通信原理实验报告-实验十_载波同步提取实验_实验十一_位同步提取实验_实验十二_帧同步提取实验
中南大学通信原理实验报告(截图完整)
中南大学《通信原理》实验报告学生姓名指导教师学院专业班级完成时间数字基带信号1、实验名称数字基带信号2、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。
3、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。
4、基本原理（简写）本实验使用数字信源模块和HDB3编译码模块。
1、数字信源本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。
本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。
帧长为24位，其中首位无定义，第2位到第8位是帧同步码（7位巴克码1110010），另外16位为2路数据信号，每路8位。
此NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。
发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。
本模块有以下测试点及输入输出点：• CLK 晶振信号测试点• BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点（2个）• FS 信源帧同步信号输出点/测试点• NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个）图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下：•晶振CRY：晶体；U1：反相器7404•分频器U2：计数器74161；U3：计数器74193；U4：计数器40160 •并行码产生器K1、K2、K3：8位手动开关，从左到右依次与帧同步码、数据1、数据2相对应；发光二极管：左起分别与一帧中的24位代码相对应•八选一U5、U6、U7：8位数据选择器4512•三选一U8：8位数据选择器4512•倒相器U20：非门74HC04•抽样U9：D触发器74HC742. HDB3编译码原理框图如图1-6所示。
同步载波实验报告
一、实验目的1. 理解同步载波在通信系统中的作用和重要性。
2. 掌握同步载波同步原理和实现方法。
3. 通过实验验证同步载波同步方法的有效性和可行性。
二、实验原理1. 同步载波的定义：同步载波是指接收端与发射端的载波相位保持一致，从而实现信号的正确接收和解调。
2. 同步载波同步原理：同步载波同步是通过调整接收端载波与发射端载波的相位差，使两者保持一致，从而实现信号的正确接收。
3. 同步载波同步方法：主要有插入导频法、相位锁定环法、频率锁定环法等。
三、实验设备与仪器1. 发射端：正弦波发生器、调制器、放大器、天线；2. 接收端：低通滤波器、解调器、示波器、频谱分析仪；3. 实验平台：通信实验箱、计算机。
四、实验步骤1. 设置发射端参数：正弦波发生器输出载波信号，频率为10MHz，幅度为1V。
2. 设置接收端参数：低通滤波器截止频率为10MHz，解调器为相干解调器。
3. 插入导频法同步载波实验：（1）将正弦波发生器输出信号作为导频信号，通过放大器放大后，与发射端载波信号叠加，形成导频信号。
（2）将导频信号传输到接收端，经过低通滤波器、解调器后，得到同步载波信号。
（3）使用示波器观察接收端同步载波信号的波形，并与发射端载波信号进行比较，验证同步效果。
4. 相位锁定环法同步载波实验：（1）将发射端载波信号作为相位参考信号，通过解调器解调后，得到相位信号。
（2）将相位信号与接收端载波信号进行比较，通过相位锁定环调整接收端载波相位，使其与发射端载波相位保持一致。
（3）使用示波器观察接收端同步载波信号的波形，并与发射端载波信号进行比较，验证同步效果。
5. 频率锁定环法同步载波实验：（1）将发射端载波信号作为频率参考信号，通过解调器解调后，得到频率信号。
（2）将频率信号与接收端载波信号进行比较，通过频率锁定环调整接收端载波频率，使其与发射端载波频率保持一致。
（3）使用示波器观察接收端同步载波信号的波形，并与发射端载波信号进行比较，验证同步效果。
载波同步实验报告
一、实习目的通过对专业基础课与专业理论课的学习后，以及同学们都具备了一些有关模拟电路及数字电路分析、设计、调试能力。
本次实习主要是针对整个通信系统而言的。
1.掌握通信系统的整体概念及组成模块。
2.理解每个模块的原理及实现的功能。
3.根据自己所完成的模块载波同步模块：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、实习要求在本实习我主要负责完成载波同步单元，该单元采用平方环从2DPSK信号中提取相干载波。
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、实习内容（1）实习题目: 数字通信系统---载波同步（2）原理介绍:通信是通过某种媒体进行的信息传递。
在古代，人们通过驿站、飞鸽传书、烽火报警等方式进行信息传递。
到了今天，随着科学水平的飞速发展，相继出现了无线电，固定电话，移动电话，互联网甚至可视电话等各种通信方式。
通信技术拉近了人与人之间的距离，提高了经济的效率，深刻的改变了人类的生活方式和社会面貌。
:通信系统的一般模型如下在本次实验中, 通过动手焊接部分模块最后通过联试来完成整个通信系统的过程.主要目的是让大家更深刻的理解通信系统的整体概念及基本理论。
1.整个系统试验框图如下：TX-3 ͨÐÅÔÀí½ÌѧʳÑéϳͱ °¼¾ÖʾÒâͼ通信系统中常用平方环或同相正交环（科斯塔斯环）从2DPSK信号中提取相干载波。
通信原理设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解通信原理的基本概念和原理。
2. 掌握通信系统中的信号传输、调制解调、信道编码和解码等基本技术。
3. 通过实验验证通信原理在实际系统中的应用，提高实际操作能力。
二、实验内容1. 信号传输实验（1）实验目的：验证信号传输过程中的基本特性，如幅度调制、频率调制、相位调制等。
（2）实验原理：通过改变输入信号的幅度、频率和相位，观察输出信号的相应变化，分析调制和解调过程。
（3）实验步骤：① 设计信号传输系统，包括调制器、传输信道和解调器；② 选择合适的调制方式，如AM、FM、PM等；③ 通过实验验证调制和解调过程，分析输出信号的特性；④ 分析实验结果，总结调制和解调过程中的关键因素。
2. 调制解调实验（1）实验目的：研究调制解调技术在通信系统中的应用，掌握调制解调的基本原理和方法。
（2）实验原理：通过实验验证调制解调过程，分析调制解调器的性能指标，如调制指数、解调误差等。
（3）实验步骤：① 设计调制解调系统，包括调制器、解调器和信道；② 选择合适的调制方式和解调方式，如AM、FM、PM、PSK、QAM等；③ 通过实验验证调制解调过程，分析调制解调器的性能指标；④ 分析实验结果，总结调制解调过程中的关键因素。
3. 信道编码和解码实验（1）实验目的：研究信道编码和解码技术在通信系统中的应用，掌握信道编码和解码的基本原理和方法。
（2）实验原理：通过实验验证信道编码和解码过程，分析编码和解码的性能指标，如误码率、信噪比等。
（3）实验步骤：① 设计信道编码和解码系统，包括编码器、信道和解码器；② 选择合适的信道编码方式，如BCH码、RS码等；③ 通过实验验证信道编码和解码过程，分析编码和解码的性能指标；④ 分析实验结果，总结信道编码和解码过程中的关键因素。
4. 通信系统综合实验（1）实验目的：综合运用通信原理中的各种技术，设计一个简单的通信系统，并验证其性能。
（2）实验原理：将上述实验中的技术综合应用于通信系统，验证系统的整体性能。
《通信原理实验报告》实验报告
《通信原理实验报告》内容：实验一、五、六、七实验一数字基带信号与AMI/HDB3编译码一、实验目的1、掌握单极性码、双击行码、归零码、非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同步时分复用信号的帧结构特点。
二、实验内容及步骤1、用开关K1产生代码X1110010，K2，K3产生任意信息代码，观察NRZ码的特点为不归零型且为原码的表示形式。
2、将K1，K2，K3置于011100100000110000100000态，观察对应的AMI码和HDB3码为：HDB3：0-11-1001-100-101-11001-1000-10AMI ：01-1100-1000001-100001000003、当K4先置左方AMI端，CH2依次接AMI/HDB3模拟的DET，BPF，BS—R和NRZ，观察它们的信号波形分别为：BPF为方波，占空比为50%，BS—R为三角波，NRZ为不归零波形。
DET是占空比等于0.5的单极性归零信号。
三、实验思考题1、集中插入帧同步码同步时分复用信号的帧结构有何特点？答：集中插入法是将标志码组开始位置的群同步码插入于一个码组的前面。
接收端一旦检测到这个特定的群同步码组就马上知道了这组信息码元的“头”。
所以这种方法适用于要求快速建立同步的地方，或间断传输信息并且每次传输时间很短的场合。
检测到此特定码组时可以利用锁相环保持一定的时间的同步。
为了长时间地保持同步，则需要周期性的将这个特定的码组插入于每组信息码元之前。
2、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？（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？答：1）不归零码特点：脉冲宽度τ等于码元宽度Ts归零码特点：τ＜Ts2）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。
2023年通信原理实验报告
2023年通信原理实验报告2023年通信原理实验报告1一、实验目的1、掌握用数字环提取位同步信号的原理及对信息代码的要求。
2、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
二、实验内容1、观察数字环的失锁状态和锁定状态。
2、观察数字环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的'关系。
3、观察数字环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
三、实验器材1、移动通信原理实验箱2、20M双踪示波器一台一台四、实验步骤1、安装好发射天线和接收天线。
2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401和POWER402，对应的发光二极管LED301、LED302、LED401和LED402发光，CDMA系统的发射机和接收机均开始工作。
3、发射机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“扩频”均拨下，“编码”拨上，接收机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“跟踪”均拨下，“调制信号输入”和“解码”拨上。
此时系统的信码速率为1Kbit/s，扩频码速率为100Kbit/s。
将“第一路”连接，“第二路”断开，这时发射机发射的是第一路信号。
将拨码开关“GOLD3置位”拨为与“GOLD1置位”一致。
4、根据实验四中步骤8～11的方法，调节“捕获”和“跟踪”旋钮，使接收机与发送机GOLD码完全一致。
5、根据实验五中步骤6～7的方法，调节“频率调节”旋钮，恢复出相干载波。
6、用示波器双踪同时观察“整形前”和“整形电平”，并将双通道置于直流耦合，零电平、电压设为一致。
调节“整形”旋钮，使整形电平置于“整形前”波形上部凸出部分。
用示波器观察“整形后”的波形，并与“整形前”比较，如完全相同，则整形电平调节正确。
7、用示波器观察接收机“BS”信号，该点即为接收机恢复出的位同步信号，将其与发射机的“S1-BS”进行比较。
8、改变系统的信码速率，按“发射机复位”和“接收机复位”键，通过与发射机的“S1-BS”对比观察“BS”信号的变化。
通信原理实验报告-实验十_载波同步提取实验_实验十一_位同步提取实验_实验十二_帧同步提取实验
图 10-1 128K 同步正弦波
图 10-2 PSK 调制信号（CH1 是 32 kb/s PN 基带信 号，CH2 是 PSK 调制信号）
5、观察提取过程。 观察并记录“PN” （信号源）与“TH5” （PSK 调制信号和 π/2 相载波相乘滤波后的波形） 的波形。 用示波器 CH1 接信号源“PN” ，CH2 接 模块 7“TH5” 。调节电位器 W1，使“TH5” 点输出清楚稳定的波形。如果示波器两路信 号反向，按复位开关 S1 使其同相。
原
创
分析 2：COSTAS 环提取“0”相载波的实现过程。
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实验十一 位同步提取实验
一、 实验目的
1、掌握用滤波法提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。 2、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
二、实验内容
1、观察滤波法提取位同步信号各观测点波形。
三、实验器材
目的端口
模块 3：PSK-NRZ 模块 3：PSK 载波 模块 7：PSKIN
创
器输出信号的相位， 最后使稳定相位误差减小到很小的数值。 这样压控振荡器的输出就是所
连线说明
S4 拨为“1010” ，PN 是 32K 伪随机码 提供 PSK 调制载波，幅度为 4V 提供载波同步提取输入 3 / 15
4、打开电源， 观察 PSK 调制源状态。
继续按表中顺序观察解调过程， “载波输出”点输出的信号就是从输入的 PSK 调制信号 中提取出来的 0 相载波，率为 128KHz。
图 10-4 0 相鉴相输出波形（CH1 是 32 kb/s PN 基 带信号， CH2 是 PSK 调制信号和 0 相载波相乘滤波后 的波形）
原
通信原理 位同步提取实验与帧同步提取实验
实验三位同步提取实验与帧同步提取实验一、实验目的1、掌握用滤波法提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。
2、掌握用数字锁相环提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。
3、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
4、掌握巴克码识别原理。
5、掌握同步保护原理。
6、掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。
二、实验内容1、观察滤波法提取位同步信号各观测点波形。
2、观察数字锁相环的失锁状态和锁定状态。
3、观察数字锁相环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的关系。
4、观察数字锁相环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
5、观察帧同步码无错误时帧同步器的维持态。
6、观察帧同步器的假同步现象、漏识别现象和同步保护现象。
三、实验器材1、信号源模块一块2、⑦号模块一块3、20M双踪示波器一台4、频率计（选用）一台四、实验原理1、位同步提取实验实验原理数字通信中，除了有载波同步的问题外，还有位同步的问题。
因为消息是一串相继的信号码元的序列，解调时常需要知道每个码元的起止时刻。
在最佳接收机结构中，需要对积分器或匹配滤波器的输出进行抽样判决。
抽样判决的时刻应位于每个码元的终止时刻，因此，接收端必须产生一个用作抽样判决的定时脉冲序列，它和接收码元的终止时刻应对齐。
我们把接收端产生与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步或位同步，而称这个定时脉冲序列为码元同步脉冲或位同步脉冲。
实现位同步的方法也和载波同步类似，可分插入导频法和直接法两类。
这两类方法有时也分别称为外同步法和自同步法。
数字通信中经常采用直接法，这种方法是发端不专门发送导频信号，而直接从数字信号中提取位同步信号的方法。
下面我们着重介绍自同步法。
采用自同步法实现位同步首先会涉及两个问题：（1）如果数字基带信号中确实含有位同步信息，即信号功率谱中含有位同步离散谱，就可以直接用基本锁相环提取出位同步信号，供抽样判决使用；（2）如果数字基带信号功率谱中并不含有位定时离散谱，怎样才能获得位同步信号。
通信原理实验报告（优秀范文5篇）
通信原理实验报告（优秀范文5篇）第一篇：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。
第二篇：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=sq rt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm2)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）。
通信原理实验报告
《通信原理》实验报告实验一：ASK的调制与解调实验目的：1、掌握用键控法产生ASK信号的方法。
2、掌握ASK非相干解调的原理。
实验内容：1、观察ASK调制信号波形。
2、观察ASK解调信号波形。
实验器材：1、信号源模块一块2、 号模块一块3、④号模块一块4、⑦号模块一块5、20M双踪示波器一台6、连接线若干实验原理图：ASK调制原理图ASK解调原理框图实验波形：实验总结：通过实验正确做出了2ASK的调制与解调波形，了解了2ASK的基本电路构成，加深了对他的理解。
实验二：脉冲编码调制解调实验实验目的：1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。
2、掌握脉冲编码调制与解调的动态范围和频率特性的定义及测量方法。
3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。
4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。
实验内容：1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。
2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比变化情况。
3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。
4、改变为同步时钟，观察脉冲编码调制波形。
实验器材：1、信号源模块一块2、 号模块一块3、20M双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干实验原理图：实验结果：实验总结：理解脉冲编码调制的基本原理以及它的特性和码型的优缺点。
实验三：码型变换实验实验目的：1、了解几种常用的数字基带信号。
2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。
3、掌握常用CPLD实现码型变换的方法。
实验内容：1、观察NRZ、RZ、AMI、HDB3、CMI、BPH码的码的波形。
2、观察全0码或全1码是各码的波形。
3、观察AMI码、HDB3码的正负记性波形。
4、观察RZ、AMI、HDB3、CMI、BPH码经过模型反变换后的输出波形。
5、习性设计码型变换器，下载并观察波形。
实验器材：1、信号源模块一块2、⑥号模块一块3、⑦号模块一块4、20M双踪示波器一台5、连接线若干实验原理图:实验结果：RZ与NRZBPH CMI：AMI:结果分析：在实际的数字基带传输过程中，选择合适的码型是相当重要的，既要利于信号的传输，还要利于定时信号的接受。
载波同步提取试验概要
载波同步提取试验概要载波同步提取试验是一种通过提取信号中的载波频率来实现同步的技术。
在无线通信领域，如果发送端和接收端的频率偏差过大，则无法正常通信。
因此，将接收端的频率与发送端同步非常重要。
本文将讨论载波同步提取试验的概述、目的、实验条件、实验步骤以及实验过程中需要注意的问题。
概述载波同步提取试验旨在通过提取接收端信号中的载波频率来实现和发送端的同步。
在无线通信中，载波频率一般是一个已知的常量，这个常量可以通过接收端的信号进行提取。
目的目前的无线通信技术中，载波同步提取技术已经得到了广泛应用。
然而，在实际使用过程中，如何准确地提取载波频率仍然是一个问题。
本实验旨在通过实验验证载波同步提取技术的可行性，并检验其在信号中正确提取载波频率的能力。
实验条件进行载波同步提取试验时应有以下条件：1.发送端和接收端采用同一类型的信号发生器2.发送端和接收端的载波频率应为已知常量3.发送端和接收端低通滤波器的截止频率应该相同实验步骤1.将信号发生器设置成发送端，并将载波频率设置为已知的常量f1。
将信号通过无线信道发送到接收端。
2.将信号发生器设置成接收端，并将载波频率设置为另一个已知的常量f2，注意要确保f2 ≠ f1。
接收器应是软件定义的，所以接收端如何处理数字信号的具体流程将不在讨论范围内。
3.将接收到的信号输入计算机中，并通过软件提取载波频率。
4.将提取的载波频率和已知的载波频率进行比较，如果它们的差异小于一个特定的阈值，则说明载波同步提取成功。
5.重复步骤1-4，分别使用不同频率的载波信号进行实验。
注意事项1.实验中需要确认发送端和接收端低通滤波器的截止频率相同，否则会导致信号被滤波掉。
2.在实验开始之前应该对实验设置和实验步骤进行仔细的计划和准备。
3.对实验结果的处理和分析应该有足够的专业知识和经验。
本文介绍了载波同步提取试验的概述、目的、实验条件、实验步骤以及实验过程中需要注意的问题。
通过实验检验，可以验证载波同步提取技术的可行性，并且检验其是否能够正确地提取载波频率。
载波同步实验报告
载波同步实验报告载波同步实验报告一、引言在无线通信中，载波同步是一项重要的技术，它能够确保发送端和接收端之间的频率和相位保持一致，从而实现可靠的数据传输。
本实验旨在通过实际操作，验证载波同步的可行性和效果，并探讨其在无线通信中的应用。
二、实验目的1. 了解载波同步的原理和作用；2. 学习使用数字信号处理工具箱实现载波同步算法；3. 进行实际的载波同步实验，验证算法的有效性。
三、实验原理1. 载波同步的原理载波同步是通过接收端的算法和技术，将接收到的信号与本地的本振信号进行频率和相位的匹配，从而实现信号的解调和恢复。
2. 实验所用的算法本实验采用了最常用的两种载波同步算法：Costas环路和Mueller-Muller算法。
Costas环路通过估计信号的相位差来实现同步，而Mueller-Muller算法则是通过最小化误差函数来实现同步。
四、实验步骤1. 准备工作搭建实验所需的硬件平台，包括发射端和接收端。
在发射端，使用信号发生器产生待发送的调制信号；在接收端，使用天线接收信号，并将信号输入到数字信号处理工具箱中。
2. 载波同步算法实现在Matlab环境下，使用数字信号处理工具箱实现Costas环路和Mueller-Muller 算法。
根据实验要求，设置合适的参数，并编写相应的代码。
3. 实验操作通过无线传输，将发送端产生的调制信号传输到接收端。
在接收端，利用数字信号处理工具箱进行载波同步处理，得到解调后的信号。
4. 结果分析对比接收到的解调信号与原始信号，分析载波同步算法的效果和准确性。
通过测量误码率等指标，评估算法的性能。
五、实验结果与讨论经过多次实验，我们得到了不同条件下的实验结果。
通过对实验数据的分析，我们发现Costas环路在某些情况下能够实现较好的同步效果，而Mueller-Muller算法在其他条件下表现更好。
这表明不同的载波同步算法适用于不同的场景，需要根据具体情况选择合适的算法。
通信原理实验报告
武汉凌特电子技术有限公司LTE-TX-02E型通信原理实验指导书现代通信原理实验报告姓名：班级：学号：时间：实验二模拟信号源实验一、实验目的1、熟悉各种模拟信号的产生方法及其用途。
2、观察分析各种模拟信号波形的特点。
二、实验内容1、测量并分析各测量点波形及数据。
2、熟悉几种模拟信号的产生方法，了解信号的来源、变换过程和使用方法。
三、实验器材1、信号源模块一块2、连接线若干3、20M双踪示波器一台四、实验原理模拟信号源电路用来产生实验所需的各种低频信号：同步正弦波信号、非同步信号和音乐信号。
（一）同步信号源（同步正弦波发生器）1、功用同步信号源用来产生与编码数字信号同步的2KHz正弦波信号，可用在PAM抽样定理、增量调制、PCM 编码实验，作为模拟输入信号。
在没有数字存贮示波器的条件下，用它作为编码实验的输入信号，可在普通示波器上观察到稳定的编码数字信号波形。
2、电路原理图2-1为同步正弦信号发生器的电路图。
它由2KHz方波信号产生器（图中省略了）、同相放大器和低通滤波器三部分组成。
C25333321411U19ATL0841098U19CTL084R1920KC35472W1100K2K1TP32KC7104C19104C14104+12V-12VR76k8R106k8R96k8R1510k TH1TH图2-1 同步正弦波产生电路2KHz的方波信号由CPLD可编程器件U8内的逻辑电路通过编程产生。
“2K同步正弦波”为其测量点。
U19A及周边的电阻组成一个的同相放大电路，起到隔离和放大作用，。
U19C及周边的阻容网络组成一个截止频率为2K的二阶低通滤波器，滤除方波信号里的高次谐波和杂波，得到正弦波信号。
调节W1改变同相武汉凌特电子技术有限公司LTE-TX-02E型通信原理实验指导书放大器的放大增益，从而改变输出正弦波的幅度（0～5V）。
（二）非同步信号源非同步信号源利用混合信号SoC型8位单片机C8051F330，采用DDS(直接数字频率合成)技术产生。
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&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。
通信原理实验 位同步信号提取.
通信原理实验报告学院:电子信息学院班级:实验日期:2014年 06月 03日上面已经求得数字锁相法位同步的相位误差θ有时不用相位差而用时间差西北工业大学通信实验室 2.将 SW01、SW02、SW03 全部设置为 0，观察记录波形。
3.将 SW01、SW02、SW03 的数值从 0 开始，逐渐增加，到获得稳定的BS，记录数值和波形。
制表：孟昭红，Tel：150******** 第 6 页西北工业大学通信实验室六结论……………………………………………………………………第 7 页 1、当输入的 NRZ 码全为 0 时，不能提取出位同步信号，但是当码元中有一个为“1”时，就能提取位同步信号。
2、在提取位同步信号时，信号源模块中的位同步信号的频率与同步信号提取模块的数字锁相环的本振频率应设置相同或者接近，当两者的频率偏差过大时，将不能提取输入信号的位同步信号。
七思考题…………………………………………………………………第 7 页 1.数字锁相环的同步器的同步抖动范围随固有频差增大而增大，试说明原因。
固有频差越大，数控振荡器输出位同步信号与环路输入信号之间的相位误差增大的越快，而环路对数控振荡器的相位调节时间间隔的平均值是不变的（当输入信号一定时），故当固有频差增大时，位同步信号的同步抖动范围增大。
2.此实验位同步恢复是通过锁相环实现的，还有其他的方法吗? 已经知道，对于不归零的随机二进制序列，不能直接从其中滤出位同步信号。
但是，若对该信号进行某种变换，例如，变成归零脉冲后，则该序列中就有 f=1/T 的位同步信号分量，经一个窄带滤波器，可滤出此信号分量，再将它通过移相器调整相位后，就可以形成位同步脉冲。
它的特点是先形成含有位同步信息的信号，再用滤波器将其滤出。
图七—1 滤波法原理图波形变换的实际应用方法: ①通过微分、整流电路实现，微分、整流后的基带信号波形如图图七-2 所示。
这里，整流输出的波形与图图七—1 中波形变换电路的输出波形有些区别，但这个波形同样包含有同步信号分量。
通信原理实验报告波形图
2ASK调制2ASK解调
2FSK调制2FSK调制
同步载波提取：2PSK 同步载波提取：2DPSK
同步载波提取：V5输出同步载波提取：V7输出
同步载波提取：原信号与V3比较同步载波提取：原信号与V5比较
同步载波提取：原信号与V7比较同步载波提取：Sin-OUT Cos-OUT
位同步提取：NRZ & 位同步输出位同步提取：BS & 位同步输出
RZ编码实验BPH编码实验
CMI编码实验HDB3编码实验
AMI编码实验RZ解码实验
BPH解码实验CMI解码实验
HDB3双路输出1与解码输出2 HDB3双路输出2与解码输出2
BRZ解码输出与源码输入BNRZ解码输出与源码输入
BNRZ双路输出1与解码输入2 BNRZ双路输出2与解码输入2
AMI双路输出1与解码输入2 AMI双路输出2与解码输入2。
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继续按表中顺序观察解调过程， “载波输出”点输出的信号就是从输入的 PSK 调制信号 中提取出来的 0 相载波，率为 128KHz。
图 10-4 0 相鉴相输出波形（CH1 是 32 kb/s PN 基 带信号， CH2 是 PSK 调制信号和 0 相载波相乘滤波后 的波形）
原
创
图 10-3 “TH5”点输出清楚稳定的波形（CH1 是 32 kb/s PN 基带信 号，CH2 是 PSK 调制信号和π/2 相载波相乘滤波后的波形） 图 10-5 误差电压 4 / 15
信息科学与技术系
通信原理实验报告
姓 学 同
名 号 组
指导老师
原
20081181××× × × 惠龙飞
华中科技大学×××× 2010 年 12 月 14 日
创
× ×
专业班级
通信工程 08××
实验十 载波同步提取实验
一、 实验目的
1、掌握用科斯塔斯（Costas）环提取相干载波的原理与实现方法。 2、了解相干载波相位模糊现象的产生原因。
7 / 15
拨下为 0，发光二极管灭） ，模块 6 上拨码开关 S1 选 HDB3 码方式。 3、电源关闭状态下，按照下表完成实验连线： 源端口 信号源：NRZ（8K） 信号源：CLK2（8K） 模块 6：DOUT1 模块 6：DOUT2 模块 6： HDB3/AMI-OUT 模块 6：OUT-A 模块 6：OUT-B 模块 6：HDB3/AMI-IN 模块 7：位同步输出 目的端口 模块 6：NRZIN 模块 6：BS 模块 6：IN-A 模块 6：IN-B 模块 6： HDB3/AMI-IN 模块 6：DIN1 模块 6：DIN2 模块 7：输入 模块 6：BSR 连线说明 8KNRZ 码基带传输信号输入 提供编译码位时钟 电平变换 A 路编码输入 电平变换 B 路编码输入 电平反变换输入 电平反变换 A 路编码输出 电平反变换 B 路编码输出 滤波法同步提取输入 提取的位同步输入
二、实验内容
1、观察科斯塔斯环提取相干载波的过程。 2、观察科斯塔斯环提取的相干载波，并做分析。
三、实验器材
1、信号源模块 2、③号模块 3、⑦号模块 4、60M 双踪示波器 5、频率计（选用） 一块 一块 一块 一台 一台
四、实验原理
提供一个与发射端调制载波同频同相的相干载波。这个相干载波的获取方法就称为载波提
原
创
分析 2：COSTAS 环提取“0”相载波的实现过程。
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实验十一 位同步提取实验
一、 实验目的
1、掌握用滤波法提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。 2、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
二、实验内容
1、观察滤波法提取位同步信号各观测点波形。
三、实验器材
图 10-1 128K 同步正弦波
图 10-2 PSK 调制信号（CH1 是 32 kb/s PN 基带信 号，CH2 是 PSK 调制信号）
5、观察提取过程。 观察并记录“PN” （信号源）与“TH5” （PSK 调制信号和 π/2 相载波相乘滤波后的波形） 的波形。 用示波器 CH1 接信号源“PN” ，CH2 接 模块 7“TH5” 。调节电位器 W1，使“TH5” 点输出清楚稳定的波形。如果示波器两路信 号反向，按复位开关 S1 使其同相。
科斯塔斯环又称同相正交环，其原理框图如下：
V3 低通 V5
原
输出
取，或称为载波同步。
输入 已调信 号
创
V1 90 о 相 移 V2 V4
同步是通信系统中一个重要的实际问题。当采用同步解调或相干检测时，接收端需要
压控 振荡 器
环路 滤 波器
V7
低通
V6
在科斯塔斯环环路中，误差信号 V7 是由低通滤波器及两路相乘提供的。压控振荡器输 出信号直接供给一路相乘器，供给另一路的则是压控振荡器输出经 90o 移相后的信号。两路 相乘器的输出均包含有调制信号， 两者相乘以后可以消除调制信号的影响， 经环路滤波器得 到仅与压控振荡器输出和理想载波之间相位差有关的控制电压， 从而准确地对压控振荡器进 行调整，恢复出原始的载波信号。
经低通滤波器后的输出分别为：
1 m(t ) cosθ 2 1 v 6 = m(t ) sin θ 2 v5 =
将 v5 和 v6 在相乘器中相乘，得，
1 v 7 = v 5 v 6 = m 2 (t ) sin 2θ 8
其中θ是压控振荡器输出信号与输入信号载波之间的相位误差，当θ较小时，
v7 ≈
1 2 m (t )θ 4
4、打开电源，观察实验前提环境波形。
图 11-1 8K 编译码位时钟
原
创
图 11-2 HDB3 码输出 （CH1 是 32 kb/s PN 基带信号， CH2 是 HDB3 码输出） 图 11-3 HDB3 的“-1”码（CH1 是 HDB3 码，CH2 是 HDB3 的负码） 图 11-4 HDB3 的“+1”码（CH1 是 HDB3 码，CH2 是 HDB3 的正码）
输入基带信号 波形变换 窄带 滤波器 移相 脉冲 形成
1 0
1 1
原
创
滤波法原理图
( a ) t t ( b ) t ( c )
0
0
0
基带信号经微分、整流波形
本实验用滤波法只能提取 8KHz 时钟信号。
五、实验步骤
一、滤波法位同步提取 1、将信号源模块和模块 6、7 固定在主机箱上。 2、 将信号源模块上 S5 拨为 “1100” ， 选 8KNRZ 码。 拨动拨码开关 S1、 S2、 S3， 使 “NRZ” 输出的 24 位 NRZ 码设置为 01110010 01011001 10101010（开关拨上为 1，发光二极管亮；
6 / 15
原
接收端必须产生一个用作抽样判决的定时脉冲序列， 它和接收码元的终止时刻应对齐。 我们
创
号码元的序列，解调构中，需要对积分
冲宽度为τ，则 NRZ 码的τ＝ Ts，则 NRZ 码除直流分量外不存在离散谱分量，即没有位 同步离散谱分量 1/Ts；RZ 码的τ满足 0<τ<Ts，且τ通常占空比为 50％，此时的 RZ 码含 有 n 为奇数的 n/ Ts 离散谱分量，无 n 为偶数的离散谱分量，这就是说，RZ 码含有位同步离 散谱分量。显然，为了能从解调后的基带信号中获取位同步信息，可以采取两种措施：（1） 如原始数字基带码为 NRZ 码， 若传输信道带宽允许， 可将 NRZ 码变换为 RZ 码后进行解调； （2）如调制时基带码采用 NRZ 码，就必须在接收端对解调出的基带信号进行码变换，即将 NRZ 码变换成 RZ 码，码变换过程实质上是信号的非线性变换过程。 本实验采用有滤波法提取位同步时钟。 已经知道，对于不归零的随机二进制序列，不能直接从其中滤出位同步信号。但是若对 该信号进行某种变换，例如，变成归零脉冲后，则该序列中就有 f = 1/ T 的位同步信号分 量。经一个窄带滤波器，可滤出此信号分量，再将它通过一移相器调整相位后，就可以形成 位同步脉冲。这种方法的方框图如图 18-1 所示，它的特点是先形成含有位同步信息的信号、 再用滤波器将其滤出。
五、实验步骤
1、将信号源模块和模块 3、7 固定在主机箱上。 2、将信号源模块上 S4 拨为“1010” ，将模块 3 上开关 K3 拨到“PSK”端。 3、在电源关闭的状态下，按照下表进行实验连线： 源端口
信号源：PN（32K） 信号源：128K 同步正弦波 模块 3：PSK-OUT
原
载波同步系统的主要性能指标是高效率和高精度。 所谓高效率就是为了获得载波信号而
1、 2、 3、 4、 5、 信号源模块 ⑥号模块 ⑦号模块 60M 双踪示波器 频率计（选用） 一块 一块 一块 一台 一台
四、实验原理
数字通信中，除了有载波同步的问题外，还有位同步的问题。因为消息是一串相继的信
器或匹配滤波器的输出进行抽样判决。抽样判决的时刻应位于每个码元的终止时刻，因此，
把接收端产生与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步或位 同步，而称这个定时脉冲序列为码元同步脉冲或位同步脉冲。 实现位同步的方法也和载波同步类似， 可分插入导频法和直接法两类。 这两类方法有时 也分别称为外同步法和自同步法。 数字通信中经常采用直接法， 这种方法是发端不专门发送 导频信号，而直接从数字信号中提取位同步信号的方法。下面我们着重介绍自同步法。 采用自同步法实现位同步首先会涉及两个问题：（1）如果数字基带信号中确实含有位 同步信息， 即信号功率谱中含有位同步离散谱， 就可以直接用基本锁相环提取出位同步信号， 供抽样判决使用；（2）如果数字基带信号功率谱中并不含有位定时离散谱，怎样才能获得 位同步信号。 数字基带信号本身是否含有位同步信息与其码型有密切关系。 应强调的是， 无论数字基 带信号的码型如何， 数字已调波本身一般不含有位同步信息， 因为已调波的载波频率通常要 比基带码元速率高得多， 位同步频率分量不会落在数字已调波频带之内， 通常都是从判决前 的基带解调信号中提取位同步信息。 二进制基带信号中的位同步离散谱分量是否存在， 取决 于二进制基带矩形脉冲信号的占空比。若单极性二进制矩形脉冲信号的码元周期为 Ts，脉
图 10-6 16.384MHz 振荡输出
图 10-7 0 相和π/2 相载波（CH1 是 128K 的“0” 相载波，CH2 是 128K 的“π/2”相载波）
六、实验分析
分析 1：选择 16.384MHz 的原因。 本实验要提取 128KHz 的载波，16.384MHz 经 CPLD 进行 128 分频后，得到的频率为 16.384MHz/128=128KHz，正好为所需要的载波频率，从而准确地对压控振荡器进行调整，恢 复出原始的 128KHz 载波信号。
由“PSK”输入的 PSK 调制信号分两路输出至两模拟乘法器（MC1496）的输入端，乘法 器 1（U2）与乘法器 2（U5）的载波信号输入端的输入信号分别为 0 相载波信号与π/2 相载 波信号。 这样经过两乘法器输出的解调信号再通过有源低通滤波器滤掉其高频分量， 由乘法 器 U4（MC1496）构成的相乘器电路，去掉数字基带信号中的数字信息。得到反映恢复载波 与输入载波相位之差的误差电压 Ud, Ud 经过压控晶振 CRY1（16.384M）后，再进入 CPLD （EPM240T）进行 128 分频，输出 0 相载波信号。