匹配滤波”方式设置，重复上述实验步骤。
bpsk 实验报告
bpsk 实验报告BPSK实验报告引言BPSK（Binary Phase Shift Keying）是一种常用的数字调制方式，它将二进制数据转换成相位的变化来进行传输。
在本次实验中，我们将研究BPSK调制的原理、性能以及在通信系统中的应用。
一、BPSK调制原理BPSK调制是一种相位调制方式，它将二进制数据转换成两个相位状态：0对应0°相位，1对应180°相位。
这种相位变化可以通过正弦波进行表示。
在发送端，二进制数据经过调制器转换成相应的相位信号，然后通过信道传输到接收端。
在接收端，接收到的信号经过解调器解调，得到原始的二进制数据。
二、实验步骤1. 准备工作：搭建BPSK调制与解调实验电路。
将信号源与调制器连接，调制器与解调器连接，解调器与示波器连接。
2. 生成二进制数据：通过信号源生成一串二进制数据，作为待调制的信号。
3. BPSK调制：将二进制数据输入到调制器中，调制器将其转换成相应的相位信号。
通过示波器观察调制后的信号波形。
4. 信号传输：将调制后的信号通过信道传输到接收端。
5. BPSK解调：接收端的解调器将接收到的信号解调，得到原始的二进制数据。
通过示波器观察解调后的信号波形。
6. 性能评估：比较解调后的二进制数据与原始数据，计算误码率（Bit Error Rate, BER），并分析BER与信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）之间的关系。
三、实验结果与分析通过实验，我们观察到了BPSK调制与解调的波形，得到了解调后的二进制数据。
根据实验结果，我们计算出了不同SNR下的误码率。
通过绘制误码率-SNR曲线，我们可以看到误码率随着SNR的增加而逐渐减小。
这是因为较高的信噪比可以提高信号的质量，减少误码率。
在实际通信系统中，BPSK调制广泛应用于低速率的数字通信系统，特别是在低信噪比环境下。
由于BPSK调制只有两个相位状态，相对于其他调制方式，它的复杂度较低，抗干扰性能较好。
通信报告BPSK传输系统实验
图 2 时域受限与频带受限传输特性 如果对基带传输不进行严格的设计，则会产生码间串扰，其产生过程如图 3 所示：
图 3 基带传输系统码间串扰产生示意图 在寻找对信号基带传输的设计过程中，人们总结了一系列的方法。其中 Nyquist 设计准 则为基带传输系统信号设计提供了一个方法。利用该准则一方面可以对信号的频谱进行限 制，另一方面又不会产生码间串扰。 升余弦信号设计是成功利用 Nyquist 准则设计的一个例子，其频谱特性如图 4。 升余弦滤波器的传递函数为：
输入码流 时钟 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
串 / 并 变 换
EPROM
样点锁存
4 倍时钟
计 Ａ０ 数 Ａ１ 器
图 5 BPSK 基带成形原理示意图 成形之后的基带信号经 D/A 变换之后，直接对载波进行调制。 对眼图性能判断主要依据图 6 中所示的主要测量指标。 在实验过程中请注意对不同的基 带传输性能进行测试。
图 6 眼图主的性能指标示意图
在通信原理实验箱中，基带传输的框图如图 7 所示。
TPM02 TPM03 矩形成型脉冲 数 据 选 择 差 分 编 码 数 据 选 择
同步数据 CVSD 测试数据
α=0.3的升余弦成形 α=0.4的升余弦成形 α=0.4的根升余弦成形
D/A
测试数据产生
数据选择 速率选择 KG02 KG03
基带选择 KG04
图 7 基带传输的框图
KG04 成形滤波选择
□ □
KG04 状态
□ □ □ □
升余弦滤波 α＝0.3
□ □ □ □
升余弦滤波 α＝0.4
□ □ □ □
开根号升余弦 α＝0.4
□ □ 滤波器性能
BPSK传输系统实验
-16-实验三 BPSK 传输系统实验一．实验目的1. 熟悉BPSK 调制和解调基本工作原理。
2. 掌握BPSK 数据传输过程，熟悉典型电路。
3. 了解数字基带波形时域形成的原理和方法。
4. 掌握BPSK 眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量。
5. 熟悉BPSK 调制载波包络的变化。
6. 掌握BPSK 载波恢复特点与位定时恢复的基本方法。
7. 了解BPSK 在噪声下的基本性能。
二．实验原理(一). BPSK 调制在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生二进制相移键控(BPSK)信号。
通常用已调信号载波的 0°和 180°分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0。
二进制相移键控信号的时域表达式为：e BPSK (t)=[∑n n ag(t-nT s )]cosωc t其中：a n 为双极性，且a n = 1 (发送概率为P)a n = -1 (发送概率为1-P)二进制相移键控信号的调制原理图如图3.1所示。
其中图(a)是采用模拟调制的方法产生BPSK 信号，图(b)是采用数字键控的方法产生BPSK信号。
图3.1 BPSK 信号的调制原理图采用二进制码流直接载波信号进行相位调制，信号占据带宽大，将浪费宝贵的频带-17-资源，并且，会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，当该信号经过带宽受限的信道将会产生码间串扰。
因此，通常采用Nyquist 波形成形技术。
其处理过程如图3.2所示。
图3.2 BPSK 基带成形原理示意图成形后的基带信号经D/A 变换后，直接对载波进行调制。
在本实验系统中，BPSK 调制方案如下：首先输入数据进行Nyquist 滤波，滤波后的结果分别送入I、Q 两支路。
因为I、Q 两支路信号一样，本振频率也一样，相位相差180°，所以经调制合路之后仍为BPSK 方式。
采用直接数据调制与成形信号调制的信号波形图如图3.3所示。
通信原理实验-BPSK传输
实验九 BPSK 传输系统一、 实验前的准备（1）预习帧成形及其传输电路的构成；预习自定义帧结构的帧同步系统电路的构成。
（2）熟悉实验指导书附录B 和附录C 中实验箱面板分布及测试孔位置，定义本实验相关模块的跳线状态。
（3）实验前重点掌握的内容： 了解软件无线电的基本概念；熟悉软件无线电BPSK 调制和解调原理； 明确波形成形的原理； 明确载波提取原理； 明确位定时提取原理。
二、 实验目的加深对PCM30/32系统帧结构、帧同步系统及其工作过程、系统话路、信令、帧同步和告警复用和分用过程的理解；三、 实验仪器（1）ZH5001A 通信原理综合实验系统一台（2）20MHz 双踪示波器一台四、 基本原理理论上二进制相移键控（BPSK ）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：)2cos(2)(c c bbf T E t S θπ+=其中⎩⎨⎧===118000m m c θ 一个数据码流直接调制后的信号如下图所示：在“通信原理综合实验系统”中，BPSK的调制工作过程如下：首先输入数据进行Nyquist滤波，滤波后的结果分别送入I、Q两路支路。
因为I、Q两路信号一样，本振频率是一样的，相位相差180度, 所以经调制合路之后仍为BPSK方式。
采用直接数据（非归零码）调制与成形信号调制的信号如下图所示：归零码载波直接调制成形调制Tb图3.2-6BPSK实验方框图BPSK调制原理框图如上BPSK解调原理框图如上五、实验内容（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图观测当通过选择菜单激活“匹配滤波”方式时，表示系统按匹配滤波最佳接收机组成，即发射机端和接收机端采用同样的开根号升余弦响应滤波器。
当未激活“匹配滤波”方式时，系统为非匹配最佳接收机，整个滤波器滚降特性全部放在发射机端完成，但信道成型滤波器特性不变。
通信原理实验BPSK传输系统实验报告-图文
通信原理实验BPSK传输系统实验报告-图文姓名：学号：班级：第周星期第大节实验名称： BPSK传输系统一、实验目的1.熟悉软件无线电BPSK调制和解调的原理。
2.掌握BPSK调制产生、传输和解调过程。
3.掌握BPSL正交调制解调的基本原理和实验方法。
4.了解数字基带波形时域形成的原理和方法。
5.掌握BPSK眼图的正确测试方法，能通过观察接收眼图判断信号传输的质量。
6.加深对BPSK调制，解调中现象的问题和理解。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验内容（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图测试(1)不匹配滤波，输入M序列?发送时钟(TPM01)，发送信号眼图(TPi03) 从示波器中可以看到眼图,因为M序列是随机信号。
2.同相I支路和正交Q支路调制信号相平面矢量图测试 ?I支路(TPi03)，Q支路(TPi04)，李沙育图形两路信号是相同的，所以李沙育图形是一条斜率为1的直线。
3.BPSK调制信号0/π相位反转点的测量?已调制信号输出（TPK03），调制参考载波（TPK07）从示波器中可以看到，归零点左边，已调制信号和调制参考载波同相；归零点右边，已调制信号和调制参考载波反相。
4.BPSK调制信号包络观察(1)0/1码作为调制输入数据 ?已调制信号输出（TPK03），调制信号（TPi03）0/1码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同 (2)特殊码作为调制输入数据 ?已调制信号输出（TPK03），调制信号（TPi03）特殊码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同（二）BPSK解调1.接收端解调器眼图信号观测 (1)建立中频通路,?发送时钟（TPM01），I支路（TPJ05）观察接收端眼图，眼皮较厚，质量没有发送端的好。
?发送时钟（TPM01），Q支路（TPJ06）Q支路没有信号2.解调器失锁时眼图信号的观测?发送时钟（TPM01），I支路（TPJ05）失锁时，I路信号看不清 ?发送时钟（TPM01），Q支路（TPJ06）失锁时，Q路信号看不清3.接收端同相I支路和正交Q支路解调信号的相平面波形测试 ?I支路（TPJ05），Q支路（TPJ06），李沙育图形左边输入是m序列，右边输入时特殊序列，Q支路没有信号，所以李沙育图形是一条横的直线，左右区别不大。
bpsk调制及解调原理实验报告
bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本实验旨在深入理解二进制相移键控（BPSK）调制及解调的原理，通过实际操作和观测，掌握 BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，分析其性能特点，并探讨相关参数对系统性能的影响。
二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控方式，它使用两个相位（通常为 0和π）来表示二进制数字信息。
在 BPSK 中，当输入的二进制数字为“0”时，调制后的载波相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，调制后的载波相位为π。
假设输入的二进制序列为｛an}，载波信号为cos(ωct)，则 BPSK 调制后的信号可以表示为：s(t) ＝an cos(ωct ＋φn)其中，当 an ＝ 0 时，φn ＝ 0；当 an ＝ 1 时，φn ＝π。
（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要一个与发送端同频同相的本地载波。
接收到的 BPSK 信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，再进行抽样判决，恢复出原始的二进制数字信息。
具体的解调过程如下：接收信号 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t) （其中 n(t) 为加性高斯白噪声）与本地载波cos(ωct) 相乘得到：r(t) cos(ωct) ＝an cos(ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)＝ 1/2 an 1 ＋cos(2ωct ＋φn) ＋n(t) cos(ωct)经过低通滤波器后，滤除2ωc 频率成分，得到：1/2 an ＋n(t) cos(ωct)对其进行抽样判决，若抽样值大于 0，则判决为“0”；若抽样值小于0，则判决为“1”。
三、实验内容与步骤（一）实验内容1、产生 BPSK 调制信号2、加入高斯白噪声3、进行相干解调4、分析不同信噪比下的误码率性能（二）实验步骤1、利用编程语言（如 MATLAB）生成随机的二进制数字序列作为输入信号。
4.BPSK传输系统实验报告
2、试结合“FSK传输系统实验”说明载波信号相位抖动和位定时信号相位抖动对信号的传输有何影响？
3、“抽样判决点”波形观测有何实际意义？
4、通过实验，请说明“眼图”是否能反映信号传输质量和信道传输性能？
5、BPSK解调方法与FSK解调方法有何异同？
6、实验报告在实验后一周内交到实验室，附页一律用16开纸书写，并以此单为封面，装订成册，每人应准备坐标方格纸，实验波形图一律在坐标方格纸上用绘图尺完成。
通信原理实验报告
信息学院班级第批第组姓名同组成员
实验名称
BPSK传输系统实验
实验设备
1)JH5001通信原理综合实验系统
2)20MHz双踪示波器
实验目的
1)验证“BPSK”ຫໍສະໝຸດ 制与解调的基本工作原理；2)掌握BPSK数据传输过程；
实验内容
(一)BPSK调制
1)I路和Q路调制信号的相平面失量图信号观测
2)BPSK调制信号0/π相位测量
3)BPSK调制信号包络观察
(二)BPSK解调
1)解调器眼图信号观察
2)解调失锁时眼图信号观察
3)接收端I路和Q路解调信号的相平面矢量图观察
4)解调器失锁时I路和Q路解调信号的相平面矢量图观察
5)判决反馈环解调器鉴相特性观察
6)解调器PLL环路鉴相器差拍电压和锁定过程观察
7)解调器抽样判决点信号观察
8)解调器失锁时抽样判决点信号观察
9)差分编码信号观察
10)解调数据观察
11)解调相干载波观察
12)解调相干载波相位模糊度观察
13)解调相干载波相位模糊度对解调数据的影响观察
14)解调器位定时恢复信号调整锁定过程观察
15）解调器位定时信号相位抖动观察
bpsk调制及解调原理实验报告
bpsk调制及解调原理实验报告BPSK 调制及解调原理实验报告一、实验目的本次实验旨在深入理解 BPSK（Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控）调制及解调的原理，通过实际操作和观察实验结果，掌握BPSK 信号的产生、传输和恢复过程，以及分析其性能和特点。
二、实验原理（一）BPSK 调制原理BPSK 是一种最简单的相移键控调制方式，它使用两个相位（通常为 0 和π）来表示二进制数字信息。
在 BPSK 中，当输入的二进制数字为“0”时，载波的相位为 0；当输入的二进制数字为“1”时，载波的相位为π。
假设输入的二进制序列为｛b_n}，载波信号为cos(2πf_ct)，则BPSK 调制后的信号 s(t) 可以表示为：s(t) ＝b_n cos(2πf_ct ＋φ_n)其中，φ_n ＝ 0 当 b_n ＝ 0，φ_n ＝π 当 b_n ＝ 1。
（二）BPSK 解调原理BPSK 的解调通常采用相干解调的方法。
相干解调需要在接收端产生一个与发送端载波同频同相的本地载波。
接收信号与本地载波相乘后，通过低通滤波器滤除高频分量，得到包含原始信息的基带信号。
假设接收信号为 r(t) ＝ s(t) ＋ n(t)，其中 n(t) 为加性高斯白噪声。
本地载波为cos(2πf_ct)，相乘后的信号为：r(t) cos(2πf_ct) ＝ s(t) ＋n(t) cos(2πf_ct)＝b_n cos(2πf_ct ＋φ_n) ＋n(t) cos(2πf_ct)＝ 1/2 b_n 1 ＋cos(2φ_n) ＋n(t) cos(2πf_ct)经过低通滤波器后，滤除高频分量，得到：y(t) ＝ 1/2 b_n 1 ＋cos(2φ_n)当φ_n ＝ 0 时，y(t) ＝ b_n；当φ_n ＝π 时，y(t) ＝ b_n。
通过判决电路，根据 y(t) 的正负来恢复出原始的二进制数字信息。
三、实验仪器和设备1、信号源产生模块2、 BPSK 调制模块3、信道传输模块（模拟加性高斯白噪声信道）4、 BPSK 解调模块5、示波器6、频谱分析仪四、实验步骤1、连接实验设备，按照实验原理图搭建实验系统。
通信原理 实验四BPSK
实验四BPSK(DBPSK)调制+汉明码系统测试一．实验目的1.加深信道调制解调器在通信系统中的地位及作用；2.熟悉信道误码对话音通信业务的影响；3.加深认识纠错编码在通信系统中的作用及性能。
二．实验器材1.JH5001通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器3.电话机二部三．实验内容1.准备工作(1).将通信原理综合实验系统上电话1 模块内发、收增益选择跳线开关K101、K102设置在N 位置（左端），电话2 模块内发、收增益选择跳线开关K201、K202 设置在N 位置（左端）；DTMF1 模块内增益选择跳线开关K301 设置在N 位置（左端），DTMF2 模块内增益选择跳线开关K401 设置在N 位置（左端）；ADPCM1模块内输入信号选择跳线开关K501 设置在N 位置（左端），发、收增益选择跳线开关K502、K503 设置在N 位置（1_2：左端），输入数据选择跳线开关K504设置在ADPCM2 位置（中间）；ADPCM2 模块内输入信号选择跳线开关K601设置在N 位置（左端），发、收增益选择跳线开关K602、K603 设置在N 位置（1_2：左端），输入数据选择跳线开关K604 设置在CH 位置（左端）；(2).DTMF1 模块内增益选择跳线开关K301 设置在N 位置（左端），DTMF2 模块内增益选择跳线开关K401 设置在N 位置（左端）；(3).将汉明编码模块工作方式选择开关SWC01 设置在和汉明编码器工作（H_EN），开关位置00010000；将汉明译码模块输入数据和时钟选择开关KW01、KW02设置在CH 位置（左边），汉明译码使能开关KW03 设置在工作ON 位置（左端）；将输入数据选择开关KC01 设置在DT_SYS(左端：同步数据输入)；(4).将解调器模块载波提取环路开关KL01 设置在1_2 位置（左端：闭环），输入信号选择开关KL02 设置在1_2 位置（左端），加入噪声；(5).将噪声模块输出电平选择开关SW01 设置最小噪声电平位置（10000001），此时信噪比较高；(6).用中频电缆连接K002 和JL02，建立中频自环；(7).将2 部电话机分别接入PHONE1 和PHONE2 插座；(8).加电后，用示波器测量测试点TPMZ07 有脉冲则系统运行正常；(9).通过菜单选择调制方式为“BPSK 传输系统”，调制器输入信号为“外部数据信号”工作方式设定“ADPCM 编码”方。
通信原理实验一 BPSK传输实验
一、实验目的1、掌握BPSK调制和解调的基本原理2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念4、掌握BPSK眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量5、熟悉BPSK调制载波包络的变化6、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法7、了解BPSK/DBPSK在噪声下的基本性能二、实验仪器1、ZH7001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、ZH9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台4、频谱分析仪一台三、实验原理（一）BPSK调制理论上二进制相移键控（BPSK）是指：载波幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m（1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为Eb，则传输的BPSK信号为：采用二进制码流直接载波信号进行调相，信号占居带宽大。
上面这种调制方式在实际运用中会产生以下三方面的问题：1、浪费宝贵的频带资源；2、会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，在移动无线系统中, 要求在相邻信道内的带外辐射一般应比带内的信号功率谱要低40dB到80dB；3、如果该信号经过带宽受限信道会产生码间串扰（ISI），影响本身通信信道的性能。
在实际通信系统中，通常采用Nyquist波形成形技术，它具有以下三方面的优点：1、发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；2、在接收端采用相同的滤波技术，对BPSK信号进行最佳接收；3、获得无码间串扰的信号传输；在“通信原理综合实验系统”中，BPSK的调制工作过程如下：首先输入数据进行Nyquist滤波，滤波后的结果分别送入I、Q两路支路。
因为I、Q两路信号一样，载波本振频率是一样的，相位相差90度, 所以经调制合路之后仍为BPSK方式。
采用直接数据（非归零码）调制与成形信号调制的信号如图4.2.3所示：图4.2.3 直接数据调制与成形信号调制的波形在接收端采用相干解调时，恢复出来的载波与发送载波在频率上是一样的，但相位存在两种关系：0,180。
通信原理实验报告BPSK传输系统实验
BPSK 传输系统实验一、实验原理(一)基带成型基带传输是频带传输的基础，也是频带传输的等效低通信号表示。
基带传输系统的框图如图1所示。
图1 基带传输系统的框图（二）BPSK 调制解调理论上二进制相移键控（BPSK ）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入数据m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：)2cos(2)(c c bb f T E t S θπ+=其中 ⎩⎨⎧===11800000m m c θ 升余弦滤波器的传递函数为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+>+<<-+-+-≤≤=S S S S S RC T f T f T f T T f f H 2/)1(||02/)1(||2/)1()21|)|2(cos(1[212/)1(||01)(αααααπα其中，α是滚降因子，取值范围为0到1。
一般α=0.25~1时，随着α的增加，相邻符号间隔内的时间旁瓣减小，这意味着增加α可以减小位定时抖动的敏感度，但增加了占用的带宽。
BPSK 的调制工作过程如下：首先输入数据进行Nyquist 滤波，滤波后的结果分别送入I 、Q 两路支路。
因为I 、Q 两路信号一样，本振频率是一样的，相位相差180度, 所以经调制合路之后仍为BPSK方式。
二、实验内容（一）基带成形1.α＝0.3升余弦滤波的眼图观察（1）以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号（TPi03）的波形。
技巧：按下示波器“显示”按钮，将“持续”设置为2秒。
注意不观测眼图时需将示波器“显示”菜单内“持续”设置回关闭。
测量过零率抖动与眼皮厚度（换算成百分数）。
实验现象及分析：上图中CH1黄色波形为TPM01发送时钟，CH2蓝色波形为TPi03眼图。
由图中红框中光标1光标2的时间差可以读出测量值为11.6us。
由上图可以读出T=32us。
理论上发送时钟是32kHz，因而T=1/32kHz=31.25us。
通信原理实验一BPSK传输实验
一、实验目的1、掌握BPSK调制和解调的基本原理2、掌握BPSK数据传输过程，熟悉典型电路3、了解数字基带波形时域形成的原理和方法，掌握滚降系数的概念4、掌握BPSK眼图观察的正确方法，能通过观察接收眼图判断信号的传输质量5、熟悉BPSK调制载波包络的变化6、掌握BPSK载波恢复特点与位定时恢复的基本方法7、了解BPSK/DBPSK在噪声下的基本性能二、实验仪器1、ZH7001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、ZH9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台4、频谱分析仪一台三、实验原理（一）BPSK调制理论上二进制相移键控（BPSK）是指：载波幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m（1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为Eb，则传输的BPSK信号为：采用二进制码流直接载波信号进行调相，信号占居带宽大。
上面这种调制方式在实际运用中会产生以下三方面的问题：1、浪费宝贵的频带资源；2、会产生邻道干扰，对系统的通信性能产生影响，在移动无线系统中, 要求在相邻信道内的带外辐射一般应比带内的信号功率谱要低40dB到80dB；3、如果该信号经过带宽受限信道会产生码间串扰（ISI），影响本身通信信道的性能。
在实际通信系统中，通常采用Nyquist波形成形技术，它具有以下三方面的优点：1、发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；2、在接收端采用相同的滤波技术，对BPSK信号进行最佳接收；3、获得无码间串扰的信号传输；在“通信原理综合实验系统”中，BPSK的调制工作过程如下：首先输入数据进行Nyquist滤波，滤波后的结果分别送入I、Q两路支路。
因为I、Q两路信号一样，载波本振频率是一样的，相位相差90度, 所以经调制合路之后仍为BPSK方式。
采用直接数据（非归零码）调制与成形信号调制的信号如图4.2.3所示：图4.2.3 直接数据调制与成形信号调制的波形在接收端采用相干解调时，恢复出来的载波与发送载波在频率上是一样的，但相位存在两种关系：0,180。
通信原理实验 BPSK传输系统 实验报告材料
：学号：班级：第周星期第大节实验名称：BPSK传输系统一、实验目的1.熟悉软件无线电BPSK调制和解调的原理。
2.掌握BPSK调制产生、传输和解调过程。
3.掌握BPSL正交调制解调的基本原理和实验方法。
4.了解数字基带波形时域形成的原理和方法。
5.掌握BPSK眼图的正确测试方法，能通过观察接收眼图判断信号传输的质量。
6.加深对BPSK调制，解调中现象的问题和理解。
二、实验仪器1.ZH5001A通信原理综合实验系统2.20MHz双踪示波器三、实验容（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图测试(1)不匹配滤波，输入M序列从示波器中可以看到眼图,因为M序列是随机信号。
2.同相I支路和正交Q支路调制信号相平面矢量图测试两路信号是相同的，所以沙育图形是一条斜率为1的直线。
3.BPSK调制信号0/π相位反转点的测量从示波器中可以看到，归零点左边，已调制信号和调制参考载波同相；归4.BPSK调制信号包络观察(1)0/1码作为调制输入数据0/1码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同(2)特殊码作为调制输入数据特殊码作为调制输入数据，已调制信号包络和调制信号包络相同（二）BPSK解调1.接收端解调器眼图信号观测(1)建立中频通路,观察接收端眼图，眼皮较厚，质量没有发送端的好。
Q支路没有信号2.解调器失锁时眼图信号的观测失锁时，I路信号看不清失锁时，Q路信号看不清3.接收端同相I支路和正交Q支路解调信号的相平面波形测试左边输入是m序列，右边输入时特殊序列，Q支路没有信号，所以沙育4.解调器失锁时同相I支路和正交Q支路解调信号相平面波形测试两路信号是随机的，沙育图形是个混乱的圆型。
5.解调器判决前抽样点信号的观察虽然有噪声，但是可以判断出来0码和1码。
6.解调器失锁时判决前抽样点信号的观察失锁时无法判断出0码和1码，示波器中并不能区别出两个电平。
7.差分编码信号的测试示波器上面是bk-1=[1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0]8.解调数据观察(1)采用差分编码接收数据有延时，但是和发送端同相(2)不断按确认键接收数据有延时，按确定键以后每次锁定后和发送端都是同相的，说明差9.解调器相干载波观测(1)输入为特殊序列码相干载波与调制载波频率相同，相位有很小的误差。
实验二-BPSK、BDPSK传输系统实验(新)
实验二 BPSK/BDPSK 数字传输系统综合实验一、 实验原理（一）BPSK 调制理论上二进制相移键控（BPSK ）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：)2cos(2)(c c bb f T E t S θπ+=其中 ⎩⎨⎧===11800000m m c θ （二）BPSK 解调接收的BPSK 信号可以表示成：)2cos(2)()(θπ+=c bb f T E t a t R 为了对接收信号中的数据进行正确的解调，这要求在接收机端知道载波的相位和频率信息，同时还要在正确时间点对信号进行判决。
这就是我们常说的载波恢复与位定时恢复。
１、载波恢复对二相调相信号中的载波恢复有很多的方法，最常用的有平方环法、判决反馈环。
在BPSK 解调器中，载波恢复的指标主要有：同步建立时间、保持时间、稳态相差、相位抖动等。
本地恢复载波信号的稳态相位误差对解调性能存在影响，对于BPSK 接收信号为：)2cos(2)()(θπ+=c bb f T E t a t R 而恢复的相干载波为)2cos(∆++θπc f ，经相乘器、低通滤波后输出的信号为：∆=cos 212)()('b b T E t a t a 若提取的相干载波与输入载波没有相位差，即Δ=0，则解调输出的信号为212)()('b b T E t a t a =；若存在相差Δ，则输出信号下降cos 2Δ倍，即输出信噪比下降cos 2Δ，其将影响信道的误码率性能，使误码增加。
对BPSK 而言，在存在载波恢复稳态相差时信道误码率为：]cos [210∆=N E erfc P b e 为了提高BPSK 的解调性能，一般尽可能地减小稳态相差，在实际中一般要求其小于50。
改善这方面的性能一般可通过提高路环路的开环增益、减少环路时延。
当然在提高环路增益的同时，对环路的带宽可能产生影响。
通信原理实验报告-BPSK传输系统
(3)Disconnect if connection circuit
Originating carrier modulation（TPK07），Coherent carrier receiver extract（TPLZ07）
An oscilloscope isbk-1=[1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0]
Belowak=[1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0]
In accordance withak = bk⊕bk-1
8.The demodulated data observation
(1)Using differential encoding
Coherent carrier and modulation of the same carrier frequency, phase error is very small.
(2)The loop is out of lock
Originating carrier modulation（TPK07），Coherent carrier receiver extract（TPLZ07）
12.Demodulator positioning signal recovery observed with non locking state of thelock
Transmitter clock（TPM01），Receiving the extracted clock（TPMZ07）
The first receiving data and sending data instead, second times to send dataand receive data the same. The phase ambiguity may receive data arereversed.
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实验九 BPSK 传输系统一、 实验前的准备（1）预习帧成形及其传输电路的构成；预习自定义帧结构的帧同步系统电路的构成。
（2）熟悉实验指导书附录B 和附录C 中实验箱面板分布及测试孔位置，定义本实验相关模块的跳线状态。
（3）实验前重点掌握的内容： 了解软件无线电的基本概念；熟悉软件无线电BPSK 调制和解调原理； 明确波形成形的原理； 明确载波提取原理； 明确位定时提取原理。
二、 实验目的加深对PCM30/32系统帧结构、帧同步系统及其工作过程、系统话路、信令、帧同步和告警复用和分用过程的理解；三、 实验仪器（1）ZH5001A 通信原理综合实验系统一台（2）20MHz 双踪示波器一台四、 基本原理理论上二进制相移键控（BPSK ）可以用幅度恒定，而其载波相位随着输入信号m （1、0码）而改变，通常这两个相位相差180°。
如果每比特能量为E b ，则传输的BPSK 信号为：)2cos(2)(c c bbf T E t S θπ+=其中⎩⎨⎧===1180000m m c θ一个数据码流直接调制后的信号如下图所示：在“通信原理综合实验系统”中，BPSK的调制工作过程如下：首先输入数据进行Nyquist滤波，滤波后的结果分别送入I、Q两路支路。
因为I、Q两路信号一样，本振频率是一样的，相位相差180度, 所以经调制合路之后仍为BPSK方式。
采用直接数据（非归零码）调制与成形信号调制的信号如下图所示：Tb归零码载波直接调制成形调制图3.2-6BPSK实验方框图BPSK调制原理框图如上BPSK解调原理框图如上五、实验内容（一）BPSK调制1.BPSK调制基带信号眼图观测当通过选择菜单激活“匹配滤波”方式时，表示系统按匹配滤波最佳接收机组成，即发射机端和接收机端采用同样的开根号升余弦响应滤波器。
当未激活“匹配滤波”方式时，系统为非匹配最佳接收机，整个滤波器滚降特性全部放在发射机端完成，但信道成型滤波器特性不变。
（1）通过菜单选择不激活“匹配滤波”方式（未打勾），此时基带信号频谱成形滤波器全部放在发送端。
以发送时钟（TPM01）作同步，观测发送信号眼图（TPi03）的波形。
成型滤波器使用升余弦响应，ɑ=0.4。
判断信号观察的效果。
2.I路和Q路调制信号的相平面（矢量图）信号观察测量I支路（TPi03）和Q支路信号（TPi04）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPi03和TPi04的合成矢量图，通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量。
输入为m序列，特数码序列，0/1码时李沙育图如下输入为全0码或全1码时李沙育图如下由图可知BPSK两路信号相同3.BPSK调制信号0/π相位测量选择输入调制数据为0／1码。
用示波器的一路观察调制输出波形（TPK03），并选用该信号作为示波器的同步信号；示波器的一路连接到调制参考载波上（TPK06/或TPK07），以此信号作为观测的参考信号。
仔细调整示波器同步，观察和验证调制载波在数据变化点发生相位0/π翻转。
4.BPSK调制信号包络观察BPSK调制为非恒包络调制，调制载波信号包络具有明显的过零点。
通过本测量让学生熟悉BPSK调制信号的包落特征。
测量前将模拟锁相环模块内的跳线开关KP02设置在TEST位置（右端）。
（1）选择0/1码调制输入数据，观测调制载波输出测试点TPK03的信号波形。
调整示波器同步，注意观测调制载波的包落变化与基带信号（TPi03）的相互关系。
画下测量波形。
从此图也可以看出调制信号就是已调信号的包络波形（2）用特殊码序列重复上一步实验，并从载波的包络上判断特列码序列。
画下测量波形。
由于包络的过零点只有在0变1或1变0时才会有，所以可能的序列为：1101010。
也可能为：0010101（二）BPSK解调1.接收端解调器眼图信号观测（1）首先用中频电缆连结KO02和JL02，建立中频自环（自发自收）。
测量解调器I支路眼图信号测试点TPJ05（在A/D模块内）波形，观测时用发时钟TPM01作同步。
将接收端与发射端眼图信号TPi03进行比较，观测接收眼图信号有何变化。
显然出现噪声（2）观测正交Q支路眼图信号测试点TPJ06（在A/D模块内）波形，比较与TPJ05测试波形有什么不同？根据电路原理图，分析解释其原因。
2.解调器失锁时的眼图信号观测将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（开环），使环路失锁。
观测失锁时的解调器眼图信号TPJ05，熟悉BPSK调制器失锁时的眼图信号（未张开）。
观测失锁时正交支路解调器眼图信号TPJ06波形。
3.接收端I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形观察测量I支路（TPJ05）和Q支路信号（TPJ06）李沙育（x-y）波形时，应将示波器设置在（x-y）方式，可从相平面上观察TPJ05和TPJ06的合成矢量图。
在解调器锁定时，其相位矢量图应为0、π两种相位。
通过菜单选择在不同的输入码型下进行测量，并说明其差异波形都如上图所示，因噪声原来的线段平移成了矩阵4.解调器失锁时I路和Q路解调信号的相平面（矢量图）波形观察将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（右端），使环路失锁。
观测接收端失锁时I路和Q路的合成矢量图。
掌握解调器时I路和Q 路解调信号的相平面（矢量图）波形的变化，分析测量结果。
失锁后幅值不确定故形成圆形5.解调器抽样判决点信号观察选择输入测试数据为m序列，用示波器观察测试模块内抽样判决点（TPN04）的工作波形（示波器时基设定在2～5ms）。
此时虽然有噪音但仍可以分辨出0码1码6.解调器失锁时抽样判决点信号观察将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置，使环路失锁。
用示波器观察测试模块内抽样判决点TPN04信号波形，观测时示波器时基设定在2～5ms。
熟悉解调器失锁时的抽样判决点信号波形。
失锁后无法判断0码1码7.差分编码信号观测通信原理实验箱仅对“外部数据输入”方式输入数据提供差分编码功能。
外部数据可以来自误码仪产生或汉明编码模块产生的m序列输出数据。
当使用汉明编码模块产生的m序列输出数据时，将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中的H_EN和ADPCM开关去除，将输入信号跳线开关KC01设置在m 序列输出口DT_M上（右端）；将汉明译码模块中汉明译码使能开关KW03设置在OFF状态（右端），输入信号和时钟开关KW01、KW02设置在来自信道CH位置（左端）。
通过菜单选择发送数据为“外部数据输入”方式。
将汉明编码模块中的信号工作跳线器开关SWC01中M_SEL2跳线器插入，产生7位周期m序列。
用示波器同时观察DSP+FPGA模块内发送数据信号TPM02和差分编码输出数据TPM03，分析两信号间的编码关系。
记录测量结果。
发送信号为11001011，对应拆分编码应为0101110，符合差分编码的规则8.解调数据观察（1）在上述设置跳线开关基础上，用示波器同时观察DSP+FPGA模块内接收数据信号TPM04和发送数据信号TPM02，比较两数据信号进行是否相同一致。
测量发送与接收数据信号的传输延时，记录测量结果。
发送信号与接收信号一致但有一个码元周期的时延（2）在“外部数据输入”方式下，重复按选择菜单的确认按键，让解调器重新锁定（存在相位模糊度，会使解调数据反向），观测解调器差分译码电路是否正确译码。
发送接收波形发生变化，但仍满足译码关系。
说明BPSK可以解决相位模糊。
9.解调器相干载波观测首先建立中频自环，通过菜单选择输入测试数据为“特殊码序列”或“m序列”。
（1）用双踪示波器同时测量发端调制载波（TPK07）和收端恢复相干载波（TPLZ07），并以TPK07作为示波器的同步信号。
在环路正常锁定时，观测收发载波信号的相关关系。
（2）将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在2_3位置（开环），使环路失锁。
重复上述测量步骤，观测在解调器失锁时收发载波信号的相关关系。
失锁后无法提取相干载波（3）将解调器相干载波锁相环（PLL）环路跳线开关KL01设置在1_2位置（闭环），让解调器锁定（如无法锁定，可按选择菜单上的确认键，让解调器重新同步锁定）。
断开中频连接电缆，观测在无输入信号情况下，解调器载波是否与发端同步。
记录测量结果。
断开电缆同样无法提取相干载波10.解调器相干载波相位模糊度观测首先建立中频自环，通过菜单选择输入测试数据为“特殊码序列”或“m序列”。
用双踪示波器同时测量发端调制载波（TPK07）和收端恢复相干载波（TPLZ07），并以TPK07作为示波器的同步信号。
反复的断开和接回中频自环电缆，观测两载波失步后再同步时之间的相位关系。
通过反复插拔中频电缆，可以看出发端载波和提取的载波存在两种关系，同相和反相，这是由于相位模糊引起的。
11.解调器相干载波相位模糊度对解调数据的影响观测首先建立中频自环，通过菜单选择发送数据为“特殊码序列”方式。
用双踪示波器同时比较接收数据信号眼图（TPJ05）和发送数据信号眼图（TPi03），并以TPi03作为示波器的同步信号。
不断的断开和接回中频自环电缆，观测收发眼图信号。
（在“特殊码序列”方式下，重复按选择菜单的确认按键，让解调器重新锁定。
）分析接收时眼图信号的电平极性发生反转的原因。
产生相位模糊所以极性发生反转12.解调器位定时恢复信号调整锁定过程观察TPMZ07为DSP调整之后的最佳抽样时刻，它与TPM01（发端时钟）具有明确的相位关系。
（1）通过菜单选择输入测试数据为m序列，用示波器同时观察TPM01（观察时以它作同步）、TPMZ07（收端最佳判决时刻）之间的相位关系。
（2）不断按确认键（此时仅对DSP位定时环路初始化），观察TPMZ07的调整过程。
（3）断开S002接收中频接头，在没有接收信号的情况下重复该步实验，并解释原因。
相位随机，因为无法提取定时分量六、实验结论分析1、BPSK解调时因为噪声的存在会使沿途眼皮变厚2、相位模糊会造成接受波形极性相反。
3、差分编码可解决载波相位模糊问题七、思考题1、该实验用到通信系统原理实验箱中哪些模块？各模块的功能是什么？答：测试模块：测抽样点信号D/A模块：调制电路数模转换调制模块：用于BPSK的调试解调模块：用于BPSK的解调汉编汉译模块：产生差分编码DSP+FPGA模块：BPSK调制和解调A/D模块：解调电路模数转换2、如何测试眼图？通过观察眼图如何反应信号质量？答：输入信号选择随机数字信号，用示波器的同步输入通道连接到码元的时钟，用示波器的另一通道接在系统接收滤波器的输出端，调整示波器的水平扫描周期使其与接收码元同步。
这样就可以测得眼图信号。