实验八：时分复用通信系统综合实验
光纤通信网中的光时分复用技术实验
太原理工大学现代科技学院光纤通信课程实验报告专业班级学号姓名指导教师实验名称 光纤通信网中的光时分复用技术实验 同组人专业班级 学号 姓名 成绩 一、实验目的 1．了解光纤接入网时分复用原理 2．掌握时分复用技术 二、实验仪器 1．ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱 1台 2．20MHz 双踪模拟示波器 1台 3．FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 4．连接导线 20根 三、实验原理 光时分复用(OTDM)是以光领域的超高速信号处理技术为基础，避免了高速电子器件和半导体激光器直接调制能力的限制，可实现数十Gbit/s 乃至数百Gbit/s 的高速传输。
所谓光时分复用是指将多个通道的数字信息（低速率）以时间分割的方式插入到同一个物理信道──光纤中。
复用之后的数字信息成为高速率的数字流，数字流由帧组成。
帧定义了信道上的时间区域，在这个区域内信号以一定的格式传送。
时分复用必须采取同步技术来使远距离的接收端能够识别和恢复这种帧结构。
例如发送端在每帧开始的时候发送一个特殊的码组，而接收端利用检测这个特征码组来进行帧定位。
特征码组（或称帧定位码组）按一定的周期重复出现。
每一帧又包含若干个时间区域，叫做时隙TS ，每个时隙在通信时严格地分配给一个信道，即每个信道的数字信息是严格相等且时间上保持严格的同步关系。
光时分复用（OTDM ）可分为比特间插和分组间插。
比特间插OTDM 帧中每个时隙对应一个待复用的支路信息（一个比特），同时有一个帧脉冲信息，形成高速OTDM 信号，主要用于电路交换业务．分组间插OTDM 帧中每个时隙对应一个待复用支路的分组信息（若干个比特区），帧脉冲作为不同分组的界限，主要用于分组交换业务。
图4-1光时分复用实验框图 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………本实验将两路不同的模拟信号分别经两个独立的PCM编码电路进行PCM编码，在编码的过程中使这两个编码电路采用不同的编码时隙，然后将这两路PCM信号进行同步复接，即时分复用，再将此信号接入到光发机数字驱动电路的输入端，经光纤传输后送到PCM译码电路，用各自相应的编码时隙将它们分别恢复为原模拟信号。
时分复用技术实验报告
一、实验目的1. 理解时分复用技术的原理和过程。
2. 掌握时分复用系统的组成和功能。
3. 学习使用时分复用技术实现多路信号传输。
4. 分析时分复用技术的优缺点及其在实际应用中的意义。
二、实验原理时分复用技术（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号按照一定的时间顺序复用到同一传输线路上，并在接收端进行分离的技术。
其基本原理是将传输线路的时间分割成若干个等长的时间片，每个信号源占用一个时间片进行传输。
在发送端，将各个信号源的数据按照一定的顺序排列，并分配相应的时间片，形成复用信号。
在接收端，通过相应的解复用技术，将复用信号分离成各个原始信号。
三、实验仪器与设备1. 时分复用实验箱2. 示波器3. 信号发生器4. 计算器四、实验步骤1. 系统搭建：按照实验箱说明书，搭建时分复用实验系统。
将信号发生器连接到实验箱的输入端，示波器连接到实验箱的输出端。
2. 信号生成：设置信号发生器，生成两个频率分别为1kHz和2kHz的正弦波信号，分别代表两路信号源。
3. 时分复用：开启实验箱，设置时分复用参数，如时间片数量、时间片长度等。
观察示波器上的输出信号，记录下复用信号的特征。
4. 解复用：设置解复用参数，如时间片数量、时间片长度等。
观察示波器上的输出信号，记录下解复用信号的特征。
5. 数据分析：分析时分复用和解复用信号的特征，验证时分复用技术的原理和效果。
五、实验结果与分析1. 时分复用信号：示波器显示的复用信号是两个正弦波信号的叠加，且时间上相互交织。
2. 解复用信号：示波器显示的解复用信号是两个独立的正弦波信号，分别对应两个原始信号。
3. 分析：通过实验，验证了时分复用技术能够将多个信号复用到同一传输线路上，并在接收端进行分离。
时分复用技术具有以下优点：- 提高信道利用率：在同一传输线路上传输多个信号，提高了信道利用率。
- 简化系统设计：时分复用技术不需要复杂的调制解调技术，简化了系统设计。
实验五 时分复用(TDM)通信系统综合实验
TPB01
TPB05
在误码率Pe≈4×10—3的情冴下，TPB01为1110010， TPB05为1110010 TPB01不TPB05同步丏一致
TPB07
TPB06
在误码率Pe≈ 1.6×10—2的情冴下，TPB07不TPB06同步， TPB07的下降沿对应TPB06的上升沿
丌同信道误码率下帧内数据信号传 输的测量
实验步骤：
1. 测量TPB07不TPB06波形，用TPB07同步，观察TPB01和TPB05波形 是否一致。 • 2. 将SWB02的E_SEL0插入、E_SEL1拔除（10），此时 Pe≈4×10—3。①测量TPB07不TPB06波形，用TPB07同步。②测量 TPB01和TPB05波形。 • • • 3. 4. 将SWB02中E_SEL1插入、E_SEL0拔除（01），Pe≈1.6×10—2。 将SWB02的E_SEL0、E_SEL1短路器都插入（1100），在传输
THANKS
TPB01
TPB05
在误码率Pe≈ 1.6×10—2的情冴下，TPB01为1110010， TPB05为1110010 TPB01不TPB05同步一致
TPB07
TPB06
在误码率Pe≈ 1×10—1的情冴下，TPB07不TPB06丌同步，丏TPB06 的脉冲在丌断移劢
TPB01
TPB05
在误码率Pe≈ 1×10—1的情冴下，TPB01为1110010，TPB05为 11100010 TPB01不TPB05丌同步丏丌一致
丌同信道误码率下帧内传输PCM话 音业务的测量结果
• ②丌加错时，话音质量清楚，效果好 • ③当Pe≈4×10—3时，话音夹杂着沙沙声，效果丌是很好。 • ④当Pe≈1.6×10—2时，话音夹杂着沙沙声和尖锐的噪声， 效果较差。 • ⑤当Pe≈1×10—1时，沙沙声和尖锐的噪声很严重，效果 非常差。
时分复用实验实验报告
一、实验目的1. 理解时分复用的基本概念和原理；2. 掌握时分复用系统的组成和实现方法；3. 熟悉实验仪器的使用和操作；4. 分析实验数据，验证时分复用系统的性能。
二、实验原理时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号在时间上进行分割，通过同一传输介质进行传输的技术。
在时分复用系统中，每个信号占用一段固定的时间，称为时隙。
在传输过程中，各信号按照一定的顺序依次传输，接收端根据时隙顺序进行信号分离。
时分复用系统的原理如下：1. 时分复用器（Multiplexer）：将多个信号按照时隙顺序进行复用，形成一个复用信号；2. 传输介质：将复用信号传输到接收端；3. 解复用器（Demultiplexer）：将复用信号按照时隙顺序进行解复用，还原出各个原始信号。
三、实验仪器与设备1. 时分复用实验平台；2. 示波器；3. 信号发生器；4. 信号分析仪。
四、实验步骤1. 将时分复用实验平台连接好，确保各设备正常工作；2. 设置信号发生器，生成多个原始信号，分别为信号1、信号2、信号3；3. 将信号1、信号2、信号3分别输入时分复用器的输入端；4. 设置时分复用器，使信号1、信号2、信号3依次占用时隙；5. 观察示波器，观察复用信号的波形；6. 将复用信号输入解复用器，观察解复用后的信号波形；7. 比较原始信号和解复用信号的波形，分析实验结果。
五、实验数据与分析1. 实验数据：（1）原始信号1：频率为1kHz，幅度为1V；（2）原始信号2：频率为2kHz，幅度为1V；（3）原始信号3：频率为3kHz，幅度为1V；（4）复用信号：频率为3kHz，幅度为3V；（5）解复用信号1：频率为1kHz，幅度为1V；（6）解复用信号2：频率为2kHz，幅度为1V；（7）解复用信号3：频率为3kHz，幅度为1V。
2. 实验分析：（1）在时分复用过程中，原始信号1、信号2、信号3依次占用时隙，形成复用信号。
时分复用实验报告模板
一、实验名称：时分复用实验二、实验目的：1. 理解时分复用的基本概念和原理。
2. 掌握时分复用系统的组成和信号传输过程。
3. 通过实验加深对时分复用技术在通信系统中的应用理解。
三、实验原理：时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号在相同传输媒介上按时间顺序依次传输的技术。
它将时间分割成若干个时隙，每个时隙分配给一个信号进行传输，从而实现多个信号在同一信道上的传输。
四、实验器材：1. 时分复用实验装置2. 示波器3. 信号发生器4. 信号分析仪5. 计算器五、实验步骤：1. 连接实验装置：按照实验指导书的要求，正确连接时分复用实验装置、示波器、信号发生器和信号分析仪。
2. 设置实验参数：根据实验要求，设置信号发生器的频率、幅度和相位等参数，确保信号符合实验要求。
3. 发送端信号生成：在发送端，使用信号发生器产生多个信号，并通过时分复用器进行复用。
观察示波器上显示的复用信号。
4. 复用信号传输：将复用信号传输到接收端。
5. 接收端信号解复用：在接收端，使用时分复用器对复用信号进行解复用，恢复出原始信号。
观察示波器上显示的解复用信号。
6. 信号分析：使用信号分析仪对发送端和接收端的信号进行对比分析，验证时分复用系统的性能。
六、实验数据记录与分析：1. 记录实验参数：记录信号发生器的频率、幅度和相位等参数，以及时分复用器的工作状态。
2. 观察信号变化：观察示波器上显示的复用信号和解复用信号，分析信号的传输过程和性能。
3. 分析实验结果：对比发送端和接收端的信号，分析时分复用系统的误码率、信号衰减等性能指标。
七、实验结论：1. 时分复用技术能够有效实现多个信号在同一信道上的传输，提高信道的利用率。
2. 通过实验验证，时分复用系统能够较好地恢复原始信号，保证信号的传输质量。
3. 时分复用技术在通信系统中具有广泛的应用前景。
八、实验讨论：1. 分析时分复用系统的优缺点。
光纤时分复用实验报告
1. 理解时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）的基本原理和过程。
2. 掌握光纤传输系统中时分复用与解复用的实现方法。
3. 通过实验验证时分复用技术在光纤通信中的应用效果。
二、实验原理时分复用是一种数字通信技术，它将多个信号源的数据流按照一定的时间间隔分别传输。
在发送端，将多个数据流分别编码后，按顺序发送到光纤上。
在接收端，根据每个数据流的时间顺序，对信号进行解码，从而恢复出原始数据。
时分复用系统主要由以下几个部分组成：1. 数据源：产生需要传输的数据流。
2. 编码器：将数据流转换为适合传输的信号。
3. 时钟同步：保证发送端和接收端的时间同步。
4. 发送器：将编码后的信号发送到光纤上。
5. 光纤：传输信号。
6. 接收器：从光纤上接收信号。
7. 解码器：将接收到的信号解码，恢复出原始数据。
三、实验设备1. 光纤通信实验箱2. 光纤发射机3. 光纤接收机4. 光纤跳线5. 示波器6. 信号发生器7. 信号分析仪1. 连接实验设备：按照实验要求连接光纤通信实验箱、光纤发射机、光纤接收机、光纤跳线等设备。
2. 设置实验参数：根据实验要求设置光纤发射机和接收机的参数，如波长、功率、调制方式等。
3. 发送端测试：a. 使用信号发生器产生多个数据流。
b. 使用编码器将数据流转换为适合传输的信号。
c. 将编码后的信号发送到光纤上。
4. 接收端测试：a. 使用光纤接收机接收从光纤上传输的信号。
b. 使用解码器将接收到的信号解码，恢复出原始数据。
c. 使用示波器观察接收到的信号波形，分析信号质量。
5. 实验结果分析：根据实验数据，分析时分复用技术在光纤通信中的应用效果。
五、实验结果与分析1. 实验结果：实验成功实现了多个数据流的光纤时分复用传输，接收端恢复出的原始数据与发送端数据一致。
2. 实验分析：a. 时分复用技术在光纤通信中具有很高的效率，可以充分利用光纤的带宽资源。
b. 时分复用系统对时钟同步要求较高，否则会导致信号错位。
数字时分复接系统光通信实验
数字时分复接系统光通信实验一、实验目的1.掌握数字时分复用/解复用的概念和原理。
2.掌握数字时分复接光通信系统的结构。
3.掌握同步复接的帧结构二、实验仪器1.光纤通信实验箱2.20M双踪示波器3.FC-FC单模光跳线4法兰式可调衰减器5.光分路器6.小型电话单机 27.计算机串口线8.铆孔连接线若干三、基本原理在数字通信中，为扩大传输容量和提高传输效率，通常需要把若干低速的数据码流按一定格式合并为高速数据码流，以满足上述需要。
数字复接就是依据时分复用基本原理完成数码合并的一种技术。
在时分复用中，把时间划分为若干时隙，各路信号在时间上占有各自的时隙，即多路信号在不同的时间内被传送，各路信号在时域中互不重叠。
把两个或两个以上的支路数字信号按时分复用方式合并成单一的合路数字信号的过程称为数字复接，其实现设备称为数字复接器。
在接收端把一路复合数字信号分离成各路信号的过程称为数字分接，其实现设备称为数字分接器。
数字复接器、数字分接器和传输信道共同构成数字复接系统。
本实验平台中，数据发送单元模块的U101内集成了数字复接器，数据接收单元的U105内集成了数字分接器，连接好光传输信道即构成了一个完整的数字复接系统。
数字复接的方法主要有按位复接、按字复接和按帧复接三种；按照复接时各路信号时钟的情况，复接方式可分为同步复接、异步复接与准同步复接三种。
本实验中选择了按字复接的方法和准同步复接的方式。
本实验中数字复接系统方框图，如下图7.3.1：定时单元给设备提供一个统一的基准时钟。
码速调整单元把速率不同的各支路信号，调整成与复接设备定时完全同步的数字信号，以便由复接单元把各支路信号复接成一个数字流。
本实验中，码速调整单元将PCM1编码数据、PCM2编码数据、PC 机数据和地址开关（拨码器）设置的8BIT 数据都调整成速率为512KHZ 的码元，然后复接进同一个数据码流中。
并在第1路时隙中加入帧同步信号，在第7路时隙中加入的有关数据信息的信令。
通信原理实验报告模板-时分复用
4.了解时分复用在整个通信系统中的作用。
1.用主控&信号源、1 号、2 号、7 号、13 号模块连成一个时分复用数字基带通信系统，使系 实
统正常工作。 验
内
容 2.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号。
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配0料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试，.卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试交写5、卷底重电保。要气护管设设装线备备置敷4高、调动设中电试作技资气高，术料课中并中3试、件资且包卷管中料拒含试路调试绝线验敷试卷动槽方设技作、案技术，管以术来架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
时分复用实验(教师)详解
实验1-2 时分复用实验一、实验目的1．熟悉MATLAB 环境下的Simulink 仿真平台，熟悉时分复用的原理。
2. 构建时分复用的建立仿真模型,并分析仿真波形。
二、实验原理1、时分复用含义：时分复用是多路信号在时间位置上分开，它们所占用的频带是公共的，时分复用信号在频率上重叠，但在时间上是不重叠的。
2、时分复用原理完全建立在抽样定理基础上：在相邻抽样脉冲之间存在时间上的空隙，利用这种空隙便可以在同一信道中传输其它路信号的抽样脉冲，只要抽样脉冲之间相互不混淆.在时间上分开的，在接收端就可以想法把各种信号分开，最后实现恢复各路原始信号。
这就是时分复用原理。
3、TDM 系统组成及工作原理时分复用系统内主要部件是发端的时间分配器 和接收端的时间分配器 ，它在时间上是同步的，这就要求同步系统的技术指标很严格,时间分配器的功能实际上就是对各路信号轮流取样，因此它的输出功能就是由各路取样后脉冲所组成的时间复用信号。
三、实验内容：构建时分复用的电路模型、分析仿真波形； 1）建立仿真电路图（见图1） 2）设置测试参数3）观察并记录各个示波器的仿真波形T S R S四、实验步骤：1、建立仿真电路图如下：图1说明：用Pulse Generator（矩形脉冲）、Sine Wave（正弦波）、Repeating Sequence（锯齿波）作为3路输入信号，经过发端的时间分配器（subsystem）对各路信号进行轮流采样，在经过Merge（合成）将由3路取样后信号合成1路时间复用信号；再经过收端的时间分配器（subsystem1）将合成的1路时间复用信号还原出3路输入信号。
2、参数设置如下：1）Pulse Generator采用幅度为1，周期为2，无相位延迟的方波分别作为第1路输入信号。
2）Sine Wave采用幅度为1 ，周期为2的正弦波作为第2路输入信号。
3）Repeating Sequence采用周期为2的锯齿波作为第三路输入信号。
通信原理实验报告模板-时分复用
PCM译 码输入
实 验 原 理 与 方 案
解复用输入
Dout1并行 串并 变换 帧解 复用 Dout2并行 开关信号显示
并串变换 并串变换
Dout1
甲一路 PCM译码 1# 模块
Dout2
DIN
数据终端 2# 模块
解复用时钟 输入 数字锁相环 输入
7# 时分复用及时分交换模块
数字锁 相环
BS1
13# 载波同步及位同步模块
2.用示波器观察分接后的数据信号、用于数据分接的帧同步信号。
华 北 电 力 大 学 实 验 报 告 1、实验原理框图
巴克码 1# 模块 2# 模块 甲一路 PCM编码 数字终端
PCM编码 输出
时 串并变换 串并变换 开关信号 输入 分 复 用 并 串 变 换
复用输出
Hale Waihona Puke DoutMUX复用输出 时钟
帧同步 提取
1 号模块的 PCM 数据和 2 号模块的数字终端数据，经过 7 号模块进行复用和解复用后，再 送入到相应的 PCM 译码单元和 2 号终端模块。时分复用是将各路输入变为并行数据。然后， 按给端口数据所在的时隙进行帧的拼接，变成一个完整的数据帧。最后，并串变换将数据输 出。解复用的过程是先提取帧同步，然后将一帧数据缓存下来。接着按时隙将帧数据解开， 最后，每个端口获取自己时隙的数据进行并串变换输出。
华 北 电 力 大 学 实 验 报 告
华北电力大学
实 验 报 告
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实验名称 课程名称
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专业班级： 学 号：
学生姓名： 成 绩：
指导教师：
实验日期：
华 北 电 力 大 学 实 验 报 告
华 北 电 力 大 学 实 验 报 告
课程设计报告(时分复用通信系统)
4、信道噪声波形：
5、 DATA1 波形 解复用后第一路 PCM 数据输出
DATA2 波形（仍为 PCM 码） 解复用后第二路 PCM 数据输出
6、 时分复用模块 SIN-OUT 波形 解复用后第一路 PCM 译码输出
模拟信号数字化模块 JPCM 波形 解复用后第二路 PCM 译码输出
八、实验思考题解答 题目为答辩时所问问题 九、实验过程中遇到的问题以及解决方法
四、实验原理
工作原理（ 实验六） 1、 PCM 工作原理（参看实验指导书 P29 实验六） 芯片介绍（ 实验六） 2、 PCM 编译码电路 TP3067 芯片介绍（参看实验指导书 P29 实验六） 时分复用原理（ 18） 3、 时分复用原理（参看实验指导书 P103 实验 18） 时分复用通信系统结构框图（ 35.1） 4、 时分复用通信系统结构框图（参考实验指导书 P213 图 35.1） 说明各电路的作用，指出各点的输出波形应该是什么。
十、实验感想
1、时分复用模块的 Sin-IN 波形 （第一路模拟信号） 模拟信号数字化模块的 S-IN 波形 （第二路模拟信号）
2、 DATA1-IN 波形（即 PCMA 波形） 第一路模拟信号经 PCM 编码后波形
DATA2-IN 波形（即 PCMB 波形） 第二路模拟信号经 PCM 编码后波形
3、 DATA 测试点输出的波形 （为 “SW01” （帧同步信号）“DATA1-IN”“DATA2-IN” 、 、 、 “全零”的复用信号，指出帧同步数据、第一路数据、第二路数据、空数据分别位于 哪个时隙，与 FS 输出波形一起双踪观察）
4、 DATA1 波形 解复用后第一路 PCM 数据输出
DATA2 波形（仍为 PCM 码） 解复用后第二路 PCM 数据输出
实验八：时分复用通信系统综合实验
实验八：时分复用通信系统综合实验一：实验目的1、 熟悉帧复接/解复接器在通信系统中所处的地位及作用；2、 定性了解帧传输在不同信道误码率时对话音业务和数据业务的影响；二：实验设备1、 通信原理综合实验系统一台 2、 20MHz 双踪示波器 一台3、 电话机 二部三：实验原理本节实验将数据和话音业务通过复接/解复接模块传输，测量复接/解复接器在传输信道不同误码率（4种可选）环境下对数据和话音业务的影响，以了解信号时分复用技术在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响。
实验的系统连接框图见图8.1.1所示。
2#1# 图8.1.1 时分复用（TDM ）系统测试组成框图四：实验步骤准备工作：（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）。
（2）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ADPCM1位置。
（3）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）。
（4）将2部电话机分别接入PHONE1和PHONE2插座。
（5）加电后通过菜单设置在PCM编码方式。
用示波器测量DSP+FPGA模块测试点TPMZ07有脉冲信号，则系统运行正常。
（6）将解复接模块内的输入数据选择开关KB01、KB02设置自环LOOP位置（下端），使复接模块和解复接模块连接成直通方式。
（7）将复接模块内的误码产生和m序列选择开关SBW02的设置为0001（E_SEL0、E_SEL1和M_SEL0拔下，M_SEL1插入），使传输信道无误码、m序列发生器输出m1序列码。
实验八 时分复用与解复用实验
实验八时分复用与解复用实验一、实验目的1．掌握时分复用的概念。
2．了解时分复用与解复用系统的构成及工作原理。
3．了解时分复用这种复用方式的优点与缺点。
4．了解时分复用在整个通信系统中的作用。
二、实验内容1．对两路模拟信号进行PCM编码，然后进行复用，观察复用后的信号并与复用前的编码信号比较。
2．将复用后的信号进行解复用，然后进行PCM解码，观察解复用后的两路解码信号与原两路模拟信号是否相同。
三、实验器材1．信号源模块2．时分复用模块3．模拟信号数字化模块4．20M双踪示波器一台5．连接线若干四、实验原理在实际的通信系统中，为了提高通信系统的利用率，往往用多路通信的方式来传输信号。
所谓多路通信，就是把多个不同信源所发出的信号组合成一个群信号，并经由同一信道进行传输，在收端再将它分离并被相应接收。
时分复用（TDM，即Time-Division Multiplexing）就是一种常用的多路通信方式。
时分复用是建立在抽样定理基础上的，因为抽样定理使连续（模拟）的基带信号由可能被在时间上离散出现的抽样脉冲所代替。
这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。
利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就可能用一条信道同时传送若干个基带信号,并且每一个抽样值占用的时间越短，能够传输的路数也就越多。
图8-1表示的是两个基带信号在时间上交替出现。
显然这种时间复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离，各个信号就能分别得到恢复。
这就是时分复用的概念。
此外，时分复用通信系统有两个突出的优点，一是多路信号的汇合与分路都是数字电路，简单、可靠；二是时分复用通信系统对非线性失真的要求比较低。
然而，时分复用系统对信道中时钟相位抖动及接收端与发送端的时钟同步问题提出了较高的要求。
所谓同步是指接收端能正确地从数据流中识别各路序号。
为此，必须在每帧内加上标志信号（即帧同步信号）。
它可以是一组特定的码组，也可以是特定宽度的脉冲。
实验八 时分复用2DPSK、2FSK通信系统
实验八时分复用2DPSK、2FSK通信系统一、实验目的1.掌握时分复用2DPSK通信系统的基本原理及数字信号的传输过程。
2.掌握时分复用2FSK通信系统的基本原理及数字信号的传输过程。
二、实验内容1.用数字信源、数字终端、数字调制、2DPSK解调、载波同步、位同步及帧同步等七个模块构成一个理想信道时分复用2DPSK通信系统并使之正常工作。
2.用数字信源、数字终端、数字调制、2FSK解调、位同步及帧同步等六个模块，构成一个理想信道时分复用2FSK通信系统并使之正常工作。
三、基本原理图8-1给出了传输两路数字信号的时分复用2DPSK通信系统原理框图（2FSK通信系统与此类似）。
图中m(t)为时分复用数字基带信号，为NRZ码，发滤波器及收滤波器的作用与基带系统相同。
本实验假设信道是理想的，收、发端都无带通滤波器。
m(t)由数字信源提供，即为NRZ信号。
步图8-1 2DPSK时分复用通信系统四、实验步骤1.拟定详细的2DPSK系统及2FSK系统各模块之间的信号连接方案。
2DPSK系统中包括数字信源、数字调制、载波同步、2DPSK解调、位同步、帧同步及数字终端等七个单元。
2FSK系统中无载波同步单元，将2DPSK解调单元改为2FSK解调单元，其它单元与2DPSK系统相同。
在系统连接时位同步单元的输入信号S-IN应为解调器的CM 信号，而帧同步单元和终端单元的输入信号S-IN应来自解调器的AK-OUT点，其它信号的连接方式参考前面几个实验中的介绍和图示（注意：图示中实线连接表示已经布在了电路板上，不必重复接线）。
连接结果：时分复用2DPSK通信系统连线图、时分复用2FSK通信系统连线图如图8.1和图8.2所示：图8.1 时分复用2DPSK通信系统连线图图8.2 时分复用2FSK通信系统连线图2.进行2DPSK通信系统实验。
按拟定的系统方案连好接线，接通实验箱电源，调整需要调节的电位器及可变电容，使信源的两路数据正确地传输到终端。
通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告一、实验目的本次通信系统综合实验的目的在于深入了解通信系统的基本原理和关键技术，通过实际操作和测试，掌握通信系统的设计、搭建、调试和性能评估方法，提高对通信工程专业知识的综合应用能力。
二、实验设备本次实验所使用的主要设备包括：信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信实验箱、计算机等。
信号发生器用于产生各种不同频率、幅度和波形的信号，作为通信系统的输入源。
示波器用于观测信号的时域波形，帮助分析信号的特性和变化。
频谱分析仪则用于测量信号的频谱分布，了解信号的频率成分。
通信实验箱提供了通信系统的硬件模块和接口，便于进行系统的搭建和连接。
计算机用于运行相关的通信软件，进行数据处理和分析。
三、实验原理1、通信系统的基本组成通信系统通常由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
信源产生需要传输的信息，发送设备将信源输出的信号进行调制、编码等处理，使其适合在信道中传输。
信道是信号传输的媒介，会对信号产生各种干扰和衰减。
接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理，恢复出原始信息，并将其传递给信宿。
2、调制与解调技术调制是将原始信号的频谱搬移到适合信道传输的频段上的过程。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
解调则是从已调信号中恢复出原始信号的过程，解调方式与调制方式相对应。
3、编码与解码技术编码是为了提高通信系统的可靠性和有效性，对原始信号进行的一种变换处理。
常见的编码方式有信源编码（如脉冲编码调制 PCM）和信道编码（如卷积码、循环码等）。
解码是编码的逆过程，用于恢复原始信号。
4、信道特性信道对信号的传输会产生衰减、延迟、噪声和失真等影响。
了解信道的特性对于设计和优化通信系统至关重要。
四、实验内容1、模拟通信系统实验（1）AM 调制与解调实验使用信号发生器产生正弦波信号作为原始信号，经过 AM 调制后，在信道中传输。
在接收端，使用解调电路恢复出原始信号，并通过示波器观察调制前后和解调后的信号波形，分析调制深度对信号质量的影响。
时分复用实验报告
一、实验目的1. 理解时分复用的基本概念和原理。
2. 掌握时分复用和解复用的实验操作方法。
3. 通过实验，加深对时分复用在实际通信系统中的应用理解。
二、实验原理时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）是一种将多个信号源的信息按照一定的时间顺序复用到同一传输线路上，并在接收端进行解复用的技术。
时分复用通过将传输线路的时间分割成若干个等长的时间片，并将每个时间片分配给一个信号源，从而实现多路信号在同一传输线路上传输。
时分复用的基本原理如下：1. 将传输线路的时间分割成若干个等长的时间片。
2. 将每个时间片分配给一个信号源，每个信号源在一个时间片内发送自己的信息。
3. 在接收端，根据每个信号源分配的时间片顺序，将复用后的信号解复用，恢复出各个原始信号。
三、实验仪器1. 实验箱：包含时分复用和解复用模块。
2. 信号发生器：产生不同频率和幅度的信号。
3. 示波器：观察信号波形。
4. 电缆线：连接实验箱和仪器。
四、实验步骤1. 连接实验箱、信号发生器和示波器。
2. 设置信号发生器，产生两个不同频率和幅度的信号。
3. 将信号发生器产生的信号输入到时分复用模块的输入端。
4. 打开实验箱电源，观察示波器上复用信号的波形。
5. 将复用信号输入到解复用模块的输入端。
6. 观察解复用模块的输出端，分析解复用后的信号是否恢复出原始信号。
五、实验过程1. 将信号发生器产生的两个信号分别输入到时分复用模块的A、B输入端。
2. 打开实验箱电源，观察示波器上A、B信号的波形，确认信号输入正常。
3. 观察示波器上复用信号的波形，确认复用过程正常。
4. 将复用信号输入到解复用模块的输入端。
5. 观察解复用模块的输出端，分析解复用后的信号是否恢复出原始信号。
六、实验结论1. 通过实验，成功实现了时分复用和解复用过程。
2. 实验结果表明，时分复用技术能够有效地将多个信号源的信息复用到同一传输线路上，并在接收端恢复出原始信号。
时分复用-解复用实验讲解
固定及变速率时分复用、解复用实验第一部分固定速率时分复用/解复用实验一、实验目的1.掌握固定速率时分复用/解复用的同步复接/分接原理。
2.掌握帧同步码的识别原理。
3.掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
二、实验内容1.搭建一个理想信道固定速率时分复用数字通信系统，使系统正常工作。
2.搭建一个理想信道固定速率时分解复用数字通信系统，使系统正常工作。
3.用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。
4.观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，直接观察时分复用与解复用的实验效果。
三、实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
四、基本原理1．同步复接/分接原理固定速率时分复用/解复用通常也称为同步复接/分接。
在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。
图1.1 数字复接器的基本组成图1.2 数字分接器的基本组成图数字复接器的基本组成如图1.1所示。
数字复接器的作用是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复接方式合并成为单一的合路数字信号。
数字复接器由定时、调整和复接单元所组成。
定时单元的作用是为设备提供统一的基准时间信号，备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。
调整单元的作用是对各输入支路数字信号进行必要的频率或相位调整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号。
复接单元的作用是对已同步的支路信号进行时间复接以形成合路数字信号。
数字分接器的基本组成如图1.2所示。
数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。
数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。
定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。
同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。
分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。
时分复用-解复用实验
固定及变速率时分复用、解复用实验之蔡仲巾千创作第一部份固定速率时分复用/解复用实验一、实验目的1.掌握固定速率时分复用/解复用的同步复接/分接原理.2.掌握帧同步码的识别原理.3.掌握集中拔出帧同步码时分复用信号的帧结构特点.二、实验内容1.搭建一个理想信道固定速率时分复用数字通信系统, 使系统正常工作.2.搭建一个理想信道固定速率时分解复用数字通信系统, 使系统正常工作.3.用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS）, 熟悉它们的对应关系.4.观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系, 直接观察时分复用与解复用的实验效果.三、实验仪器示波器, RC-GT-II型光纤通信实验系统.四、基来源根基理1．同步复接/分接原理固定速率时分复用/解复用通常也称为同步复接/分接.在实际应用中, 通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备, 称为复接分接器(缩写为Muldex).图1.1 数字复接器的基本组成图 1.2数字分接器的基本组成图数字复接器的基本组成如图1.1所示.数字复接器的作用是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复接方式合并成为单一的合路数字信号.数字复接器由按时、调整和复接单位所组成.按时单位的作用是为设备提供统一的基准时间信号, 备有内部时钟, 也可以由外部时钟推动.调整单位的作用是对各输入支路数字信号进行需要的频率或相位调整, 形成与本机按时信号完全同步的数字信号.复接单位的作用是对已同步的支路信号进行时间复接以形成合路数字信号.数字分接器的基本组成如图1.2所示.数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号.数字分接器由同步、按时、分接和恢复单位所组成.按时单位的作用是为分接和恢复单位提供基准时间信号, 它只能由接收的时钟来推动.同步单位的作用是为按时单位提供控制信号, 使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号坚持正确的相位关系, 即坚持同步.分接单位与复接单位相对应, 分接单位的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离.分接器的恢复单位与复接器的调整单位相对应, 恢复单位的作用是把分离后的信号恢复成为原来的支路数字信号.将低次群复接成高次群的方法有三种；逐比特复接；按码字复接：按帧复接.在本实验中, 由于速率固定, 信息流量不年夜, 所以我们所应用的方式为按码字复接, 下面我们把这种复接方式作简单介绍.按码字复接：对本实验来说, 速率固定, 信息结构固定, 每8位码代表一“码字”.这种复接方式是按顺序每次复接1个信号的8位码, 输入信息的码字轮流被复接.复接过程是这样的：首先取第一路信息的第一组“码字”, 接着取第二路信息的第一组“码字”, 再取第三信息的第一组“码字”, 轮流将3个支路的第一组“码字”取值一次后再进行第二组“码字”取值, 方法仍然是：首先取第一路信息的第二组码, 接着取第二路信息的第二组码, 再取第三路信息的第二组码, 轮流将3个支路的第二组码取值一次后再进行第三组码取值, 依此类推, 一直循环下去, 这样获得复接后的二次群序列（d）.这种方式由于是按码字复接, 循环周期较长, 所需缓冲存储器的容量较年夜, 目前应用的很少.图1.3 按码字复接示意图（a）第一路信息；（b）第二路信息；（c）第三路信息；（d）复接后2．本实验所用的同步复接模块的结构原理本实验所用到的固定速率时分复用真个原理方框图如图 1.4所示.这些模块发生三路信号时分复用后的FY_OUT信号, 信号码速率约为128KB, 帧结构如图1.5所示.帧长为24位, 其中首位无界说, 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FY_OUT信号为集中拔出帧同步码时分复用信号.同时通过发光二极管来指示码型状态：发光二极管亮状态暗示1码, 熄状态暗示0码.本实验中用到的电路, 除并行码发生器和8选一电路是由分立器件组成的外, 其他电路全都在两片年夜规模集成电路XC95XL144TQ100-5（以下简称CPLD）内部.下面对时钟信号源、分频器、八选一、调整器及复接器等单位作进一步说明.（1）时钟信号源时钟是由晶振X1（z）提供, 它也是整个系统的时钟信号源.z 时钟经CPLD分频获得本实验所需的时钟信号CLK1, F CLK1=4.096KHz.图1.4 复用器原理方框图图1.5 帧结构（2）分频器分频器一首先进行16分频, 输出信号频率为256kHz.然后采纳另一分频器二完成÷2、÷4、÷8、÷16运算, 输出BS、S1、S2、S3等4个信号.BS为位同步信号, 频率为128kHz.S1、S2、S3为3个选通信号, 作为八选一的选通信号, 频率分别为BS信号频率的1/2、1/4和1/8.分频器三是一个二一十进制加计数器, 对BS信号进行24分频,分别输出选通信号S4、S5, 这两个信号的频率相等、即是BS信号频率的1/24.其中S5作为帧同步时钟FS.分频器输出的S1、S2、S3、S4、S5等5个信号的波形如图1.6（a）和1.6（b）所示.图1.6 分频器输出信号波形（3）八选一采纳8路数据选择器74LS151, 它内含了8路传输数据开关、地址译码器和三态驱动器, 其真值表如表1-1-1所示.U100、U101和U102的地址信号输入端A、B、C并连在一起并分别接S1、S2、S3信号, 它们的8个数据信号输入端x0 ~ x7分别与K100、K101、K102输出的8个并行信号连接.由表1.1可以分析出U100、U101、U102输出信号都是码速率为128KB、以8位为周期的串行信号.表1.1 74151真值表（4）调整器调整器的作用是将输入的3路串行信号进行速率及时隙调整, 以到达复接的时序要求.（5）复接器如图1.3中所示, 三路串行信号a,b,c经复接口后的复接输出信号FY_OUT见波形d.复接器主要有两种复接电路：一种为同步复接电路, 一种为异步复接电路, 在固定速率时分复用时, 由于被复接的三个支路是同步的信号, 所以本实验采纳的是同步复接电路, 而异步复接电路将在变速率时分复用实验中进行细述.图1.7 复接波形示意图在本实验中, 送入复接器的三路信号为同频同相的信号, 且帧长一样, 我们所使用的复接方式为按码字复接, 即一次复接8位码, 示意图如图 1.7所示.其中：F1、F2、F3分别为复接时钟, D1、D2、D3为调整后的三路数据, FY_OUT为复接后的信号.FS信号可用作示波器的外同步信号, 以便观察FY_OUT的帧结构.FS信号、FY_OUT信号之间的相位关系如图 1.8所示, 图中FY_OUT的无界说位为0, 帧同步码为1110010, 数据1为11110000, 数据2为00001111.FS信号的低电平、高电平分别为8位和16位数字信号时间, 其上升沿比NRZ-OUT码第一位起始时间超前一个码元.FS图1.8 FS、FY-OUT波形3. 本实验所用的同步分接模块的结构原理分接端原理方框图如图 1.9所示.它输入单极性非归零信号（帧结构如图1.10所示）, 由位同步信号提取电路和帧同步信号发生器发生位同步时钟信号（BS）和帧同步信号（FS）, 通过BS、FS这把两路数据信号从时分复用信号中分离出来, 两个8位的并行数据信号, 两个并行信号驱动16个发光二极管, 左边8个发光二极管显示第一路数据, 右边8个发光二极管显示第二路数据, 二极管亮状态暗示“1”, 熄灭状态暗示“0”.两个串行数据信号码速率为数字源输出信号码速率的1/3.图1.10 FY_OUT信号帧结构本实验用到的电路中, 除显示电路是由分立器件组成的外, 其他电路全都在两片年夜规模集成电路XC95XL144TQ100-5（以下简称CPLD）内部.各组成模块功能说明：1)位同步提取器（全数字锁相环）：位同步提取器的作用是：从输入的FY_IN 信号中提取位同步信息, 通过数字锁相环发生本地的位同步时钟信号BS, 该位同步信号（BS ）为整个解复用电路的主要时钟信号.数字锁相的原理方框图如图 1.11所示, 它由稳定度振荡器、分频器、相位比力器和控制器组成.其中, 控制器包括图中的扣除门、附加门和“或门”.高稳定度振荡器发生的信号经整形电路酿成周期性脉冲, 然后经控制器再送入分频器, 输出位同步脉冲序列.若接收码元的速率为F （波特）, 则要求位同步脉冲的重复速率也为F （赫）.这里晶振的振荡频率设计在nF （赫）, 由晶振输出经整形获得重复频率为nF （赫）的窄脉冲b(b’)）.如果接收端晶振输出经n 次分频后, 不能准确地和收到的码元信号同图1.11 位同步器方框图接收码元频同相, 这时就要根据相位比器输出的误差信号, 通过控制器对分频器进行调整.从经微分、调整后的码元信息中就可以获得接收码元所有过零点的信息, 其工作波形如图 1.12所示.获得接收码元的相位后, 再将它加于相位比力器去比力.首先, 先不论图中的迟延3, 设接收信号为不归零脉冲（波形a）, 我们将每个码元的宽度分两个区, 前半码元称为“滞后区”, 即若位同步脉冲波形b落入此区, 暗示位同步脉冲的相位滞后于接收码元的相位；同样, 后半码元称为“超前区”.接收码元经微分调整, 并经迟延4电路后, 输出如波形e所示的脉冲.当位同步脉冲波形b（它是由n次分频器d真个输出, 取其上升沿而形成的脉冲）位于超前区时, 波形e和分频器d真个输出波形d使与门A有输出, 该输出再经过迟延1就发生一超前脉冲（波形f）.若位同步脉冲波形b’（图中的虚线暗示）落于滞后区, 分频器c真个输出波形（c端波形和d端波形为反相关系）如波形c’所示, 则与门B有输出, 再经过迟延2发生一滞后脉冲（波形g）.这样, 无论位同步脉冲超前或滞后, 城市分别送出超前或滞后脉冲对加于分频器的脉冲进行扣除或附加, 因而到达相位调整的目的.图1.12 波形图现在讨论图中的迟延3的作用.同波形图看到, 位同步脉冲帅分频器d端输出波形（波形d）的正沿而形成的, 所以相位调整的最后结果应该合波形d的正沿对齐窄脉冲e（即d的正沿位于窄脉冲之内）.若d端产输出波形最后调整到如波形图d'所示的位置, 则A、B两个与门都有输出；先是通过与门B输出一个滞后脉冲, 后是通过与门A输出一超前脉冲.这样调整的结果使位同步信号的相位稳定在这一位置, 这是我们所需要的.然而, 如果d 真个输出波形调整到波形图d’’的位置, 这时, A、B两个与门出都有输出, 只是这时是先通过A门输出一超前脉冲, 而后通过B门输出一滞后脉冲.如果不采用办法, 位同步信号的相位也可以稳定在这一位置, 则输出的位同步脉冲（波形b）就会与接收码元的相位相差180°.克服这种不正确锁定的法子, 是利用在这种情况下A门先有输出的这一特点.当A门先有输出时, 这个输出一方面产和超前脉冲对锁相环进行调整；另一方面, 这个输出经迟延3发生一脉冲将与门B封闭, 不会再发生滞后脉冲.这样通过A六不竭输出超前脉冲, 就可以高速分频器的输出的相位, 直到波形d的正沿对齐窄脉冲（波形e）为止.2)帧同步电路图1.13 帧同步电路组成框图帧同步电路如图 1.13可知, 整个帧同步电路主要由分频器、帧同步码识别器、脉冲生成器和同步呵护器四年夜部份组成.各组成电路的作用分别如下：分频器：主要是将位同步信号进行24分频获得与信源的帧同步信号同频的准帧同步信号, 然后送入脉冲生成器进行相位调整.帧同步码识别器：从串行信号（FY_IN）识别出同步码（在我们系统中的同步码为：X1110010）, 当识别器识别到一组帧同步码时, 它就输出一个脉冲, 送入同步呵护器；若输入的信号中没有同步码, 则其始终输出低电平.同步呵护器：当没有帧识别脉冲输入时, 始终输出一低电平, 使脉冲生成器停止工作, 这样就没有FS信号输出；当有连续的识别脉冲输入时, 呵护器输出满足时序要求的控制脉冲给脉冲生成器.脉冲生成器：当分频器和同步呵护器都输出满足要求的时钟信号时, 脉冲生成器才输出正确的帧同步脉冲；当分频器和同步呵护器输出的信号不满足时序要求时, 则将输犯毛病的FS信号.3)延迟器1、2、3, 整形器：通过整形器, 则可以将送来的FS信号进行脉冲调整, 使其脉冲宽度刚好为8个码元宽度.延迟器主要是由移位寄存器组成, 主要是对整形器送来的帧同步信号进行相位调整, 以满足时序的需要.波形如图1.14所示.4)串/并变换：在FD及FD_7的作用下, 串并转换器对输入的数据信号进行选通转换：当FD为“1”时, 转换器1工作, 将第一路数据复原为并行数据并输出到发光二极管进行显示；当FD_7为“1”时, 转换器2工作, 将第二路数据复原为并行数据并输出到发光二极管进行显示.图1.14 变换后的信号波形五、实验步伐（以下实验步伐以1310nm光端机部份讲解, 即实验箱左边的模块.1550nm光端机部份与其相同）1. 固定速率时分复用实验1)关闭系统电源, 将固定速率数字信号源模块中的D1、D2、D3分别接到固定速率时分复用复接端D_IN1、D_IN2、D_IN3.2)翻开系统电源, 用示波器双通道分别丈量并记录FS、BS、FY-OUT、D1、D2、D3信号波形, 比力波形的对应关系, 分析波形和理论是否一致.2. 固定速率时分解复用实验1)关闭系统电源, 将固定速率时分复用复接端接口FY_OUT接到固定速率时分复用分接端接口FY_IN.2)将D3端口所对应的八位拨码开关拨成帧同步码（7位巴克码1110010）.3)翻开系统电源, 观察实验结果, 分析能否正常解复用.3. 实验所需端口说明D1、D2、D3：固定速率数字信号源输出端口D_IN1、D_IN2、D_IN3：复用模块数字信号输入端口FY-OUT：复用模块信号输出端口FY-IN：解复用模块信号输入端口BS：位同步信号输出端口FS：帧同步信号输出端口六、注意事项1.该实验设备系采纳元件概况贴装方式制造, 务必注意不能让金属导电物体失落落在电路板上（特别注意示波器地线夹）, 否则极易烧毁设备.2.进行接线把持前必需先关闭电源（在箱体外部右侧）, 接线把持完成后检查无误再翻开电源, 不成带电插拔各类导线.3.夹示波器的地线夹时要注意看清GND地线标识, 有的测试接线端子外形与地线端子相同, 要谨防夹错, 造成不需要的电路损坏.七、实验结果(1) 原数据：D1:11110000D2:00001111D3:01110010码宽：32us码速：示波器显示：第二部份变速率时分复用/解复用实验一、实验目的1.掌握变速率时分复用的码速率调整原理.2.掌握变速率时分复用的复接/分接原理3.掌握逐比特复接的复接/分接原理.二、实验内容1.认真学习实验指导, 学习时分复用的异步复接/分接原理.2.搭建变速率时分复用/ 解复用实验连接电路.3.用示波器观察输入信号、调整速率后的信号、复接时钟信号,复接后的信号及分接后的信号, 了解它们的对应关系.三、实验仪器示波器, RC-GT-Ⅱ型光纤通信实验系统.四、基来源根基理1．变速率复接电路原理变速率复接电路组成框图如图2.1所示.各组成模块的功能说明如下：线路编码器（前4个）：把被复接的4个分歧速率数据编码成具有相同标称速率的信号.正码速调整：进行码速调整, 即把4个标称速率相同实际有容差的的信号都调整到同一速率上, 使它们同步.位同步复接器：将4个支路已经同步的信码流复接成一个高速率的二次群信号.线路编码器（最右边一个）：对复接后的信号进行编码, 以便在接收端提取时钟.在实验一中我们已经知道数字复接由数字复接器(Digitalmultiplexer)和数字分接器两部份组成, 且数字复接器是将同步的多路信号复接成一路信号, 在本实验中, 我们将讨论如何将异步的多路数字信号复接成一路信号, 即异步复接.那么什么是异步复接呢？当输入支路数字信号分歧步而与本机按时信号是异步的, 即它们的对应生效瞬间纷歧定以同一速率呈现, 那么调整单位就要对各个支路数字信号实施频率和相位调整, 使之成为同步信号, 这种复接称为异步复接, 这种复接器称为异步复接器.还有两种情况, 即：如果输入支路数字信号的生效瞬间相对本机对应的按时信号是以同一标称速率呈现, 而速率的任何变动都限制在规定的容差范围内, 这种复接称为准同步复接, 这种复接器称为准同步复接器；如果被复接的各支路数字信号的时钟源是各自自力的, 尽管它们的标称码率都相同, 并允许在规定的容差范围内变动, 这种准同步复接一般又称为异源复接.具有相同标称速率但不是由同一时钟源发生的两个信号通常就是准同步的.2．正码速调整原理：在实验一中的三路信号(D1、D2、D3)复接时, 由于各路是使用同一个时钟源, 且频率、相位相同, 是同步复接, 因此实现起来较为简单.然而, 在系统中, 若要对四路分歧计算机的串口数据进行复接, 由于它们各自通信时的波特率分歧, 所以对它们进行复接,应分三个步伐来进行：第一步将各输入信号进行编码, 使它们速率的标称值相同；第二步将各支路的编码后的信码变换成与一个标准信号同频同相的信码, 即先对各支路进行码速调整, 使之到达码速同步；第三步进行同步复接, 即将已同步的数码进行复接.后两个步伐组合起来就称为准同步复接, 实现准同步复接, 其重要概念是；先进行码速调整, 再进行同步复接.码速调整为同步复接提供条件.码速调整有三种方式：正码速调整；正／负码速调整；正／零／负码速调整.ITU—T推荐使用正码速调整和正／零／负码速调整方式.我国年夜部份复用设备采纳正码速调整方式, 也有采纳正／零／负码速调整方式的.目前应用的多是“脉冲拔出同步”方式, 这种方式是利用拔出脉冲的方法来实现调整的.所谓正码速调整就是将被复接的低次群的码速都提高, 使其同步到某一规定的较高的码速上.例如在PCM基群的数码率标称值都是 2 048kb／s, 但由于各个自力的时钟源总是存在偏差, 因此, 可根据复接帧的要求, 确定脉冲的拔出数目, 使每个基群的数码率均由 2 048kb／s填充到所要求的数码率, 二次群复接时为2112kb／s.这样, 码速都提高了, 又到达了相互同步的目的.由于是用提高码速来使其同步, 故称为正码速调整.在系统中, 首先对输入的四路信号按一定速率进行编码, 以便使四路信号速率的标称值相同, 编码方式可以采纳多种方式（如CMI、DMI, 5B6B, 4B1H等等）, 然后再对编码后的信号进行脉冲拔出同步的正码速调整, 下面, 我们对正码速调整中拔出脉冲部份的原理作简单介绍.采纳脉冲拔出同步的正码速调整的原理如图2.2所示.该图只绘出一个支路的码速调整拔出部份情况, 去拔出部份和复接部份没有绘出.图2.2 脉冲拔出同步方式拔出部份的原理示意图方框图；(b)支路输入数码流fi, (c)码速调整后的数码流fm;基群输入的数字信号先写入到一个缓冲存储器, 写入速率是编码速率, 读出时钟频率则是码速调整后的速率fm, 而fm>fi, 所以存储器是读得快写得慢, 即存储器处于“快读慢写”状态.快读慢写会呈现什么结果呢?从图中可以看出, 第1个脉冲经过一段时间后读出, 第2个脉冲的读出, 其经过的时间长度比前者要短一些, 因读出速度比写入速度快, 以后的写入与读出时间差, 即相位差愈来愈小, 在第6个脉冲时两者相位差已很小, 即将呈现取空状态, 当相位差小到一定水平时, 由相位比力器(在缓冲存储器中)发出拔出请求, 要求拔出脉冲控制电路发出一个拔出指令, 停止一次读出, 同时在此瞬间拔出一个脉冲, 如图中虚线位置所示.拔出脉冲是不携带信息的, 所以在接收端应把它去失落, 为此, 发送端在拔出脉冲的同时, 必需发出一个标识表记标帜信号通知接收端, 据此判别出哪些是拔出脉冲, 然后把它去失落以恢复原始信号.正码速调整过程的要点如下：a)输入的数码流以fi的速率写入缓冲存储器；缓冲存储器以f m的速率读出, 即进行快读慢写.b)当读时钟与写时钟的相差小到某一规定值时, 由鉴相器检出其状态, 要求拔出脉冲控制电路发出一个指令, 此指令控制三个举措；停止一次读出；拔出一个脉冲, 给拔出脉冲作出标识表记标帜.c)4个基群支路的速率都正调整到fm后, 再复接成二次群.即fi→fm X4→4fm.以上就是系统所采纳的码速率调整部份、逐比特同步复接的原理介绍, 通过这两部份的协同工作, 就可以将输入的四路异步信号复接成一路串行信号进行传输.3．变速率分接电路原理分接真个原理框图如图2.3所示.图2.3 分接电路原理框图各组成模块的功能说明如下：按时提取：从输入信号中提取按时信息, 为其他模块提供时钟.线路译码（最左边一个）：在时钟作用下, 对输入信号进行译码, 同步, 最后供给分接器和去拔出控制器.分接器：把二次群数码流分接成4组, 分路送入缓冲存储器.缓冲存储器：在进行读、写时有一定的存储缓冲作用, 分接侧的缓冲存储器与复接侧的缓冲存储器年夜体相同, 所有分歧是分接侧的缓冲存储器不包括相位比力器, 比相工作由锁相环完成.分接按时器：为缓冲存储器提供一个已扣除拔出脉冲的写脉冲.去拔出控制器：提供一种控制, 通过它的控制把接收的数码流中的拔出脉冲去失落.首先由它检出拔出标识表记标帜信号脉冲, 经过择多判决, 如果判断出接收数据流中有拔出脉冲, 就进行消插, 将拔出脉冲去失落.锁相环：为缓冲存储器提供读出时钟.去拔出原理示意图如图2.4所示.在接收端, 当收到发送真个标识表记标帜信号后, 它连同信号一起通过一个标识表记标帜信号检出电路而被检出, 因而发生一个“消插指令”, 把写入脉冲禁失落一个, 也就是不使拔出脉冲写入存储器.如图(c)所示, 即原虚线所示的位置空着了.这时, 数码与原来的数码次第一样(因已扣除拔出脉冲), 但时间间隔是不均匀的, 中间有间隙.因此, 在接收端, 要恢复原数码, 必需从图(c)波形中, 提取时钟fi, 即是将已去失落拔出脉冲的数码流均匀化.这一任务用一个锁相环来完成.锁相环框图如图2.5所示.由鉴相器、压控振荡器和低通滤波器组成.压控振荡器的输出是读出时钟fi, 相位为θ0.鉴相器有两个输入信号：一个是写入时钟fm, 它是已扣除拔出脉冲的序列,。
时分复用-解复用实验之欧阳治创编
固定及变速率时分复用、解复用实验第一部分固定速率时分复用/解复用实验一、实验目的1.掌握固定速率时分复用/解复用的同步复接/分接原理。
2.掌握帧同步码的识别原理。
3.掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
二、实验内容1.搭建一个理想信道固定速率时分复用数字通信系统，使系统正常工作。
2.搭建一个理想信道固定速率时分解复用数字通信系统，使系统正常工作。
3.用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。
4.观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，直接观察时分复用与解复用的实验效果。
三、实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
四、基本原理1．同步复接/分接原理固定速率时分复用/解复用通常也称为同步复接/分接。
在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。
图1.1 数字复接器的基本组成图1.2 数字分接器的基本组成图数字复接器的基本组成如图1.1所示。
数字复接器的作用是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复接方式合并成为单一的合路数字信号。
数字复接器由定时、调整和复接单元所组成。
定时单元的作用是为设备提供统一的基准时间信号，备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。
调整单元的作用是对各输入支路数字信号进行必要的频率或相位调整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号。
复接单元的作用是对已同步的支路信号进行时间复接以形成合路数字信号。
数字分接器的基本组成如图1.2所示。
数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。
数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。
定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。
同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。
分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。
时分复用-解复用实验之欧阳美创编
固定及变速率时分复用、解复用实验第一部分固定速率时分复用/解复用实验一、实验目的1.掌握固定速率时分复用/解复用的同步复接/分接原理。
2.掌握帧同步码的识别原理。
3.掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
二、实验内容1.搭建一个理想信道固定速率时分复用数字通信系统，使系统正常工作。
2.搭建一个理想信道固定速率时分解复用数字通信系统，使系统正常工作。
3.用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。
4.观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，直接观察时分复用与解复用的实验效果。
三、实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
四、基本原理1．同步复接/分接原理固定速率时分复用/解复用通常也称为同步复接/分接。
在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。
图1.1 数字复接器的基本组成图 1.2数字分接器的基本组成图数字复接器的基本组成如图 1.1所示。
数字复接器的作用是把两个或两个以上的支路数字信号按时分复接方式合并成为单一的合路数字信号。
数字复接器由定时、调整和复接单元所组成。
定时单元的作用是为设备提供统一的基准时间信号，备有内部时钟，也可以由外部时钟推动。
调整单元的作用是对各输入支路数字信号进行必要的频率或相位调整，形成与本机定时信号完全同步的数字信号。
复接单元的作用是对已同步的支路信号进行时间复接以形成合路数字信号。
数字分接器的基本组成如图 1.2所示。
数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。
数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。
定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。
同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。
分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。
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实验八：时分复用通信系统综合实验
一：实验目的
1、 熟悉帧复接/解复接器在通信系统中所处的地位及作用；
2、 定性了解帧传输在不同信道误码率时对话音业务和数据业务的影响；
二：实验设备
1、 通信原理综合实验系统
一台 2、 20MHz 双踪示波器 一台
3、 电话机 二部
三：实验原理
本节实验将数据和话音业务通过复接/解复接模块传输，测量复接/解复接器在传输信道不同误码率（4种可选）环境下对数据和话音业务的影响，以了解信号时分复用技术在一个传输系统中的性能、作用及对相关通信业务的影响。
实验的系统连接框图见图8.1.1所示。
2#
1# 图8.1.1 时分复用（TDM ）系统测试组成框图
四：实验步骤
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）。
（2）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ADPCM1位置。
（3）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）。
（4）将2部电话机分别接入PHONE1和PHONE2插座。
（5）加电后通过菜单设置在PCM编码方式。
用示波器测量DSP+FPGA模块测试点TPMZ07有脉冲信号，则系统运行正常。
（6）将解复接模块内的输入数据选择开关KB01、KB02设置自环LOOP位置（下端），使复接模块和解复接模块连接成直通方式。
（7）将复接模块内的误码产生和m序列选择开关SBW02的设置为0001（E_SEL0、E_SEL1和M_SEL0拔下，M_SEL1插入），使传输信道无误码、m序列发生器输出m1序列码。
1、不同信道误码率下帧内数据信号传输的测量：
(1)：用示波器测量同时观测复接模块帧同步指示测试点TPB07与解复接模块帧同步指
示测试点TPB06波形，观测时用TPB07同步，调整示波器使两观测信号之间正常同步。
用示波器观察复接模块内m序列检测点TPB01和解复接模块内m序列接收输出测试点TPB05波形是否一致。
(2)：将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0短路器插入、E_SEL1拔除
（10），此时传输信道误码率Pe≈4×10—3。
①用示波器测量同时观测复接模块帧同步指示测试点TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波形，观测时用TPB07同步。
②用示波器测量复接模块内m序列检测点TPB01和解复接模块内m序列接收输出测试点TPB05波形，观察在有错码传输时发送和接收数据是否同步、一致（注意观察和熟悉有误码和无误码的信号波形变化）。
(3)：将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0、E_SEL1短路器都插入
（1100），在传输信道错码率为Pe≈1×10—1。
重复上述测量步骤，记录测试结果。
思考：能利用哪些测试手段或故障现象直接判断出解复接模块帧同步电路失步。
2、不同信道误码率下帧内传输PCM话音业务的测量
(1)：按准备工作要求设置各跳线开关，将ADPCM1模块内输入数据选择开关K504设
置在复接MUX位置（左端）、ADPCM2模块内输入数据选择开关K604设置在ADPCM1位置（中间）。
通过菜单选择PCM编码方式，此时通过电话拨号接通电话，使两端电话处于正常通话状态。
（注：系统中仅ADPCM2至ADPCM1方向经过复接
系统传输，ADPCM1至ADPCM2信道传输现设置为直通。
）
(2)：首先在无信道错码时，通过电话机2讲话，听ADPCM2至ADPCM1方向经过复
接系统传输的话音质量。
主观评价话音传输质量，记录测试结果。
(3)：将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0短路器插入、E_SEL1拔除
（10），设置传输信道误码率Pe≈4×10—3。
通过电话机2讲话，听ADPCM2至ADPCM1方向经过复接系统传输的话音质量。
主观评价话音传输质量，记录结果。
(4)：将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0、E_SEL1短路器都插入（11），
在传输信道错码率为Pe≈1×10—1。
重复上述测量步骤。
（注：测量时可以用电话机连续按拨号键长时间产生连续的音频信号）。
3、不同信道误码下帧内传输ADPCM话音业务的测量
通过菜单将话音编码方式设置为ADPCM方式。
测量在信道误码下帧内传输ADPCM话音业务的方法可以参照帧内传输PCM测试步骤，学生自己组织完成。
注意将ADPCM与PCM 测量的结果进行比较。
4、在数据信号中出现连续出现帧定位信号对帧同步电路的影响测量
按准备工作要求设置各跳线开关。
（1）用示波器测量同时观测复接模块帧同步指示测试点TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波形，观测时用TPB07同步，调整示波器使两观测信号之间
正常同步。
（2）将复接模块内开关信号跳线开关SWB01中LED7～LED0为11100100码型，使其与帧定位信号一致。
继续观测测试点TPB07与TPB06两点波形的相位关系。
（3）通过加大误码再减小误码（或断开解复接模块输入数据再接入数据），使解复接模块帧同步电路失步进入失锁后再进入同步。
注意观测测试点TPB07与TPB06两
点波形同步后的相位关系。
重复多次实验，记录测试结果。
（4）重复第（3）步的测量步骤，注意观测解复接模块的开关信号指示发光二极管指示灯（DB01～DB08）的变化情况，通过实验结果分析对数据通信的影响。
（5）按“2.不同信道误码率下帧内传输PCM话音业务的测量”要求设置，通过电话拨号接通电话，使两端电话处于正常通话状态。
重复第（3）步的测量步骤，通过实
验结果分析对话音业务传输的影响。
（注：系统中仅ADPCM2至ADPCM1方向
经过复接系统传输，ADPCM1至ADPCM2信道传输现设置为直通。
）
五：实验结果与分析
1、总结帧失步对数据业务、话音业务的影响。
2、分析、总结不同误码率下数据业务、话音业务的影响。
3、分析、比较误码对PCM与ADPCM话音质量的影响。
4、当信道中断或传输信道误码过大或其他故障成无法通信，能利用哪些检测手段分析、
判断出具体故障的原因？
选作内容：
不同信道误码率下帧内传输开关信号输出指示观测
从解复接模块的开关信号指示发光二极管指示灯（DB01～DB08）的变化能直观的反映出信道错码、帧同步电路失步及信道故障（数据中断或时钟恢复电路故障）情况。
本项内容测试主要是让学生观察解复接模块的开关信号指示发光二极管指示灯的变化情况，了解在信道有错码时对数据通信的影响；同时，在信道故障时，培养学生分析问题和解决问题的能力。
测量方法参见实验“1.不同信道误码率下帧内数据信号传输的测量”一节，模拟信道故障（数据中断或时钟恢复电路故障）可以将解复接模块内输入数据和时钟选择跳线开关KB01、KB02分别拔下来实现，具体测试在老师的指导下由学生自己组织完成。