通信原理软件实验报告
学院：信息与通信工程学院
班级：
一、通信原理Matlab仿真实验
实验八
一、实验内容
假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。
二、实验原理
1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM
该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为：
应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制：
AM信号的频谱特性如下图所示：
由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生
双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波 c(t)相乘得到，如图所示：
m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示：
若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。
3、单边带条幅SSB信号
双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。
单边带条幅SSB AM信号的其表达式：
或
其频谱图为：
三、仿真设计
1、流程图：
2、实验结果&分析讨论
实验仿真结果
从上至下依次是AM信号、DSB信号、SSB信号。
从仿真结果看，AM调制信号包络清晰，可利用包络检波恢复原信号，接收设备较为简单。其频谱含有离散大载波，从理论分析可知，此载波占用了较多发送功率，使得发送设备功耗较大。DSB-SC信号波形和频谱，其时域波形有相位翻转，频谱不含离散大载波。SSB信号比DSB信号节省一半带宽，适合于语声信号的调制，因为其没有直流分量，也没有很低频的成分。
3、结果分析：
根据通原理论课的知识可知，信号的AM调制比较容易实现，但其功率谱中有相当大一部分是载频信号，效率非常低；DSB-SC调制解决了AM信
号效率低下的问题，但仍然存在的问题是调制信号的带宽为基带信号的两倍，频谱利用率较低；SSB调制方式在频谱利用上又做出了改进，为原先的一半，但其可靠性降低了，总之，可靠性与有效性是难以两全其美的，为一对矛盾体。
四、程序代码
fs = 800;%kHz
T = 200;
N = T*fs;
t = linspace(-T/2,T/2,N);
f = linspace(-fs/2,fs/2,N);
fm1 = 1;%kHz
fm2 = 0.5;%kHz
fc = 20;%kHz
mt = sin(2*pi*fm1*t)+2*cos(2*pi*fm2*t);
%AM调制信号波形和频谱
A = 2;
a = 0.3;
AM = (1 + a*mt).*cos(2*pi*fc*t);
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(t,AM);
xlabel('时间t(ms)');
ylabel('AM');
axis([-3,3,-3,3]);
title('AM波形');
grid on;
FAM = t2f(AM,fs);
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(FAM));
xlabel('频率f(kHz)'); ylabel('FAM');
axis([-25,25,0,150]);
title('AM幅频特性');
grid on;
%DSB-SC信号波形和频谱DSB = mt.*cos(2*pi*fc*t); figure(2);
subplot(2,1,1);
plot(t,DSB);
xlabel('时间t(ms)'); ylabel('DSB');
axis([-3,3,-3,3]);
title('DSB波形');
grid on;
FDSB = t2f(DSB,fs);
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(FDSB));
xlabel('频率f(kHz)');
ylabel('FDSB');
axis([-25,25,0,150]);
title('DSB幅频特性');
grid on;
%SSB信号波形和频谱
M = t2f(mt,fs);
MH = -j*sign(f).*M;
mh = real(f2t(MH,fs));
SSB = mt.*cos(2*pi*fc*t)- mh.*sin(2*pi*fc*t); FSSB = t2f(SSB,fs);
figure(3);
subplot(2,1,1);
plot(t,SSB);
xlabel('时间t(ms)');
ylabel('SSB');
axis([-3,3,-5,5]);
title('SSB波形');
grid on;
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(FSSB));
xlabel('频率f(kHz)');
ylabel('FSSB');
axis([-25,25,0,150]);
title('SSB幅频特性');
grid on;
实验九
一、实验内容
假设基带信号为m(t)=sin(2000πt)+2cos(1000πt)+4sin(500πt+π/3),载波频率为40kHz，仿真产生FM信号，观察波形与频谱。FM的频偏常数为5kHz/V。
二、实验原理
1、调频信号表达式为：
2、调频信号的频谱特征：
单频调制信号包括无穷多频率分量，在实际应用中，我们运用等效带宽这个概念。等效带宽的定义为：包含98%或者99%的已调信号总功率的带宽，根据卡松公式有：
三、仿真设计
1、流程图
2、实验结果&分析讨论
3、结果分析
由于max(m(t))=6.4833，信号带宽fm=1KHz ，Kf=5KHz/V ，由卡松公式
max 2(())
FM f m B K m t f ≈+ ,计算得带宽为66.8320KHz ，与频域仿真结果基
本相符。（事实上，由于调制信号不是单频信号，卡松公式不满足）
四、 程序代码
fs = 800;%kHz T = 200; N = T*fs; dt = 1/fs;
t = linspace(-T/2,T/2,N); f = linspace(-fs/2,fs/2,N); fm1 = 1;%kHz fm2 = 0.5;%kHz fm3 = 0.25;%kHz fc = 40;%kHz k = 5;%kHz
mt = sin(2*pi*fm1*t)+2*cos(2*pi*fm2*t)+4*sin(2*pi*fm3*t+pi/3); phi = 2*pi*k*cumsum(mt)*dt;
FM = cos(2*pi*fc*t+phi);
subplot(2,1,1);
plot(t,FM);
xlabel('时间t(ms)');
ylabel('FM');
axis([-2,2,-3,3]);
title('FM波形');
grid on;
FFM = t2f(FM,fs);
subplot(2,1,2);
plot(f,abs(FFM));
xlabel('频率f(kHz)');
ylabel('FFM');
axis([-80,80,0,20]);
title('FM幅频特性');
grid on;
实验十一
一、实验内容
通过仿真测量占空比为50%、75%以及100%的单、双极性归零码波形以及其功率谱，分析不同占空比对仿真结果的影响。
二、实验原理
1、时域特性
1.1二进制单极性归零码：
1.2二进制双极性归零码：
2、频域特性（功率谱）：
数字基带信号s(t)的功率谱密度为：
数字基带信号s(t)
的功率谱密度与随机序列
的功率谱特性
以及发送滤波器的频率特性有关。
在实随机序列的各符号互不相关时，s(t)的功率谱为
2.1单极性归零码：
2.4双极性归零码：
三、仿真设计
1、流程图：
2.2双极性
从上至下依次是占空比50%、75%、100%。从仿真结果可以看出，随占空比增加，频谱主瓣宽度减小，且不含冲激。
3、结果分析：
3.1单极性
由于单极性码含有直流分量，所以表现在频域内为在直流处奇级次谐波处有一个冲激，而其功率谱主瓣宽度随着占空比的不同而不同，对于50%、75%、100%的占空比的带宽分别对应为码元速率B的4倍、2倍、1.33倍和1倍。
3.2双极性
由于双极性码不含直流分量，所以没有单极性码所具有的直流处和奇次谐波处的冲激，但在带宽上与单极性码表现一致。
3.3对比
因为很多传输线路不能传送直流分量，而且在误码特性上双极性马要比单极性码好很多，故此，一般都优先选用双极性码。
四、程序代码
%通过仿真测量占空比为50%、75%以及100%的单双极性归零码波形及其功率
谱，分析不同占空比对仿真结果的影响
clear all;
xdel(winsid()); //关闭所有图形窗口
exec t2f.sci;
exec f2t.sci;
L=32; //每个码元间隔内的采样点数
N=2^13; //总采样点数
M=N/L; //总码元数
Rb=2; //码元速率
Ts=1/Rb; //比特间隔
fs=L/Ts; //采样速率
T=N/fs; //截短时间
Bs=fs/2; //系统带宽
t=-T/2+[0:N-1]/fs; //时域采样点
f=-Bs+[0:N-1]/T; //频域采样点
L0=input('请输入占空比(0~1)：')
EP=zeros(1,N);
ch=input('请选择要观察的码型：1-单极性；其他-双极性')
for loop=1:1000//1000次样本函数取平均
if ch==1
a=(rand(1,M)>0.5)+0; //生成单极性序列
else
a=sign((rand(1,M)>0.5)-0.5); //生成双极性序列
end
tmp=zeros(L,M);//一个码元的归零部分取零
L1=L*L0;//占空比，求出一个码元不归零部分的取样点数
tmp([1:L1],:)=ones(L1,1)*a;//将一个码元不归零部分的取样点值置为1
s=tmp(:)';
S=t2f(s,fs); //傅里叶变化
P=abs(S).^2/T; //样本的功率谱密度
EP=EP*(1-1/loop)+P/loop; //随机过程的功率谱是各个样本的功率谱的数学期望
end
xset("window",1)
plot(t,s)
set(gca(),"grid",[1,1])
title('时域图')
xlabel('t')
ylabel('S(t)')
mtlb_axis([-3,3,-1.5,1.5]);
xset("window",2)
plot(f,abs(EP+%eps))
set(gca(),"grid",[1,1])
title('功率谱图形')
xlabel('f')
ylabel('功率')
mtlb_axis([-35,35,-5,max(EP+%eps)]);
xset("window",3)
plot(f,10*log10(EP+%eps))
set(gca(),"grid",[1,1])
title('功率谱图形(dB)')
xlabel('f')
ylabel('功率')
实验十二
一、实验内容
仿真测量滚降系数为a=0.25的根升余弦滚降系统的发送功率谱密度及眼图。
二、实验原理
1.理想限带情况下的最佳基带传输：
a的存在，使得传输频带增加，降低了频谱利用率。A愈小，波形振荡起伏愈大，传输频带扩展小；反之，a愈大，波形振荡起伏愈小，频带扩展增大。实际中一般选取a不小于0.2。
2、眼图
实际通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统产生畸变，总是在不同程度上存在码间干扰的，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。而眼图可以直观地估价系统码间干扰和噪声的影响，是常用的测试手段。
眼图分析中常用结论：
(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；
(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感；
(3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量；
(4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容
限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；
(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。 三、仿真设计 1、流程图
2、实验结果&分析讨论 发送功率谱密度：
实验结果：仿真结果与计算公式(1)/2s W R α=+=2(1+0.25)/2=1.25基本相等。 眼图：
五、 程序代码
clear all
global dt t df N close all N=2^14; %采样点数
L=32; %每码元的采样点数 M=N/L
%码元数
Rb=2;
%码速率是2Mb/s
Ts=1/Rb; %码元间隔
dt=Ts/L; %时域采样间隔
df=1/(N*dt) %频域采样间隔
T=N*dt %时域截短时间
Bs=N*df/2 %系统带宽
Na=4; %设示波器扫描宽度为4个码元
alpha= 0.25;
t=[-T/2+dt/2:dt:T/2]; %时域横坐标
f=[-Bs+df/2:df:Bs]; %频域横坐标
g1=sin(pi*t/Ts)./(pi*t/Ts);
g2=cos(alpha*pi*t/Ts)./(1-(2*alpha*t/Ts).^2);
g=g1.*g2; %升余弦脉冲波形
G=t2f(g,df); %升余弦脉冲波形的傅氏正
变换
figure(1)
%set(1,'Position',[100,50,300,200])
%设定窗口位置及大小
%set(2,'Position',[350,50,300,200]); %设定窗口位置及大小
figure(2)
hold on %图形叠加，即重复扫描
grid
xlabel('t in us')
ylabel('s(t) in V')
EP=zeros(size(f))+eps; %加eps是为了躲零
for ii=1:2 % 设累计平均的循环
a=sign(randn(1,M));
imp=zeros(1,N); %产生冲激序列
imp(L/2:L:N)=a/dt;
S=t2f(imp,df).*G; %升余弦信号的傅氏变换
s=f2t(t2f(imp,df).*G,df); %升余弦信号的时域波形
s=real(s);
P=S.*conj(S)/T; %升余弦信号的功率谱
EP=(EP*(ii-1)+P+eps)/ii; %累计平均
figure(1)
plot(f,30+10*log10(EP),'g');
grid
axis([-3,+3,-200,200])
xlabel('f (MHz)')
ylabel('Ps(f) (dBm/MHz)')
figure(2)
tt=[0:dt:Na*L*dt]; %设定画眼图的坐标的位置
for jj=1:Na*L:N-Na*L %Na*L是每次画眼图的间隔步长，N-Na*L 是画眼图的
%最后一点的起始点。
plot(tt,s(jj:jj+Na*L)); %画升余弦信号的眼图
end
end % 对应累计平均的循环
实现数字基带传输系统
实验目的：
利用编程实现数字基带传输系统
1）画出发送端输入码序列波形和功率谱、发送滤波器输出波形和功率谱
2）画出接收端采样判决后码序列波形和功率谱、接收滤波器输出波形和功率谱
3）画出接收滤波器输出信号眼图（在升余弦滚将系数分别为0、0.5、1的情况下）
4）分别画出升余弦滚将系数为0、0.5、1，采样判决点在眼图最大处的系统的实际误码曲线（Pe~s/n0曲线），并在同坐标系中画出理论误码曲线
5）改变采样点重复1）~4）。
程序代码：
主程序：
clear all
exec t2f.sci;
exec f2t.sci;
exec eyes.sci;
k=13;
N=2^k;//采样点数
L=16;//每码元的采样点数
M=N/L;//码元数
Rb=2; //码速率是2Mb/s
Ts=1/Rb; //码元间隔
dt=Ts/L; //时域采样间隔
fs=1/dt;//采样速率
df=1/(N*dt); //频域采样间隔
T=N*dt; //截短时间
Bs=N*df/2; //系统带宽
f=[-Bs+df/2:df:Bs]; //频域横坐标
t=[-T/2+dt/2:dt:T/2]; //时域横坐标
alpha=1; //升余弦滚降系数
Hcos=zeros(1,N);
ii=find(abs(f)>(1-alpha)/(2*Ts)&abs(f)<=(1+alpha)/(2*Ts)); Hcos(ii)=Ts/2*(1+cos(%pi*Ts/alpha*(abs(f(ii))-(1-alpha)/(2*Ts)) ));
ii=find(abs(f)<=(1-alpha)/(2*Ts));
Hcos(ii)=Ts;
GT=sqrt(Hcos);
GR=GT; //最佳系统的发送接收滤波器的傅式变换
EPC=zeros(1,N);
EPB=zeros(1,N);
EP1=zeros(1,N);
EP2=zeros(1,N);
RECT=ones(L,1);
for l1=1:20;
Eb_N0(l1)=(l1-1); //信噪比
eb_n0(l1)=10^(Eb_N0(l1)/10);
Eb=1;
n0=Eb/eb_n0(l1); //信道的噪声谱密度
sita=n0*Bs; //信道中噪声功率
n_err=0; //误码计数
for loop=1:100
a=sign(rand(1,M,"normal"));
tmp1=RECT*a;
seq_send=tmp1(:)'; //发送端产生序列！！ S1=t2f(seq_send,fs);
P1=abs(S1).^2/T;//样本信号的功率谱密度
北京邮电大学实验报告 题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告 班级：2013211124 专业：信息工程 姓名：曹爽 成绩：
目录 实验一：抽样定理 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验要求 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验步骤和结果 (3) 五、实验总结和讨论 (9) 实验二：验证奈奎斯特第一准则 (10) 一、实验目的 (10) 二、实验要求 (10) 三、实验原理 (10) 四、实验步骤和结果 (10) 五、实验总结和讨论 (19) 实验三：16QAM的调制与解调 (20) 一、实验目的 (20) 二、实验要求 (20) 三、实验原理 (20) 四、实验步骤和结果 (21) 五、实验总结和讨论 (33) 心得体会和实验建议 (34)
实验一：抽样定理 一、 实验目的 1. 掌握抽样定理。 2. 通过时域频域波形分析系统性能。 二、 实验要求 改变抽样速率观察信号波形的变化。 三、 实验原理 一个频率限制在0f 的时间连续信号()m t ，如果以0 12S T f 的间隔进行等间隔均匀抽样，则()m t 将被所得到的抽样值完全还原确定。 四、 实验步骤和结果 1. 按照图1.4.1所示连接电路，其中三个信号源设置频率值分别为10Hz 、15Hz 、20Hz ，如图1.4.2所示。 图1.4.1 连接框图
图1.4.2 信号源设置，其余两个频率值设置分别为15和20 2.由于三个信号源最高频率为20Hz，根据奈奎斯特抽样定理，最低抽样频率应 为40Hz，才能恢复出原信号，所以设置抽样脉冲为40Hz，如图1.4.3。 图1.4.3 抽样脉冲设置 3.之后设置低通滤波器，设置数字低通滤波器为巴特沃斯滤波器（其他类型的 低通滤波器也可以，影响不大），截止频率设置为信号源最高频率值20Hz，如图1.4.4。
第三章 1 2 3
4 5 6 6.1
6.2 7
8 9 10 第4章 （1） （2）()()()sin(2)sin(2)m c s t m t c t f t Ac f t ππ==
[cos 2()cos 2()]2c m c m Ac f f t f f t ππ= --+ (){[()][()]}4c m c m Ac S f f f f f f f δδ=+-+-- {[()][()]}4 c m c m Ac f f f f f f δδ-+++-+ （3）相干解调 相干解调：将接收信号与载波信号sin(2)fct π相乘，得到 ()sin(2)()sin(2)sin(2)c c c c r t f t A m t f t f t πππ=()[1cos(4)]2 c c A m t f t π= - 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号为0()()2 c A y t m t = 2解：(1)444)4cos()cos(2 1.210)()cos(2102 1.110t t t s t πππ++=????? 444cos(2 1.110)[10.5cos(20.110)]t t ππ=+???? 调制系数是a=0.5; 信号频率是f=1000Hz (2)44441 ()[(10)(10)]2[( 1.110)( 1.110)]2S f f f f f δδδδ=++-+++-?? 441 [( 1.210)( 1.210)]2 f f δδ+++-?? (3) 3解：(1)已调信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是()1m t ≤， 这里的max ()151A m t ==>，用包络检波将造成解调波形失真。 (2)
竭诚为您提供优质文档/双击可除 光通信实验报告 篇一：光通信实验报告 信息与通信工程学院 光纤通信实验报告 班姓学 级：名：号： 班内序号：17 日 期：20XX年5月 一、oTDR的使用与测量 1、实验原理 oTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。oTDR就测量回到oTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减（损耗/距离）程度。形成的轨迹是一条向下的曲线，它说明了背向散射的功率不断减小，这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信
号都有所损耗。 给定了光纤参数后，瑞利散射的功率就可以标明出来，如果波长已知，它就与信号的脉冲宽度成比例：脉冲宽度越长，背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关，波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。 在高波长区（超过1500nm），瑞利散射会持续减小，但另外一个叫红外线衰减（或吸收）的现象会出现，增加并导致了全部衰减值的增大。因此，1550nm是最低的衰减波长；这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然，这些现象也会影响到oTDR。作为1550nm波长的oTDR，它也具有低的衰减性能，因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm或1625nm波长，oTDR的测试距离就必然受到限制，因为测试设备需要在oTDR轨迹中测出一个尖锋，而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。 菲涅尔反射是离散的反射，它是由整条光纤中的个别点而引起的，这些点是由造成反向系数改变的因素组成，例如玻璃与空气的间隙。在这些点上，会有很强的背向散射光被反射回来。因此，oTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点，光纤终端或断点。 oTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一
信息与通信工程学院通信原理软件实验报告
实验二时域仿真精度分析 一、实验目的 1. 了解时域取样对仿真精度的影响 2. 学会提高仿真精度的方法 二、实验原理 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间(-无穷，+无穷)上的连续函数，但所有计算机的CPU 都只能按指令周期离散运行，同时计算机也不能处理这样一个时间段。为此将把s(t)按区间[-T/2 ,+T/2 ]截短为按时间间隔dert T均匀取样，得到的取样点数为N=T/dert T. 仿真时用这个样值集合来表示信号s(t)。Dert T反映了仿真系统对信号波形的分辨率，越小则仿真的精确度越高。据通信原理所学，信号被取样以后，对应的频谱是频率的周期函数，其重复周期是1/t; 。如果信号的最高频率为 那么必须有 才能保证不发生频域混叠失真，这是奈奎斯特抽样定理。设 则称为仿真系统的系统带宽。如果在仿真程序中设定的采样间隔是，那么不能用 此仿真程序来研究带宽大于这的信号或系统。换句话说，就是当系统带宽一定的情况下，信号的采样频率最小不得小于2*Bs，如此便可以保证信号的不失真，在此基础上时域采样频率越高，其时域波形对原信号的还原度也越高，信号波形越平滑。也就是说，要保证信号的通信成功，必须要满足奈奎斯特抽样定理，如果需要观察时域波形的某些特性，那么采样点数越多，可得到越真实的时域信号。 三、实验步骤 1.将正弦波发生器模块、示波器模块、时钟模块按下图连接：
时钟设置0.01，得到的结果如下： 时钟设置0.3，以后得到的结果如下：
五、思考题 （1）观察分析两图的区别，解释其原因。 答：因为信号周期是1，而第一个图的采样周期是0.01，所以一个周期内能采样100个点，仿真出来的波形能较精确地显示成完整波形，而第二个图采样周期是0.3，所以一个周期内只有三个采样点，故信号失真了。 （2）将示波器的控制时钟的period的参数改为0.5，观察仿真结果，分析其原因。 结果如下：
北邮通信原理课后习题答案第三章 1 2 3
4 5
6 6.1 6.2
7 8
9 10 (1) (2) stmtctftAcft()()()sin(2)sin(2),,,,mc Ac ,,,，[cos2()cos2()],,cmcmfftfft2 Ac (){[()][()]},，,，,,,,cmcmSfffffff4 Ac ,，，，,，{[()][()]},,cmcmffffff4 (3)相干解调 输出y0(t)r(t)
理想低通滤波器 Cos(Wct) 与发端相干解调 相干解调:将接收信号与载波信号相乘，得到 sin(2),fct Ac rtftAmtftft()sin(2)()sin(2)sin(2),,,ccc,c,,()[1cos(4)],mtftc2 Ac 通过低通滤波器抑制载频的二倍频分量，得到解调信号为 0()()ytmt,2 444st()cos(21021.110,，，，，，,,ttt)4cos()cos(21.210)，，,2解:(1) 44,，4cos(21.110)[10.5cos(20.110)],,，，，，tt 调制系数是a=0.5; 信号频率是f=1000Hz 14444 (2) ,，，,，，，,,,,,，，Sfffff()[(10)(10)]2[(1.110)(1.110)]2 144 ，，，,,,，，[(1.210)(1.210)]ff2 S(f) 5/2 2 3/2 1 1/2 10000120000f(Hz)-12000-10000-1100011000 (3) r(t)y(t) 包络检波器 3解:(1)已调信号无法用包络检波解调，因为能包络检波的条件是， mt()1, 这里的，用包络检波将造成解调波形失真。 Amt,,,max()151 (2)
实验报告 课程名称： 光通信技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称：光纤基本特性测试（一）实验类型： 基础型 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 实验1-2 光纤数值孔径性质和测量 一、实验目的和要求 1、熟悉光纤数值孔径的定义和物理意义 2、掌握测量光纤数值孔径的基本方法 二、实验内容和原理 光纤数值孔径（NA ）是光纤能接收光辐射角度范围的参数，同时它也是表征光纤和光源、光检测器及其它光纤耦合时的耦合效率的重要参数。图一表示阶梯多模光纤可接收的光锥范围。因此光纤数值孔径就代表光纤能传输光能的大小，光纤的NA 大，传输能量本领大。 NA 的定义式是： 式中n0 为光纤周围介质的折射率，θ为最大接受角。n1和n2分别为光纤纤芯和包层的折射率。光纤在均匀光场下，其远场功率角分布与理论数值孔径NAm 有如下关系： 其中θ是远场辐射角，Ka 是比例因子，由下式给出： 专业： 姓名： 学号： 日期： 地点： 装 订 线
式中P(0)与P(θ)分别为θ= 0和θ=θ处远场辐射功率，g 为光纤折射率分布参数。计算结果表明，若取P(θ) / P(0) = 5%，在g≥2时Ka的值大于0.975。因此可将P(θ)曲线上光功率下降到 θ的正弦值定义为光纤的数值孔径，称之为有效数值孔径： 中心值的5%处所对应的角度 e 本实验正是根据上述原理和光路可逆原理来进行的。 三、主要仪器设备 He-Ne 激光器、读数旋转台、塑料光纤、光纤微调架、毫米尺、白屏、短波长光功率计一套（功率显示仪1件、短波光探测器1只）。 四、实验步骤 方法一：光斑法测量（如图２） 1、实验系统调整； a．调整He-Ne激光管，使激光束平行于实验平台面； b．调整旋转台，使He-Ne激光束通过旋转轴线； c．放置待测光纤在光纤微调架上，使光纤一端与激光束耦合，另一端与短波光探测器正确连接； d．仔细调节光纤微调架，使光纤端面准确位于旋转台的旋转轴心线上，并辅助调节旋转台使光纤的输出功率最大。 2、测输出数值孔径角θo。 a. 移开光探测器，固定光纤输出端； b. 分别置观察屏于距光纤端面L1、L2 距离处，测量观察屏上的光纤输出圆光斑直径D1、D2，计算两次读数差ΔL和ΔD，得输出孔径角为：θo=arctan[ΔD/（2ΔL）]； c. 多次测量求平均值。（注：如果圆光斑边界不清晰，一般是由于出射光功率太强引起的，适当旋转读数台减小耦合效率，直至得到一个清晰圆光斑为止。）
通信原理软件实验报告 学院：信息与通信工程学院班级：
一、通信原理Matlab仿真实验 实验八 一、实验内容 假设基带信号为m(t)=sin(2000*pi*t)+2cos(1000*pi*t),载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形和频谱。 二、实验原理 1、具有离散大载波的双边带幅度调制信号AM 该幅度调制是由DSB-SC AM信号加上离散的大载波分量得到，其表达式及时间波形图为： 应当注意的是，m(t)的绝对值必须小于等于1，否则会出现下图的过调制： AM信号的频谱特性如下图所示： 由图可以发现，AM信号的频谱是双边带抑制载波调幅信号的频谱加上离散的大载波分量。
2、双边带抑制载波调幅（DSB—SC AM）信号的产生 双边带抑制载波调幅信号s(t)是利用均值为0的模拟基带信号m(t)和正弦载波c(t)相乘得到，如图所示： m(t)和正弦载波s(t)的信号波形如图所示： 若调制信号m(t)是确定的，其相应的傅立叶频谱为M(f)，载波信号c(t)的傅立叶频谱是C(f),调制信号s(t)的傅立叶频谱S(f)由M(f)和C(f)相卷积得到，因此经过调制之后，基带信号的频谱被搬移到了载频fc处，若模拟基带信号带宽为W，则调制信号带宽为2W，并且频谱中不含有离散的载频分量，只是由于模拟基带信号的频谱成分中不含离散的直流分量。 3、单边带条幅SSB信号 双边带抑制载波调幅信号要求信道带宽B=2W, 其中W是模拟基带信号带宽。从信息论关点开看，此双边带是有剩余度的，因而只要利用双边带中的任一边带来传输，仍能在接收机解调出原基带信号，这样可减少传送已调信号的信道带宽。 单边带条幅SSB AM信号的其表达式： 或 其频谱图为：
实验一、PCM编译码实验 实验步骤 1. 准备工作：加电后，将交换模块中的跳线开关KQ01置于左端PCM编码位置，此时MC145540工作在PCM编码状态。 2. PCM串行接口时序观察 （1）输出时钟和帧同步时隙信号观测：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和输出时钟信号（TP503），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码抽样时钟信号与输出时钟的对应关系（同步沿、脉冲宽度等）。 （2）抽样时钟信号与PCM编码数据测量：用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。 3. PCM编码器 （1）方法一： （A）准备：将跳线开关K501设置在测试位置，跳线开关K001置于右端选择外部信号,用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以TP504做同步。分析和掌握PCM编码输出数据与抽样时钟信号（同步沿、脉冲宽度）及输出时钟的对应关系。分析为什么采用一般的示波器不能进行有效的观察。 （2）方法二： （A）准备：将输入信号选择开关K501设置在测试位置，将交换模块内测试信号选择开关K001设置在内部测试信号（左端）。此时由该模块产生一个1KHz的测试信号，送入PCM编码器。（B）用示波器同时观测抽样时钟信号（TP504）和编码输出数据信号端口（TP502），观测时以内部测试信号（TP501）做同步（注意：需三通道观察）。分析和掌握PCM编码输出数据与帧同步时隙信号、发送时钟的对应关系。 4. PCM译码器 （1）准备：跳线开关K501设置在测试位置、K504设置在正常位置，K001置于右端选择外部信号。此时将PCM输出编码数据直接送入本地译码器，构成自环。用函数信号发生器产生一个频率为1000Hz、电平为2Vp-p的正弦波测试信号送入信号测试端口J005和J006（地）。 （2） PCM译码器输出模拟信号观测：用示波器同时观测解码器输出信号端（TP506）和编码器输入信号端口（TP501），观测信号时以TP501做同步。定性的观测解码信号与输入信号的关系：质量、电平、延时。 5. PCM频率响应测量：将测试信号电平固定在2Vp-p，调整测试信号频率，定性的观测解码恢复出的模拟信号电平。观测输出信号信电平相对变化随输入信号频率变化的相对关系。
光通信技术实验报告 实验一光通讯系统WDM系统设计 实验目的 1.熟悉Optisystem实验环境，练习使用元件库中的常用元件组建光纤通信系统。 2.使用OptiSystem模拟仿真WDM系统的各项性能参数，并进行分析。 实验原理 光波分复用系统简介 光波分复用是指将两种或多种各自携带有大量信息的不同波长的光载波信号，在发射端经复用器汇合，并将其耦合到同一根光纤中进行传输，在接收端通过解复用器对各种波长的光载波信号进行分离，然后由光接收机做进一步的处理，使原信号复原，这种复用技术不仅适用于单模或多模光纤通信系统，同时也适用于单向或双向传输。 波分复用系统的工作波长可以从0.8μm到1.7μm，由此可见，它可以适用于所有低衰减、低色散窗口，这样可以充分利用现有的光纤通信线路，提高通信能力，满足急剧增长的业务需求。 WDM光通信结构组成 1)滤波器：在WDM系统中进行信道选择，只让特定波长的光通过，并组织其他光波长 通过。可调谐光滤波器能从众多的波长中选出某个波长让其通过。在WDM系统的光接收机中，为了选择所需的波长，一般都需依赖于其前端的可调谐滤波器。要求其有宽的谱宽以传输需要的全部信号谱成分，且带宽要窄以减小信道间隔。 2)复用器/解复用器（MUX/DEMUX）：将多个光波长信号耦合到一路信道中，或使混合 的信号分离成单个波长供光接收机处理。一般，复用/解复用器都可以进行互易，其结构基本是相同的。实际上即是一种波长路由器，使某个波长从指定的输入端口到一个指定的输出端口。 实验软件介绍 OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包，它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身，从长距离通讯系统到LANS和MANS都使用。一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器，OptiSystem具有强大的模拟环境和真实的
红外通信收发系统的设计和实现实验报告学院：信息与通信工程学院 姓名： 班级： 学号：
红外通信收发系统的设计和实现实验报告 1、课题名称 红外通信收发系统的设计与实现 2、摘要 红外通信系统的设计是光通信系统的一个重要分支，红外数据传输，使用传输介质――红外线。红外线是波长在750nm～1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75～25um之间。本实protel软件辅助设计，分析并设计了红外通信系统的发射电路与接收电路，实现了红外信号的无线传输功能和音乐信号的收发功能。 3、关键词 红外线、收发系统、音乐芯片 3、设计任务要求； 1、基本要求： （1）设计一个正弦波振荡器，f≥1kHz，Uopp≥3v； （2）所设计的正弦波振荡器的输出信号作为红外光通信收发系统发送端的输入信号，在接收端可收到无明显失真的输入信号； （3）要求接收端LM386增益设计G=200; （4）设计该电路的电源电路（不要求实际搭建），用软件绘制完整的电路原理图（PROTEL）及印制电路板图（PCB） 2、提高要求： 利用音乐芯片产生乐曲，调制LED后发出，接收端接收信号利用喇叭将发送的乐曲无失真的播放出来。 3、探究环节： 探索其它红外光通信收发系统的应用实例，数字调制的解决的方案，给出应用方案。 4、设计思路、总体结构框图；
1、设计思路 系统主要由信号产生电路，红外光发射系统，红外光接收系统三个模块完成基本实验要求，其中信号产生电路分别由信号发生器和音乐芯片代替，电信号经过发生系统转化为红外光信号，经接收系统接受后，光信号转化为电信号，再通过喇叭将其转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。 首先主要用信号发生器发出电信号，微弱的电信号经过一个分压式共射电路适当放大，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。 信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出声音。利用放大器LM386，调节电位器改变其增益，驱动喇叭得到所需功率。再将音乐芯片替代信号发生器重复上述过程即可驱动喇叭发出音乐芯片的声音（此实验为三声门铃声） 2.总体框架图 1、信号的产生 实验中使用了音乐芯片KD-9300或者LX-9300来完成。信号产生也可以使用RC振荡器构成，但信号的幅度不宜过大。 2、红外光发送模块的设计 设计原则主要是考虑红外发送管的工作电流，电流过小，传输距离短，电流过大容易毁坏发光管。（要注意芯片的接法以及发送电路的连接。） 3、红外光接收模块的设计 1）高通滤波器：红外接收的二极管都是光敏二极管，这样普通光对其都成一定程度的影响，为了获得更好的效果，还要在信号输出端加入高通滤波器，消除恒定的外接低频信号的干扰，这样接收效果和灵敏度将显著提高。 2）功率放大器：利用音频功率专用放大器LM386，可以得到50~200的增益，确保驱动喇叭。 所以设计框图如下 光通信收发系统原理图
北京邮电大学通信原理实验报告 学院：信息与通信工程学院班级： 姓名： 姓名：
实验一：双边带抑制载波调幅（DSB-SC AM ） 一、实验目的 1、了解DSB-SC AM 信号的产生以及相干解调的原理和实现方法。 2、了解DSB-SC AM 信号波形以及振幅频谱特点,并掌握其测量方法。 3、了解在发送DSB-SC AM 信号加导频分量的条件下,收端用锁相环提取载波的原理及其实现方法。 4、掌握锁相环的同步带和捕捉带的测量方法,掌握锁相环提取载波的调试方法。 二、实验原理 DSB 信号的时域表达式为 ()()cos DSB c s t m t t ω= 频域表达式为 1 ()[()()]2 DSB c c S M M ωωωωω=-++ 其波形和频谱如下图所示 DSB-SC AM 信号的产生及相干解调原理框图如下图所示
将均值为零的模拟基带信号m(t)与正弦载波c(t)相乘得到DSB—SC AM信号，其频谱不包含离散的载波分量。 DSB—SC AM信号的解调只能采用相干解调。为了能在接收端获取载波，一种方法是在发送端加导频，如上图所示。收端可用锁相环来提取导频信号作为恢复载波。此锁相环必须是窄带锁相，仅用来跟踪导频信号。 在锁相环锁定时，VCO输出信号sin2πf c t+φ与输入的导频信号cos2πf c t 的频率相同，但二者的相位差为φ+90°，其中很小。锁相环中乘法器的两个 输入信号分别为发来的信号s(t)（已调信号加导频）与锁相环中VCO的输出信号，二者相乘得到 A C m t cos2πf c t+A p cos2πf c t?sin2πf c t+φ =A c 2 m t sinφ+sin4πf c t+φ+ A p 2 sinφ+sin4πf c t+φ 在锁相环中的LPF带宽窄，能通过A p 2 sinφ分量，滤除m(t)的频率分量及四倍频载频分量，因为很小，所以约等于。LPF的输出以负反馈的方式控制VCO,使其保持在锁相状态。锁定后的VCO输出信号sin2πf c t+φ经90度移相后，以cos2πf c t+φ作为相干解调的恢复载波，它与输入的导频信号cos2πf c t 同频，几乎同相。 相干解调是将发来的信号s(t)与恢复载波相乘，再经过低通滤波后输出模拟基带信号 A C m t cos2πf c t+A p cos2πf c t?cos2πf c t+φ =A c 2 m t cosφ+cos4πf c t+φ+ A p 2 cosφ+cos4πf c t+φ 经过低通滤波可以滤除四倍载频分量，而A p 2 cosφ是直流分量，可以通过隔直
光纤通信实验报告 班级：14050Z01 姓名：李傲 学号：1405024239
实验一光发射机的设计 一般光发送机由以下三个部分组成： 1)光源（Optical Source）：一般为LED和LD。 2)脉冲驱动电路（Electrical Pulse Generator）：提供数字量或模拟量的电信号。 3)光调制器（Optical Modulator）：将电信号（数字或模拟量）“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看，分为光源的内调制（图1.1）和光源的外调制（图1.2）。 采用外调制器，让调制信息加到光源的直流输出上，可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。图1.2的结构中，光源为频率193.1Thz 的激光二极管，同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列，经过一个NRZ脉冲发生器（None-Return-to-Zero Generator）转换为所需要的电脉冲信号，该信号通过一个Mach-Zehnder调制器，通过电光效应加载到光波上，成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。 图1.1内调制光发射机图1.2外调制光发射机 对于直接强度调制状态下的单纵模激光器，其载流子浓度的变化是随注入电流的变化而变化。这样使有源区的折射率指数发生变化，从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化，结果致使振荡波长随时间偏移，导致所谓的啁啾现象。啁啾是高速光通讯系统中一个十分重要的物理量，因为它对整个系统的传输距离和传输质量都有关键的影响。 内容：铌酸锂（LiNbO3）型Mach-Zehnder调制器中的啁啾（Chirp）分析 1设计目的 对铌酸锂Mach-Zehnder调制器中的外加电压和调制器输出信号啁啾量的关系进行模拟和分析，从而决定具体应用中MZ调制器的外置偏压的分布和大小。 2设计布局图 外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式，可以降低或者消除系统的啁啾量。典型的外调制器是由铌酸锂（LiNO3）晶体构成。本设计中，通过对该晶体外加电压的分析调整而最终减少该光发送机中的啁啾量，其模型的设计布局图如图1.3所示。
北京邮电大学 光纤通信实验 实验报告实验名称：脉冲展宽法测量多模光纤带宽学院：信息与通信工程学院 班级： 姓名： 学号： 老师：
本实验采用脉冲展宽法进行多模光纤带宽的测量。多模光纤脉冲展宽测试仪原理如下： 如图所示为多模光纤时域法带宽测试原理框图。从光发模块输出窄脉冲信号，首先使用跳线（短光纤）连接激光器和光检测器，可以测出注入窄脉冲的宽度1τ? ；然后将待测光纤替换跳线接入，可以测出经待测光纤后的脉冲宽度2τ?。经过理论推导可以得到求解带宽公式： )B GHz 多模光纤脉冲展宽测试仪如下图所示。前面板接口分上下两层。上层用于测试，下层为。 每个波长分别由窄脉冲发生器输出极窄光脉冲经被测光纤回到测试仪内进行变换后送出电信号，通过高速示波器即可显示。 图 1 多模光纤脉冲展宽测试仪
2.1 窗口下光纤带宽 （1） 打开测试仪电源开关（位于背面），前面板上的电源指示灯亮； （2） 将示波器输入端与本仪器的“”输出端用信号线接好； （3） 用一根光纤跳线将的 “”和“”连接起来，如下 图所示： （4） 进行示波器操作： A. 按键调出波形； B. 点击键，并通过右下方旋钮调整脉冲至适当宽度(一般设置为)； C. 点击t ?、V ?键，显示屏右方会出现V ?、V ?选框，先通过右侧对应按键将V ?设 为，分别调节和测出脉冲高度并找出脉冲半高值；再将V ?设为，分别调节 使其与脉冲半高值相交。则有即为脉冲半高全宽1τ。 D. 换下该光纤跳线，接入待测光纤用同样方法测出2τ（此时宽度最好设为，观察的更 为明显）。 如下图所示：
（5）计算工作： 根据以下公式得到脉冲响应宽度： 根据以下公式得到待检测光纤带宽B： 2.2窗口下光纤带宽 与窗口下测试不同的是，应选择区域内的“”，“”，“”口进行正确的连接。除此之外，其他都与下待测光纤的带宽测试步骤相同。 三、实验注意事项 1、打开电源后，的激光器都开始工作，不要用眼睛直视前面板的光出接口，以避免造成对眼睛的伤害； 2、接入光纤跳线和待测光纤前，应用酒精擦拭光纤端面，保持清洁； 3、测试完毕后，用防尘帽将仪器和光纤跳线的头盖上，关闭电源； 4、由于的发送功率较高，在未加衰减器的情况下，易出现饱和现象，可适当调整光纤活接头的插入深度进行测试。 5、这种方法的测量精度与整个系统的响应速度有关，除要求光电转换及检测仪器有足够快的响应外，还要求信号脉冲足够窄。一般要求输出脉冲的宽度至少是输入脉冲宽度的1.4倍，才能满足工程所需的精度。
北京邮电大学实验报告 题目：基于TIMS通信原理实验报告 班级：2009211126班 专业：信息工程 姓名： 成绩：
实验1振幅调制（AM）与解调 一、实验目的 （1）掌握具有离散大载波（AM）调制的基本原理； （2）掌握包络检波器的基本构成和原理； （3）掌握调幅波调制系数的意义和求法。 二、实验原理 幅度调制是由DSB-SC AM信号加上一离散的大载波分量（设载波的初始相位φc=0），其表示式为 s t=A c1+m t cos2πf c t 式中要求基带信号波形m t≤1，使AM信号的包络A c1+m t总是正的，式中的A c cos2πf c t是载波分量A c m t cos2πf c t是DSB-SC AM信号。 定义 m n t= m(t) max?|m(t)|，|m(t)|≤1 a=max m t,|m(t)|≤1 称标量因子a为调制系数或调幅系数。 有两种调制方式，调制框图如下 AM 信号调制原理框图1 AM 信号调制原理框图2 解调原理框图如下 AM 信号解调原理框图
三、实验步骤 1、按如下所示的连接图连接好 AM信号调制连接图 AM信号解调连接图 2、调节加法器上两路输入信号的放大倍数，同时用示波器监测，在保证加法器输出波形不削顶的情况下，调节至交流信号峰值与直流成分之比(即调制系数)为小于1、等于1、大于1，观察调制信号和解调信号波形图； 3、观察滤波器输入输出波形的变化，分析原因。 四、实验结果 音频振荡器的输出频率调整为1kHZ，直流电压幅度调整为1V。 a<1时，基带与调制信号波形如下
调制与解调输出
信息与通信工程学院 光纤通信实验 ——背向散射法测量光纤的衰减常数
一、实验原理 背向散射法是测量光纤衰减常数的替代法。背向散射法是一种非破坏性的测量方法，测量时，只需在光纤的一端进行。这种方法不仅能测量光纤衰减常数，还能检测光纤的物理缺陷和断点位置，测定接头损耗位置，测量光纤的长度等。因此，这种方法被广泛应用在光纤光缆的研究、生产、工程施工和传输系统的维护中。利用背向散射法原理做成的测试仪表叫做光时域反射计（Optical Tine Domain Reflectometer，OTDR）。 背向散射法的原理与雷达相似，它在光纤的一端注入大功率的窄光脉冲，在光脉冲沿着光纤传输时，由于光纤各处存在着瑞利散射，其后向散射部分不断返回光纤的输入端；而当光信号遇到裂纹时反射回的光信号会比后向散射的光信号强很多。在光纤输入端通过适当的耦合和接收信号处理，可以得到光脉冲沿着光纤的衰减及其它信息。 OTDR的主要组成包括光源、光分路器/耦合器、信号处理部分和显示器等。光源是一个或几个脉冲激光器，可以提供单个波长或多个波长的不同脉冲度和重复频率的光脉冲。光分路器/耦合器将光脉冲信号耦合到被测光纤，并将后向散射光和反射光信号耦合到光接收器中。 信号处理部分完成电信号的放大和处理，并将处理过的电信号与从光脉冲中提取的触发信号同步扫描到显示器上，在显示器给出相关数据和结果。 背向散射法是测量光纤衰减常数的原理图
OTDR测得的背向散射法典型曲线 由于信号是通过对数放大器处理的，衰减曲线的纵坐标是对数标度。图中5个典型的曲线段分别表示： ①为光纤输入端的耦合器件产生的反射（菲涅耳反射）； ②为恒定斜率区； ③为接头损耗点或耦合引起的不连续性； ④为波导缺陷引起的强反射点； ⑤为输出端菲涅耳反射。 图中A、B两点之间是一条直线，表明相应于光纤上AB段的衰减常数为一定值，由于后向光经过往返两次衰减，所以曲线AB段光纤的衰减为 二、实验步骤 （1）按上图所示连接OTDR和被测光纤； （2）开启OTDR的电源，设置OTDR；
北邮通信原理复习重点提示 说明：本文是根据我自己的考研经验，以及近两年来讲授北邮通信原理辅导班的经历所写，旨在为大家复习通信原理提供一些参考，这样在复习中更容易做到有的放矢，提高复习的效率。 无论是801还是803都有通信原理的考试大纲，但是实际上考试大纲的参考价值并不大，其主要原因在于考试大纲所给出的内容太过简单，这样使得很多内容都模糊，令考生无法把握复习的度。本文将在考试大纲的基础上进行更详细的说明。考虑到801和803中通信原理的部分基本相同，下面的介绍同时适合801和803。 以下对北邮通信原理的内容进行标记，标记中重要程度顺序为：了解，识记，理解，掌握。了解就是看看就行，能记下一些就记一些。对于识记，就是知道有这么回事，遇到填空要会，能记住结论，实在记不下也没事，没有必要详细推导其中的原理。理解就是要求能弄懂知识点的来龙去脉，能独立推导出结论。掌握其实也是理解，只是更深入的理解，不但能理解书上所提到的知识本身，还应该能将基本原理灵活运行，遇到与之类似的问题也能解决。其中标有★的内容为最重点内容，几乎是每年必考的，务必掌握。 再次说明：以下所说的不是大纲，是我根据自己的经验所写，仅供参考。 第一章绪论 介绍通信的发展历史和一些相关的技术，考纲没有要求，肯定不考。也没有什么可以考，不过可以在复习累了的时候当小说看，消遣嘛！ 第二章确定信号分析 这一章系统介绍了通信的基础知识，包括傅立叶变换，相关，卷积，希尔伯特变换，能量信号与功率信号，解析信号，频带信号，这些都是非常重要的，而且是全书中比较难的地方，花的时间可能会比较多。如果这章很熟练了，看起后面的章节来会比较容易。 2.2 确定信号的分类了解 2.3 周期信号的傅利叶级数分析识记结论 2.4 傅利叶变换理解变换的原理，并能运用 2.5 单位冲激函数的傅利叶变换识记结论，掌握变换的方法 2.6 功率信号的傅利叶变换识记结论 2.7 能量谱密度和功率谱密度理解定义，并能运用 2.8 确定信号的相关函数理解定义的含义 2.9 卷积理解定义，掌握计算方法 2.10 确定信号通过线性系统了解基本过程
1、不考虑非线性效应，无啁啾的脉冲经过光纤的正常色散区和反常色散区传输后分别具有什么样的啁啾？为什么？ 答：不考虑非线性效应，无啁啾的脉冲经过光纤的正常色散区后具有正啁啾和反常色散区传输后具有负啁啾。无啁啾的脉冲工作在正常色散区后，低频比高频传播得快，造成脉冲后沿传播速度比前沿传播速度快，从而产生正啁啾。无啁啾的脉冲工作在反常色散区后，高频比低频传播得快，造成脉冲前沿传播速度比后沿传播速度快，从而产生负啁啾。 2、低峰值功率的脉冲（不考虑非线性效应）在什么情况下，经过光纤传输会产生压缩效应？ 答：脉冲要发生压缩的情形，应满足 2C<0，且。但一般的半导体激光器光源在直接强度调制时产生的光脉冲是负啁啾C<0，因此必须采用β2>0的单模光 1、传输光纤为G.652光纤，工作波长为C波段，如传输系统采用光纤光栅进行色散补偿，则需要什么类型的光纤光栅？其工作原理是什么？ 传输光纤为G.652光纤，工作波长为C波段，如传输系统采用光纤光栅进行色散补偿，则需要啁啾光纤光栅。啁啾光纤光栅(Chirped FBG)的光栅周期（空间频率）随光纤长度有变化的光纤布拉格光栅，主要用于光纤色散补偿。 其工作原理是，普通单模光纤在1550nm波长时为色散值D>0（反常色散区）。光脉冲的高频分量（蓝移）较低频分量（红移）传输得快，导致脉冲展宽。经啁啾光纤光栅传输以后的入射光中的长波长分量（低频）位于脉冲后沿，使其在光栅的起始端就反射，而短波长分量位于脉冲的前沿，使其在光栅的末端才被反射，于是就补偿了色散效应，使脉冲宽度被压缩甚至还原。 1、有两个脉冲，其宽度不同，但峰值功率相同，通过相同的光纤后（不考虑光纤的色散），由自相位调制效应所展宽的光谱是否相同？ 答：不相同。脉冲频谱的展宽程度还与脉冲形状有关。 2、脉冲在光纤中的自相位调制效应跟什么因素有关系？如何增强自相位调制效应？ 答：自相位调制效应与输入光功率、传输距离、材料非线性折射率、光纤的型号、信号光的波长、输入脉冲的形状等因素有关。信道设置在非零色散波长附近将有利于增强自相位调制效应的影响；通过增强输入光功率的方法来增加自相位调制效应的影响；增加光纤传输距离来增大自相位调制效应；使用高非线性折射率的材料。
实验二、16QAM调制 一、实验目的 1、学会使用SystemView观察信号的星座图与眼图，分析性能 2、学习正交幅度调制解调的基本原理。 二、实验原理 1、正交幅度调制 QAM是由两个正交载波的多电平振幅键控信号叠加而成的，因此正交幅度调制是一种频谱利用率很高的调制方式。同时利用已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息在一个信道中传输。 2、调制原理 3、解调原理 4、眼图 眼图的“眼睛”的大小代表码间串扰的情况。“眼睛”张开的越大，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。 5、星座图 我们通常把信号矢量端点的分布图称为星座图。它对于调制方式的误码率有很直观的判断。 三、实验内容 1、在system view软件中做出仿真连线图。
2、设置参数，观察调制信号波形 3、眼图设置：在SystemView中，在分析窗口单击图标，选择style，单击slice，并且设置合适的起点和终点的时间切片，然后选择信号后，得到眼图。 4、星座图设置：在SystemView中，在分析窗口中单击图标，选择style，单击scatter plot，在右侧的窗口中选择所需要观察的信号波形，确定，得到星座图。 5、设置无噪声和有噪声情况参数，对眼图和星座图进行对比分析。 四、实验结果 1、无噪声情况下，即序列均值为0，方差为0。 原基带信号：
调制信号（同向） （正交）
无噪眼图： 无噪星座图： 2、有噪声：均值为0，方差为1 眼图（有噪）：
星座图（有噪）： 五、结果分析 从上述实验结果图中可以看出： 1、原基带信号经过调制后，同向正交都满足。 2、在无噪情况下，眼图较清晰，眼睛睁开较大，表明码间干扰较小； 星座图能量较规整，误码率相对较低。 3、在有噪情况下，眼图较，眼睛睁开较小，表明码间干扰较大； 星座图能量杂乱，误码率较高。 4、可见，噪声对系统性能有一定影响。
基带传输系统实验报告 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习matlab的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 基带传输系统方框图如下： 基带传输系统模型如下：
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率Fo为 4 /Ts，滚降系数分别取为、、1，
光通信实验报告 实验一：测量光纤耦合效率 【实验简介】： 光线主要用于通信、光纤传感、图像传送以及光能传递等方面。由于光纤制造技术的不断进步，光线内部的损耗越来越小，因此在实际应用中提高光源与光纤之间的耦合效率是提高系统传输效率的重要技术之一。 【实验目的】： 1.了解光纤特性，种类 2.掌握光纤耦合的基本技巧及提高耦合效率的手段 3.熟悉常用的耦合方法 【实验装置示意图】： 【实验数据】： 光纤输出光功率：0.78mW 光纤输入光功率：1.9mW 耦合效率为：0.78/1.9*100%=41.1% 【实验思考总结】 耦合时，因为起始的光强较弱，用探测器检测效果不明显。可以先用目测法，观察输出光斑的亮度。等到达到一定的亮度之后，在接入探测器，观察示数。调节时，首先调节高度，然后调节俯仰角，最后在调节左右对准度与旋转方向。 实验二：测量光纤损耗 【实验目的】： 通过测量单模光纤的衰减值，了解测量光纤损耗的常用方法：插入法（实际测量中很多器件的插损、损耗都使用这种方法）。 【实验原理】： 光源发出的光通过光的注入系统输入到短光纤中，并通过光纤活动连接器与光功率计接通。首先测量短光纤的输出功率P1，然后通过光纤连接器接入被测光纤，测量长光纤的输出功率P2，则光纤的总损耗为
A=10lg P1 P2 (dB) 被测光纤的长度为L，则光纤的损耗系数为 α=A L (dB/km)【实验装置示意图】： 【实验数据】： 光纤长度L：6km 波长为1310nm的数据
实验三：测量光纤的数值孔径 【实验简介】： 光纤的数值孔径大小与纤芯折射率、纤芯-包层相对折射率差有关。光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。 【实验目的】： 了解测量数值孔径的方法，对远场法有初步了解。 【实验原理】： 远场强度有效数值孔径是通过光纤远场强度分布确定的，它定义为光纤远场辐射图上光强下降到最大值的5%处的半张角的正弦值。 【实验装置示意图】 【实验数据】 光功率最大值为162.5nW，下降到5%时对应的角度为8.5°和-8.3° 【数据处理】 光纤的数值孔径： =0.146 NA=sin8.5°??8.3° 2 实验四：测量光纤的模场直径和折射率分布曲线 【实验目的】： 1.通过近场法测量光纤的折射率分布曲线，对近场法有一定了解 2.通过近场法测量多单模光纤的模场直径，了解了解并掌握近场法测量多模光 纤模场直径的方法 【实验原理】 1.近场法是利用光纤输出端面上的光强度来测量光纤的部分几何参数的典型方