通信原理实验指导书思考题答案
实验一思考题P1-4：
1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？
答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题，在整个通信系统中，发送端按照确定的时间顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每个码元，在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接收端得到一连串的码元序列，这一连串的码元序列代表一定的信息。通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字），而由若干个字母组成一个字，若干个字组成一个句。帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。尤其在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送的。克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息，是通信的任务，因此，位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。
2、自行计算其它波形的数据，利用U006和U005剩下的资源扩展其它波形。
答：在实验前，我们已经将四种波形在不同频段的数据写入了数据存储器U005（2864）并存放在固定的地址中。当单片机U006（89C51）检测到波形选择开关和频率调节开关送入的信息后，一方面通过预置分频器调整U004（EPM7128）中分频器的分频比(分频后的信号频率由数码管M001~M004显示)；另一方面根据分频器输出的频率和所选波形的种类，通过地址选择器选中数据存储器U005中对应地址的区间，输出相应的数字信号。该数字信号经过D/A转换器U007（TLC7528）和开关电容滤波器U008（TLC14CD）后得到所需模拟信号。自行扩展其它波形时要求非常熟悉信号源模块的硬件电路，最好先用万用表描出整个硬件电路。此题建议让学生提供设计思路，在设计不成熟的情况很容易破坏信号源。提示如下：工作流程同已有的信号源，波形的数据产生举例如下：
a=sin(2.0*PI*(float)i/360.0)+1.0;/产生360个正弦波点，表示一个周期波形数据/
k=(unsigned char)(a/2.0*255.0);/数字化所有点以便存储/
将自己产生的360个点追加到数据存储器U005（2864）并存放在后续的固定的地址中，根据单片机U006（89C51）编程选中对应U005的地址，循环周期显示输出即为我们所设计的波形。设计流程如下：
3、自行设计一个码元可变的NRZ码产生电路并分析其工作过程。
答：设计流程图如下。
提示：若设计一个32位的NRZ码，即要求对位同步信号进行32分频，产生一路NRZ码的帧同步信号，码型调节模块对32位码进行设置，可得到可变的任何32位码型，通过帧同步倍锁存设置的NRZ码，通过NRZ码产生器模块把32位并行数据进行并串转换，用位同步信号进行一位一位输出，循环输出32位可变NRZ码即我们的设计完毕。
实验二思考题P2-4：
1、实验时，串/并转换所需的帧同步信号高电平持续时间必须小于一位码元的宽度，为什么？
答：如果学生认真思考，可以提出没有必要一定小于一位码元的宽度。如24位的数据在串行移位时，当同步信号计数到第24位时，输出帧信号，通过帧信号的上升沿马上锁存这一帧24位数据，高电平没有必要作要求。主要检查学生是否认真考虑问题。
2、是否还有更好的方法实现串/并转换？请设计电路，并画出电路原理图及各点理论上的波形图。
答：终端模块采用移位锁存的方法实现串/并转换，此方法目前是最好的方法了。
实验三无思考题
实验四思考题P4-6：
1、在分析电路的基础上回答，为什么本实验HDB3编、解码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性
NRZ码时才能正常工作？
答：因为该电路采用帧同步控制信号，而1帧包含24位，所以当NRZ码输入电路到第24位时，帧同步信号给一个脉冲，使得电路复位。HDB3码再重新对NRZ码进行编译。且HDB3码电路对NRZ 进行编译的第一位始终是固定的值。因此HDB3编译码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码才能正常工作。但是由于HDB3码很有特点，现在为了使学生更好的观察HDB3如何进行编译码，我们对电路进行了改正，去掉了帧同步控制信号，所以现在对任意位的NRZ码都可以进行编码。
2、自行设计一个HDB3码编码电路，画出电路原理图并分析其工作过程。
答：根据HDB3的编码规则，CPLD电路实现四连“0”的检测电路，并根据检测出来的结果确定破坏点“V”脉冲的加入，再根据取代节选择将“B”脉冲填补进去。原理框图如下：
3
CPLD设计的电路原理图如下：
实验五思考题P5-6：
1、为什么普通双边带调幅的信息传输速率较低，应该采用什么样的方法加以避免？
答：因为在普通调幅（AM）调幅中含有载波分量，但载波分量并不携带有用消息，却能耗散大量的功率，所以传输速率较低。为了提高信息的传输速率，可将不携带消息的载波分量抑制掉，而仅传输携带消息的两个边带，即采用抑制载波双边带调幅的方法。另外，双边带调制虽然调制频率高，但是它的传输带宽需要两倍基带信号带宽，所以信道利用率不高。因此可以采用单边带调制，即可以同时抑制载波并仅发送一个边带，故又节省功率。
2、普通调幅、抑制载波双边带调幅、单边带和残留边带和这几种调制方式各有什么优点和
缺点？请自行设计一个用MC1496实现的抑制载波双边带调制电路，并分析其工作原理。
答：普通调幅的优点是实现调制方式简便,输出的已调信号的包络与输入调制信号成正比。解调时可采用包络检波很容易恢复原始调制信号。缺点是调幅中含有载波分量，但载波分量并不携带有用消息，却能耗散大量的功率，所以传输速率较低；抑制载波双边带调幅优点是可将不携带消息的载波分量抑制掉，而仅传输携带消息的两个边带，提高了信息的传输速率。缺点是双边带调制虽然调制频率高，但是它的传输带宽需要两倍基带信号带宽，所以信道利用率不高。并且采用相干解调是必须产生一个同频同相的载波，如果同频同相的条件得不到保证，则会破坏原始信号的恢复；抑制载波单边带优点是传输时抑制载波并仅发送一个边带，故又节省功率。缺点是由于单边带调制中只传送双边带调制信号的一个边带。所以要让双边带信号通过一个单边带滤波器，而理想滤波器是不可能做到的，实际滤波器从通带到阻带总有一个过渡带。因此实现分割上、下边带的滤波器就很难实现，一般采用多级调制的办法；残留边带调制的优点是避免了用滤波法实现单边带调制时所需要的过渡带无限陡的理想滤波器的困难。缺点是由于在残留边带调制中除了传送一个边带之外，还保留另外一个边带的一部分，所以传输频带的带宽增宽了。下图是用MC1496实现的抑制载波双边带调制电路。
此电路采用的是典型的调制载波双边带电路，采用的是双电源供电方式。其中载波信号U C 经高频耦合电容C 2从u x 端输入，C 3为高频旁路电容，使8脚接地。调制信号U Ω经低频耦合电容C 1从u y 端输入，C 4为低频旁路电容，使4脚接地。调幅信号U 0从12脚单端输出。器件采用双电源供电方式，所以5脚的偏置电阻R 5接地。
脚2与3间接入负反馈电阻R E ，以扩展调制信号的U Ω的线性动态范围，R E 增大，线性范围增大，但乘法器的增益随之减少。
电阻R 6、R 7、R 8及R L 为器件提供静态偏置电压，保证器件内部的各个晶体管工作在放大状态。工作过程是载波信号U C （t ），其频率f C =10.7MHz ，峰—峰值U CP-P =40mV 。低频输入端输入调制信号U Ω（t ），其频率f Ω=1KHz ，先使峰-峰值U ΩP-P =0，调节RP ，使输出U 0=0（此时U 4=U 1），再逐渐增加U ΩP-P ，则输出信号U 0（t ）的幅度逐渐增大，最后出现抑制载波的调幅信号。由于器件内部参数不可能完全对称，致使输出出现漏信号。脚1和4分别接电阻R210和R213可以较好地抑制载波漏信号和改善温度性能。
3、 调节电位器“调制深度调节”时，调幅信号会发生怎样的变化，为什么？
答：调制深度是指调制信号与载波信号电压峰值的比例。设调制信号为()cos m u t U t ΩΩ=Ω 如果用它来对载波()cos c c m c u t U t ω=（Ω≥c ω）进行调幅，那么，在理想情况下，普通
调幅信号为： ()(c o s )c o s
A M c m m c u t U k U t t ωΩ=+Ω (1cos )cos cm a c U M t t ω=+Ω 其中调幅深度,01,m a a cm
U M k M k U Ω=?<≤为比例系数 调节电位器改变调制信号于载波信号电压峰值的比例。它的作用是将m U Ω移去，只加载波电压cm U ，调节电位器使输出载波电流0=i 。则调制信号为抑制载波双边带调幅。如果调节电位器使输出载波电流不为0，使输出信号Am U 中有载波则为普通双边带调幅。
实验六思考题P6-5：
1、调频立体声通信只能用于视距传输，多径传输和建筑物阻挡对信号传输质量的影响较大，该如何解决
这个问题，试分析之。
答：本思考题较理论化，可参考樊昌信编的《通信原理》教材，第四版，国防工业出版社。P48面3.7随参信道特性及其对信号传输的影响；P51面3.8随参信道特性的改善——分集接收。
2、作为一般的调频发射电路，在不同时间和温度下，其发射频率存在一定的漂移，试分析这是什么原因
造成的？可以采取什么措施使其发射频率稳定，如接近晶体振荡器的稳定度等？
答：可参考张肃文编的《高频电子线路》第三版教材，高等教育出版社，P392面7.7节振荡器的频率稳定问题；P564面10.6节晶体振荡器直接调频。根据所指定的时间间隔不同，调频立体声的发射频率漂移属于短期频率稳定度，主要是与温度变化、电压变化和电路参数不稳定性等因素有关。要达到接近晶体振荡器的稳定度可以采用三种方法：（1）对石英晶体振荡器进行直接调频；（2）采用自动频率控制电路；（3）利用锁相环路稳频。
3、在接收模块当中，我们比较关心的是接收的音频信号的音质和强度。试分析电路中哪些措施可以提高
接收到的音频信号的音质和强度？您能提出哪些改进措施？
答：可参考曹志刚编《现代通信原理》教材，清华大学出版社。P93面4.8节采用预加重/去加重改善信噪比。我们实验中加入了预加重和去加重，另外对接收到的音频信号进行有效带通滤波。
4、在调频发射部分当中，有什么方法可以对MPX处的立体声复用信号进行还原？
答：实际上MPX是发射部分的频分复用，只需对复用信号进行解复用即可，答案框图已在P6-6附图二中。
实验七思考题P7-5：
1、描述抽样定理。
答：可参考任何通信原理教材。此不详述。
2、本实验采用的是什么抽样方式？为什么？
答：实验采用的是自然抽样，自然抽样时，抽样过程实际是相乘的过程。另外说一下平顶抽样，实际应用中，平顶抽样是采用抽样保持电路来实现的。
3、本实验的抽样形式同理想抽样有何区别？试将理论和实验相结合加以分析。
答：可参考曹志刚编《现代通信原理》教材，清华大学出版社。P110面5.3节实际抽样。
4、在抽样之后，调制波形中包不包含直流分量，为什么？
答：应不包含直流分量，抽样过程实际是相乘的过程，得到的仍然是交流信号，经过调后仍不包含直流分量。
5、造成系统失真的原因有哪些？
答：可参考陈国通主编的《数字通信》，哈尔滨工业大学出版社。P28面2.3节抽样误差的分析。造成系统失真的原因主要为：发送端的非理想抽样和接收端低通滤波的非理想所带来的误差。
6、为什么采用低通滤波器就可以完成PAM解调？
答：可参考樊昌信编的《通信原理》教材，第四版，国防工业出版社。P193面7.3节脉冲振幅调制。
注意一点，只有自然抽样才可以直接用低通滤波器解调，自然抽样后包含有原始信号频谱，但对于平顶抽样需在接收端低通滤波之前用特性为1/H（w）的网络加以修正。
实验八思考题P8-11：
1、TP3067PCM编码器输出的PCM数据的速率是多少？在本次实验系统中，为什么要给TP3067提供
2.048MHz的时钟？
答：64Kb/S，属于国际标准，由PCM帧结构知1帧共有32个路时隙，每路时隙8bit，每秒有8000帧，故30/32路PCM基群的数码率为：8000*32*8=2.048Mb/s，即发送端定时电路的时钟频率。
2、认真分析TP3067主时钟与8KHz帧收、发同步时钟的相位关系。
答：参考指导书P8-8中2.功能说明。
3、为什么实验时观察到的PCM编码信号总是随时变化的？
答：由于采样频率和输入信号的频率不是有规律的整数倍关系，所以抽样的信号点时刻不是一样的，
编码输出的信号也即不一样，实时观察的信号就是随时变化的。
4、分析满载和过载时的脉冲编码调制和解调波形。
答：根据PCM的抽样量化编码过程可知，满载和过载时量化结果都是一样的，为最大量化值，8位为全1，解调输出为最大量化值对应的模拟量。
5、当输入正弦信号的频率大于3400Hz或小于300Hz时，分析脉冲编码调制和解调的波形。
答：TP3067集成芯片主要是针对音频信号的，内部有一个带通滤波器滤除，当输入正弦信号的频率大于3400Hz或小于300Hz时，没有信号输入，量化值为零，编码输出全零，解调也为无。
实验九思考题P9-11：
1、在做本实验内容中的第六项实验时，分析实验结果并记录下来。
答：可选内容，听觉分析，自行分析之。
2、MC34115的第15引脚为何要接上高电平才能作编码电路？
答：集成芯片MC34115应用要求。可参考芯片资料。
实验十思考题P10-10：
1、ADPCM与PCM两种将模拟信号转化为数字信号的方法各有什么优点和缺点？
答：可参考任何通信原理教材。此不详述。
2、单片机U306（89C2051）是如何对MC145540内部的16个字节的RAM进行控制的？对本实验来说，
控制方式是否可以改变？试编写相关程序。
答：本实验中由U306的P1.3、P1.4、P1.5、P1.6对MC145540内部的16个字节的RAM进行控制的，可参考程序如下：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0080H
MAIN: MOV SP,#30H
MOV P0,#0FFH
MOV P1,#0FFH
MOV P3,#0FFH ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
MOV R5,#0EH
MOV DPTR,#TAB
B00: CLR P1.3
CLR A
CLR C
MOV R7,#08H
MOVC A,@A+DPTR
B01: CLR P1.4
RLC A
MOV P1.6,C
SETB P1.4
DJNZ R7,B01
SETB P1.3
INC DPTR
DJNZ R5,B00
SETB P1.3
SETB P1.4
SETB P1.6
SJMP $
RET
TAB: DB 70H,84H /控制
DB 71H,03H
DB 72H,04H
DB 73H,0FFH
DB 74H,70H
DB 75H,00H
DB 77H,60H
END
实验十一思考题P11-12：
1、基本锁相环电路中，其同步带与捕捉带之间的关系如何？
答：当f v =f R 时，环路进入了锁定状态，记此时的f R 为f 0 。先增大f R 直到环路刚刚失锁，记此时的输入频率为f R1 。再减小f R ，直到环路刚刚锁定为止，记此时的输入频率为f R2。继续减小f R ，直到环路再一次刚刚失锁为止，记此时的f R 为f R3，再一次增大，直到环路再一次刚刚锁定，记f R 为f R4。将上述实验反复做若干次。将f R1 f R2 f R3 f R4做平均处理，然后求出频差Δf p ＝1/2(42R R f f -) Δf H ＝1/2(31R R f f -) 锁相环能进入锁定状态的条件是0f ?<Δf p
环路能保持锁定的条件是 0f ?<Δf H
可见，Δf p 是环路能进入锁定状态的最大固有频差，Δf H 是环路能保持锁定状态的最大固有频差。即Δf p 为捕捉带，Δf H 为同步带。模拟锁相环中，Δf p <Δf H 。
2、本锁相环电路中，若要扩大捕捉带，可采取什么措施？
答：接在R2上的电阻值可控制VCO 的最高、最低频率。要想使捕捉带扩大，根据芯片的内部结构，
可知通过增大R 2的阻值即可。
3、若频率合成器输出范围从0～9999，且用CD4522作程序分频器，如何连接？
实验十二思考题P12-5：
1、 数字锁相环固有频差为△f ，允许同步信号相位抖动范围为码元宽度Ts 的η倍，求同步保持时间t c 及
允许输入的NRZ 码的连“1”或连“0”个数的最大值。
答：同步保持时间：t c ＝1/△f K ，允许输入的NRZ 码的连“1”或连“0”个数的最大值为η。
2、数字锁相环同步器的同步抖动范围随固有频差增大而增大，试解释此现象。
答：由公式t c ＝1/△f K ，当固有频差增大时，同步保持时间减小，那么抖动范围就增大。
3、若将AMI 码或HDB 3码整流后作为数字锁相环位同步器的输入信号，能否提取出位同步信号？为什么？对这两种码的连“1”个数有无限制？对AMI 码的信息代码中连“0”个数有无限制？对HDB 3码的信息代码中连“0”个数有无限制？为什么？
答：可以提取位同步信号，因为整流后的AMI 码或HDB 3码为NRZ 码，自然可以提取。对这两种码连
“1”个数有限制，对AMI 码的信息代码中连“0”个数有限制，对HDB 3码的信息代码中连“0”个数无限制，因为其连零个数不超过4个。
4、试提出一种新的环路滤波器算法，使环路具有更好的抗噪声能力。
答：数字环路滤波器由软件完成。可采用许多种软件算法，一种简单有效的方法是对一组N 0作平均处理。设无噪声时环路锁定后u i 与u o 的相位差为N 0/2，则在噪声的作用下，锁定时的相位误差可能大于N 0/2也可能小于N 0/2。这两种情况出现的概率相同，所以平均处理可以减小噪声的影响，m 个N d 值的平均值为
∑==m i di d m N
N 1
数字滤波器的输出为
N c = N o / 2 + N d
实验十三思考题P13-6：
1． 根据实验结果，画出处于同步状态及失步状态时电路各点的波形。
答：帧同步输出和假识别输出测试点（双踪观察）
输出的波形（将SW103、SW104、SW105设置为01110010 10101010 01110010）
2、假识别保护电路是如何使假识别信号不形成假同步信号的？
答： 在本实验中，帧同步识别器第一次识别到的与帧同步码相同的码元序列被认为一定就是正确的帧同步码而不会是与帧同步码完全相同的数据（因为当各模块上电复位后NRZ 码是从第一位开始输入帧同步识别电路的，而帧同步集中插入在NRZ 码的第二位至第八位，所以帧同步识别电路第一次识别到的与帧同步码相同的码元序列一定就是正确的帧同步码）。此后只要识别器输出一致脉冲信号，就将该信号延迟24位以后再与第一次识别到的帧同步信号比较，若相位相同，则输出正确的帧同步信号，若相位不同，则判断为假识别信号，给予滤除。
3、假识别保护电路是如何保护识别器避免假识别正确的帧同步信号的？
答：当识别器输出一致脉冲信号，就将该信号延迟移位，当发现该信号还未延迟24位就与第一次识别到的帧同步信号的相位相同，则判断为漏识别信号，给予滤除。直到延迟24位后与第一次识别到的帧同步信号的相位相同，则输出正确的帧同步信号。
4、试设计一个后方保护电路，使识别器连续两帧有信号输出且这两个识别脉冲的时间间隔为一帧的时候，同步器由失步态转为同步态。
在捕捉态下的同步保护措施称为后方保护，本同步器中捕捉态下的高门限属于后方保护措施。
实验十四思考题P14-4：
1． 简述科斯塔斯环法提取同步载波的工作过程。
答：参考实验指导书中科斯塔斯环的原理说明
2. 提取同步载波的方法除了科斯塔斯环法外，还有什么方法？试设计该电路并分析其工作过程。 答：还可采用平方环法，框图如下：
设调制信号为()m t ，()m t 中无直流分量，则抑制载波的双边带信号为
t t m t s c ωcos )()(=
接收端将该信号进行平方变换，即经过一个平方律部件后就得到
t t m t m t t m t e c c ωω2cos )(212)(cos )()(222
2+== 2()m t 中有直流分量，而()e t 表示式的第二项中包含有2ωc 频率的分量。进行二分频后，提取出的载波存在180°的相位模糊问题，用一移相器解决。最后用一窄带滤波器将ωc 频率分量滤出，就获得所需的载波。
实验十五思考题P15-9：
思考题
1、 分析2ASK 、2FSK 、2DPSK 的调制原理。
答：(1) 2ASK 调制原理：
在振幅键控中载波幅度是随着基带信号的变化而变化的。使载波在二进制基带信号1或0的控制下通或断，即用载波幅度的有或无来代表信号中的“1”或“0”，这样就可以得到2ASK 信号，这种二进制振幅键控方式称为通—断键控（OOK ）。其时域数学表达式为：
2()cos ASK n c S t a A t ω=?
式中，A 为未调载波幅度，c ω为载波角频率，n a 为符合下列关系的二进制序列的第n 个码元：
???=P P a n －出现概率为出现概率为110
综合式前两式，令A ＝1，则2ASK 信号的一般时域表达式为：
t nT t g a t S c n s n ASK ωcos )()(2??
????-=∑ t t S c ωcos )(=
式中，T s 为码元间隔，()g t 为持续时间 [－T s /2，T s /2] 内任意波形形状的脉冲（分析时一般设为归一化矩形脉冲），而()S t 就是代表二进制信息的随机单极性脉冲序列。
2ASK 信号的产生方法比较简单。首先，因2ASK 信号的特征是对载波的“通－断键控”，用一个模拟开关作为调制载波的输出通/断控制门，由二进制序列()S t 控制门的通断，()S t ＝1时开关导通；()S t ＝0时开关截止，这种调制方式称为通－断键控法。其次，2ASK 信号可视为S(t)与载波的乘积，故用模拟乘法器实现2ASK 调制也是很容易想到的另一种方式，称其为乘积法。在这里，我们采用的是通－断键控法，2ASK 调制的基带信号和载波信号分别从“ASK 基带输入”和“ASK 载波输入”输入，其原理框图和电路原理图分别如实验指导书图15-3、图15-4所示。
（2）2FSK 调制原理：
2FSK 信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态的，被调载波的频率随二进制序列0、1状态而变化，即载频为0f 时代表传0，载频为1f 时代表传1。显然，2FSK 信号完全可以看成两个分别以0f 和1f 为载频、以n a 和n a 为被传二进制序列的两种2ASK 信号的合成。其一般时域数学表达式为
t nT t g a t nT t g a t S n s n n s n FSK 102cos )(cos )()(ωω??
????-+??????-=∑∑
式中，002f πω=，112f πω=，n a 是n a 的反码，即 ???=P P a n －概率为概率为11
0 ???=P P a n －概率为概率为101
2FSK 信号的产生通常有两种方式：（1）频率选择法；（2）载波调频法。由于频率选择法产生的2FSK 信号为两个彼此独立的载波振荡器输出信号之和，在二进制码元状态转换（10→或01→）时刻，2FSK 信号的相位通常是不连续的，这会不利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛。载波调频法是在一个直接调频器中产生2FSK 信号，这时的已调信号出自同一个振荡器，信号相位在载频变化时始终是连续的，这将有利于已调信号功率谱旁瓣分量的收敛，使信号功率更集中于信号带宽内。在这里，我们采用的是频率选择法，其调制原理框图如下图所示：
通信原理实验思考题 第三章数字调制技术 实验一ＦＳＫ传输系统实验 实验后思考题： 1．FSK正交调制方式与传统的FSK调制方式有什么区别？有哪些特点？ 答：传统的FSK调制方式采用一个模拟开关在两个独立振荡器中间切换，这样产生的波形在码元切换点的相位是不连续的。而且在不同的频率下还需采用不同的滤波器，在应用上非常不方便。采用正交调制的优点在于在不同的频率下可以自适应的将一个边带抑制掉，不需要设计专门的滤波器，而且产生的波形相位也是连续的，从而具有良好的频谱特性。 2．TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？ 答：正交关系 实验中分析： P28 2. 产生两个正交信号去调制的目的。 答：在FSK 正交调制方式中，必须采用FSK 的同相支路与正交支路信号；不然如果只采一路同相FSK 信号进行调制，会产生两个FSK 频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频窄带滤波器。用两个正交信号去调制，可以提高频带利用率，减少干扰。 4.（1）非连续相位 FSK 调制在码元切换点的相位是如何的。 答：不连续的，当包含 N（N 为整数）个载波周期时，初始相位相同的相邻码元的波形（为整数）个载波周期时，和瞬时相位是连续的，当不是整数时，波形和瞬时相位 也是可能不连续的。 P29 1.（2）解调端的基带信号与发送端基带波形(TPi03)不同的原因？ 答：这是由于解调端与发送端的本振源存在频差，实验时可根据以下方法调整：将调模块中的跳线KL01置于右端，然后调节电位器WL01,可以看到解调端基带信号与发送端趋于一致。 2.（2）思考接收端为何与发送端李沙育波形不同的原因？ 答：李沙育图形的形状与两个输入信号的相位和频率都有关。 3. 为什么在全0或全1码下观察不到位定时的抖动？ 答：因为在全0或全1码下接收数据没有跳变沿，译码器无论从任何时刻开始译码均能正确译码，因此译码器无须进行调整，当然就看不到位定时的抖动了。 实验二BPSK传输系统实验 实验后思考题： 1.写出眼图正确观察的方法。 答：眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。 观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计
通信原理心得体会 篇一：通信原理学习心得 通信原理学习心得 一学期的通信原理课程结束了，但我对通信原理的学习永远不会结束。经过一个学期的学习我对通信原理有了深刻的认识，我知道这还远远不够，今后的日子里我要更加努力学习通信原理。学习是个艰难的过程，厌烦过，沮丧过，但同时也是充满着激情和快乐的。我想不管干什么都要自信,千万不要轻易的放弃,只要坚持不懈,一定会有结果的。 按照我的传统理解，通信就是信息的传输，在当今高度信息化的社会，信息和通信已经成为现代社会的命脉。所以我们要好好学习通信原理，可以预见，未来的通信系统对人们的生活方式和社会的发展将会产生更加重大和意义深远的影响。 通信原理是电子、通信、计算机络专业的一门理论性较强的专业基础课程,课程的重点是通信系统的性质、信号的传输、检测、处理的基本原理和方法以及信号调制，量化，编码，处理和传输的应用。该课程的特点是概念比较抽象，分析求解所用的数学知识较多。该课程的难点是理论性较强和比较抽象，然而我的数学基础并不够扎实，因此在数学分析与计算方面是一个难点，还有就是缺乏工程背景，而这门课又结合实际比较多，所以学这门课程并不容易，但我们要
好好学习通信原理。 对于通信原理这门课，一开始觉得很难，而且听学长们说通信原理是很难的课程，平时一定要好好学，不然自己学习习的日子根本就抓不到要点了。事实上好像也是如此，当然对于我这样的人，上课时 也不算是比较认真的，但是半学期的学习，我对通信原理确实有了一定的了解和认识。我知道学好通信原理需要一定的数学基础，所以我又翻阅了一下高数课本。翻阅高数课本之后，感觉轻松了一些。我认识到要完成通信，首先要对信号有一个充分的了解与认识，为了对这个信号进行传输我们要进行调制，并选择合适的信道，当然还要考虑噪声的干扰；在接收端我们通过解调把原始信号解调出来以完成我们的通信。 虽然该课程在学习上很困难，但我发现该课程在组织上遵循由特殊到一般、再由一般到特殊的符合认识规律的顺序，由通信系统性能分析到实际调制解调框图的设计等具体问题的应用的规律，后来又结合上机实验学习了MATLAB工具软件，通过Simulink或者MATLAB程序进行通信系统仿真，加深了我对通信系统的理解。 以上是我的学习心得，对于本门课程本想提出课程建议，但是老师讲的挺好的，基本没有什么建议可提。并且感觉老师讲的越来越好了，颜渊曾经这样评价自己的老师孔子，“仰
通信原理实验报告
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通信原理实验报告 实验名称：实验一—数字基带传输系统的—MATLAB方真 实验二模拟信号幅度调制仿真实验班级：10通信工程三班_________ 学号：2010550920 ________________ 姓名：彭龙龙______________
指导老师：王仕果______________
实验一数字基带传输系统的MATLA仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MATLAB程序验证卷积的常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MATLA实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层坎上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 3.1信号及系统在计算机中的表示 3.1.1时域取样及频域取样 一般来说，任意信号s(t)是定义在时间区间(-R, +R)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( -R, + R)这样一个时间段。 为此将把s(t)按区间T, T截短为 2 2 S T(t)，再对S T(t)按时间间隔△ t均匀取样，得到取样 点数为: 仿真时用这个样值集合来表示信号 T Nt t s(t)。显然△ t反映了仿真系统对信号波形的分辨 率， (3-1) △ t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，对应的频谱时频率的周期函数，其重复周期是—。如果信号的最高频率为f H，那么必须有f H W 丄才能保证不发 t 2 t 生频域混叠失真。设 1 B s 2 t 则称B s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△ (3-2) t,那么不能用
实验一常用信号的表示 【实验目的】 掌握使用MATLAB的信号工具箱来表示常用信号的方法。 【实验环境】 装有MATLAB6.5或以上版本的PC机。 【实验内容】 1. 周期性方波信号square 调用格式：x=square(t,duty) 功能：产生一个周期为2π、幅度为1 ±的周期性方波信号。其中duty表示占空比，即在信号的一个周期中正值所占的百分比。 例1：产生频率为40Hz，占空比分别为25%、50%、75%的周期性方波。如图1-1所示。 clear; % 清空工作空间内的变量 td=1/100000; t=0:td:1; x1=square(2*pi*40*t,25); x2=square(2*pi*40*t,50); x3=square(2*pi*40*t,75); % 信号函数的调用subplot(311); % 设置3行1列的作图区，并在第1区作图plot(t,x1); title('占空比25%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); % 限定坐标轴的范围 subplot(312); plot(t,x2); title('占空比50%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]); subplot(313); plot(t,x3); title('占空比75%'); axis([0 0.2 -1.5 1.5]);
图1-1 周期性方波 2. 非周期性矩形脉冲信号rectpuls 调用格式：x=rectpuls(t,width) 功能：产生一个幅度为1、宽度为width、以t=0为中心左右对称的矩形波信号。该函数横坐标范围同向量t决定，其矩形波形是以t=0为中心向左右各展开width/2的范围。Width 的默认值为1。 例2：生成幅度为2，宽度T=4、中心在t=0的矩形波x(t)以及x(t-T/2)。如图1-2所示。 t=-4:0.0001:4; T=4; % 设置信号宽度 x1=2*rectpuls(t,T); % 信号函数调用 subplot(121); plot(t,x1); title('x(t)'); axis([-4 6 0 2.2]); x2=2*rectpuls(t-T/2,T); % 信号函数调用
通信原理 实验一 实 验 报 告 实验日期： 学院： 班级： 学号： 姓名： 指导老师：
实验一数字基带传输系统的MA TLAB仿真 一、实验目的 1、熟悉和掌握常用的用于通信原理时域仿真分析的MATLAB函数； 2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生； 3、牢固掌握冲激函数和阶跃函数等函数的概念，掌握卷积表达式及其物理意义，掌握 卷积的计算方法、卷积的基本性质； 4、掌握利用MATLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的 常用基本性质； 5、掌握MATLAB描述通信系统中不同波形的常用方法及有关函数，并学会利用 MATLAB求解系统功率谱，绘制相应曲线。 基本要求：掌握用MATLAB描述连续时间信号和离散时间信号的方法，能够编写 MATLAB程序，实现各种常用信号的MA TLAB实现，并且以图形的方式再现各种信号的波形。 二、实验内容 1、编写MATLAB 程序产生离散随机信号 2、编写MATLAB 程序生成连续时间信号 3、编写MATLAB 程序实现常见特殊信号 三、实验原理 从通信的角度来看，通信的过程就是消息的交换和传递的过程。而从数学的角度来看， 信息从一地传送到另一地的整个过程或者各个环节不外乎是一些码或信号的交换过程。例如 信源压缩编码、纠错编码、AMI编码、扰码等属于码层次上的变换，而基带成形、滤波、调 制等则是信号层次上的处理。码的变换是易于用软件来仿真的。要仿真信号的变换，必须解 决信号与信号系统在软件中表示的问题。 四、实验步骤 （1）分析程序program1_1 每条指令的作用，运行该程序，将结果保存，贴在下面的空白 处。然后修改程序，将dt 改为0.2，并执行修改后的程序，保存图形，看看所得图形的效果 怎样。 dt=0.01 时的信号波形 Sinusoidal signal x(t) -2-1.5-1-0.500.51 1.52 Time t (sec) dt=0.2 时的信号波形
￥ 课程设计报告? < 课程名称通信原理 设计题目 DSB与2ASK调制与解调 专业通信工程 班级 学号 姓名 完成日期 …
课程设计任务书 设计题目：DSB与2ASK调制与解调 设计内容与要求： 设计内容： 1.根据DSB的调制原理设计线路，进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程，并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 2. 根据ASK的调制原理设计线路，进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程，并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 3.在设计过程中分析信号变化的过程和思考仿真过程的设计原理。 ; 设计要求： 1.独立完成DSB与ASK的调制与解调； 2.运用仿真软件设计出DSB与ASK的调制线路 3.分析信号波形和频谱 指导教师：范文 2012年12月16日 课程设计评语 （ 成绩： 指导教师：_______________
年月日
一．调制原理： 调制: 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号)； 时域定义：调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。 频域定义：调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程，而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程. 根据所控制的信号参量的不同，调制可分为： 调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。 调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变，而幅度保持不变的调制方式。 调相，利用原始信号控制载波信号的相位。 调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号，这就意味着把基带信号（信源）转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。该信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号，也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。该过程称为解调。
一、填空 1、单音调制时，幅度A不变，改变调制频率Ωm，在PM中，其最大相移△θm 与Ωm_______关系，其最大频偏△?m与Ωm__________；而在FM，△θm与Ωm________,△?m与Ωm_________。 1、在载波同步中，外同步法是指____________________，内同步法是指 ________________________。 2、已知一种差错控制编码的可用码组为：0000、1111。用于检错，其检错能力 为可检；用于纠正位错码；若纠一位错，可同时检查错。 3、位同步信号用于。 1．单边带信号产生的方式有和。 2．设调制信号的最高频率为f H ，则单边带信号的带宽为，双边带信号的带宽为，残留边带信号的带宽为。 3．抽样的方式有以下2种：抽样、抽样，其中没有频率失真的方式为抽样。 4．线性PCM编码的过程为，，。 5．举出1个频分复用的实例。 6．当误比特率相同时，按所需E b /n o 值对2PSK、2FSK、2ASK信号进行排序 为。 7、为了克服码间串扰，在___________之前附加一个可调的滤波器；利用____________的方法将失真的波形直接加以校正，此滤波器称为时域均衡器。 1、某数字传输系统传送8进制信号，码元速率为3000B，则该系统的信息速 率为。 2、在数字通信中，可以通过观察眼图来定性地了解噪和对系统性 能的影响。 3、在增量调制系统中，当模拟信号斜率陡变时，阶梯电压波形有可能跟不 上信号的变化，形成很大失真的阶梯电压波形，这样的失真称 为。 4、为了防止二进制移相键控信号在相干解调时出现“倒π”现象，可以对 基带数字信号先进行，然后作BPSK调制。 1、通信系统的性能指标主要有和，在模拟通信系统中前者用有效传输带宽衡量，后者用接收端输出的衡量。 2、对于一个数字基带传输系统，可以用实验手段通过在示波器上观察该系统
通信原理实验指导书思考题答案 实验一思考题P1-4： 1、位同步信号和帧同步信号在整个通信原理系统中起什么作用？ 答：位同步和帧同步是数字通信技术中的核心问题，在整个通信系统中，发送端按照确定的时间顺序，逐个传输数码脉冲序列中的每个码元，在接收端必须有准确的抽样判决时刻（位同步信号）才能正确判决所发送的码元。位同步的目的是确定数字通信中的各个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接收端得到一连串的码元序列，这一连串的码元序列代表一定的信息。通常由若干个码元代表一个字母（符号、数字），而由若干个字母组成一个字，若干个字组成一个句。帧同步的任务是把字、句和码组区分出来。尤其在时分多路传输系统中，信号是以帧的方式传送的。克服距离上的障碍，迅速而准确地传递信息，是通信的任务，因此，位同步信号和帧同步信号的稳定性直接影响到整个通信系统的工作性能。 2、自行设计一个码元可变的NRZ码产生电路并分析其工作过程。 答：设计流程图如下。 提示：若设计一个32位的NRZ码，即要求对位同步信号进行32分频，产生一路NRZ码的帧同步信号，码型调节模块对32位码进行设置，可得到可变的任何32位码型，通过帧同步倍锁存设置的NRZ码，通过NRZ码产生器模块把32位并行数据进行并串转换，用位同步信号进行一位一位输出，循环输出32位可变NRZ码即我们的设计完毕。 实验二思考题P2-4： 1、实验时，串/并转换所需的帧同步信号高电平持续时间必须小于一位码元的宽度，为什么？ 答：如果学生认真思考，可以提出没有必要一定小于一位码元的宽度。如24位的数据在串行移位时，当同步信号计数到第24位时，输出帧信号，通过帧信号的上升沿马上锁存这一帧24位数据，高电平没有必要作要求。主要检查学生是否认真考虑问题。 2、是否还有更好的方法实现串/并转换？请设计电路，并画出电路原理图及各点理论上的波形图。 答：终端模块采用移位锁存的方法实现串/并转换，此方法目前是最好的方法了。 实验四思考题P4-6： 1、在分析电路的基础上回答，为什么本实验HDB3编、解码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码时才能 正常工作？ 答：因为该电路采用帧同步控制信号，而1帧包含24位，所以当NRZ码输入电路到第24位时，帧同步信号给一个脉冲，使得电路复位。HDB3码再重新对NRZ码进行编译。且HDB3码电路对NRZ进行编译的第一位始终是固定的值。 因此HDB3编译码电路只能在输入信号是码长为24位的周期性NRZ码才能正常工作。但是由于HDB3码很有特点，现在为了使学生更好的观察HDB3如何进行编译码，我们对电路进行了改正，去掉了帧同步控制信号，所以现在对任意位的NRZ码都可以进行编码。 2、自行设计一个HDB3码编码电路，画出电路原理图并分析其工作过程。 答：根据HDB3的编码规则，CPLD电路实现四连“0”的检测电路，并根据检测出来的结果确定破坏点“V”脉冲的加入，再根据取代节选择将“B”脉冲填补进去。原理框图如下： 3
实验一信号源实验 一、实验目的 1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。 2、掌握信号源模块的使用方法。 二、实验内容 1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。 2、观测各路数字信源输出。 3、观测正弦点频信源输出。 4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。 三、实验仪器 1、信号源模块一块 2、20M双踪示波器一台 四、实验原理 信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。 1、DDS信源 DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。 正弦波输出频率范围为1Hz～200KHz，幅度范围为200mV～4V。 三角波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 锯齿波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。 方波A输出频率范围为1Hz～50KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比50％不变。 方波B输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比以5％步进可调。 输出波形如下图1-1所示。
正弦波：1Hz-200KHz 三角波：1Hz－20KHz 锯齿波：1Hz－20KHz 方波A：1Hz－50KHz(占空比50％) 方波B：1Hz－20KHz（占空比0％－100％可调） 图1-1 DDS信源信号波形 2、数字信源 （1）数字时钟信号 24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。 2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。64K：方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。 32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。 8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。 输出时钟如下图1-2所示。
通信原理课程设计心得体会 、时分解复用原理 为了提高信道利用率，使多路已抽样的信号组合起来沿同一信道传输而互相不干扰，称时分多路复用。时分复用的解调过程称为时分解复用。目前采用较多的是频分多路解复用和时分多路解复用。频分多路解复用用于模拟通信，而时分多路解复用用于数字通信。为了实现TDM传输，要把传输时间分成若干个时隙，在每个时隙内传输一路信号，将若干个原始的脉冲调制信号在时间上进行交错排列，从而形成一个复合脉冲串，该脉冲串扰码后经信道传输到达接收端。时分解复用通信，是把各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信分离出原来的模拟信号。由抽样定理可知，将时间上离散的信号变成时间上连续的信号，其在信道上占用时间的有限性，为多路信号沿同一信道传输提供了条件。时分解复用是建立在抽样定理的基础上的,因为抽样定理连续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.具体说，就是把时间分成一些均匀的时间间隙，将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙，以达到互相分开，互不干扰的目的。抽样脉冲占据时间一般较短,在抽样脉冲之间就留出间隙.利用这些空隙便可以传输其他信号的抽样,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,能够传输的数据也就越多.时分解复用信号在接收端只要在时间上恰当地进行分离,各个信号就能分别互相分开，互不干扰并不失真地还原出原来的模拟信号。 在通信系统中，同步具有相当重要的地位。通信系统能否具有有效、可靠地工作，在很大程度上依赖有无良好的同步系统。同步可分为载波同步、位同步、帧同步和网同步几大类型。他们在通信系统中都具有相当重要的作用。时分解复用通信中的同步技术包括位同步和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。时分解复用的电路原理就是先通过帧同步信号和位同步信号把各路信号数据分开,然后通过移位寄存器构成的并/串转换电路输出串行的数据，把时分复用的调制信号不失真的分离出来。 位同步 位同步的目的是确定数字通信中的个码元的抽样时刻，即把每个码元加以区分，使接受端得到一连串的码元序列，这一连串的码元列代表一定的信息。位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。因此,接收端必须提供一个确定抽样判决时刻的定时脉冲序列.
通信原理 实 验 报 告
实验一 数字基带信号实验(AMI/HDB3) 一、 实验目的 1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点 2、掌握AMI 、HDB 3的编码规则 3、掌握从HDB 3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HDB 3（AMI ）编译码集成电路CD22103 二、 实验内容 1、用示波器观察单极性非归零码（NRZ ）、传号交替反转码（AMI ）、三阶高密度 双极性码（HDB 3）、整流后的AMI 码及整流后的HDB 3码 2、用示波器观察从HDB 3/AMI 码中提取位同步信号的波形 3、用示波器观察HDB 3、AMI 译码输出波形 三、 基本原理 本实验使用数字信源模块（EL-TS-M6）、AMI/HDB 3编译码模块（EL-TS-M6）。 BS S5S4S3S2S1 BS-OUT NRZ-OUT CLK 并 行 码 产 生 器 八选一 八选一八选一分 频 器 三选一 NRZ 抽 样 晶振 FS 倒相器 图1-1 数字信源方框图 010×0111××××××××× ×××××××数据2 数据1 帧同步码 无定义位 图1-2 帧结构 四、实验步骤 1、 熟悉信源模块和HDB3/AMI 编译码模块的工作原理。 2、 插上模块（EL-TS-M6），打开电源。用示波器观察数字信源模块上的各种信号波形。 用FS 作为示波器的外同步信号，进行下列观察： （1） 示波器的两个通道探头分别接NRZ-OUT 和BS-OUT ，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；
实验一 1. 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：脉冲宽度等于码元宽度Ts 归零码特点：＜Ts 2）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。举例： 信源代码 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 AMI 1 0 0 0 0 -1 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 HDB3 1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 0 -1 2. 设代码为全1，全0及0111 0010 0000 1100 0010 0000，给出AMI及HDB3码的代码和波形。 答： 信息代码 1 1 1 1 1 11 AMI 1 -1 1 -1 1-1 1 HDB3 1 -1 1 -1 1 -1 1 信息代码0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 AMI0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 HDB3 0 0 0 1-10 0 1-1 0 0 1 -1 信息代码 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 AMI0 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 1 -1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 HDB30 1 -1 1 0 0 -1 0 0 0-1 0 1 -1 1 0 0 1 -1 0 0 0 –1 0 3. 总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。 答： 位同步信号HDB3 整流窄带带通滤波器整形移相 HDB3中不含有离散谱f S(f S在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱f S成分，故可通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。
AM调制和解调的仿真原理：1）AM调制的原理是，发射信号的一侧将信号加到高频振荡上，然后通过天线发射出去。在此，高频振荡波是载波信号，也称为载波。调幅是通过调制信号来控制高频载波的幅度，直到其随调制信号线性变化。在线性调制系列中，第一幅度调制是全幅度调制或常规幅度调制，称为am。在频域中，调制频谱是基带调制信号频谱的线性位移；在时域中，调制包络与调制信号波形具有线性关系。设正弦载波为：C（T）= ACOS （WCT +φ0），其中a为载波幅度；WC是载波角频率；φ0是载波的初始相位（通常假设φ0 = 0）。调制信号（基带信号）为m（T）。根据调制的定义，幅度调制信号（调制信号）通常可以表示为：如果调制信号M（T）的频谱为m（W），则SM（T）= am（T）cos（WCT），则调制信号的频谱SM（T）：SM（W）= a [M（W + WC）+ m（w﹥6 ﹣1wc）] /22。从高频调制信号中恢复调制信号的过程称为解调。）也称为检测。对于幅度调制信号，解调是从幅度变化中提取调制信号的过程。解调是调制的逆过程。产品类型的同步检波器可用于解调振幅。可以将调制信号与本地恢复载波信号相乘，并且可以通过低通滤波来获得解调信号。下图显示了AM解调的原理：原理图和仿真结果：参数设置：正弦波WAVE1和正弦波WAVE2
模块分别在发送器和接收器处生成载波信号，并且角频率ωC设置为60 rad / s，并且调幅系数为1；调制信号M（T）由正弦波模块产生，为正弦波信号，角频率为5rad / s，幅度为1V。直流分量A0恒定。低通滤波器模块的截止频率设置为6rad / s。承运人：sin60t;调制信号：sin（5T）sin（60t）2 2. B DSB调制和解调模拟调制原理：在幅度调制的一般模型中，如果滤波器是全通网络（= 1），则滤波器中没有DC分量。调制信号，则输出调制信号是没有载波分量（DSB）的双边带调制信号。当源信号的极性改变时，调制信号的相位将突然改变π。SDSB （T）= m（T）coswct调制的目的是将调制信号的频谱移动到所需位置，从而提高系统信息传输的有效性和可靠性。DSB调制原理的框图如图4-3所示：图1：DSB信号本质上是基带信号和载波的乘法，而卷积在频域中。表达式为：调制后，s DSB（W）= [M（W + WC）+ m （W？6？1 WC）] / 2（1），已调制信号的带宽变为原始基带信号带宽的两倍：模拟基带信号的带宽为W。则调制信号的带宽为2W；（2）在调制信号中没有离散的载波频率分量，因为原始的模拟基带信号不包含离散的DC分量。（3）（4）某个信号的频谱或随机信号的功率谱是基带信号的频谱/功率谱的线性位移。因此，它称为线性调制。解调原理：DSB只能进
通信原理实验报告 实验一抽样定理 实验二 CVSD编译码系统实验 实验一抽样定理 一、实验目的 所谓抽样。就是对时间连续的信号隔一定的时间间隔T 抽取一个瞬时幅度值（样值），即x(t)*s(t)=x(t)s(t)。在一个频带限制在（0，f h）内的时间连续信号f（t），如果以小于等于1/(2 f h)的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。 抽样定理告诉我们：如果对某一带宽有限的时间连续信号（模拟信号）进行抽样，且抽样速率达到一定数值时，那么根据这些抽样值就能准确地还原信号。这就是说，若要传输模拟信号，不一定要传输模拟信号本身，可以只传输按抽样定理得到的抽样值。 二、功能模块介绍 1.DDS 信号源：位于实验箱的左侧 （1）它可以提供正弦波、三角波等信号，通过连接P03 测试点至PAM 脉冲调幅模块的32P010 作为脉冲幅度调制器的调制信号x(t)。抽样脉冲信号则是通过P09 测试点连至PAM 脉冲调幅模块。 （2）按下复合式按键旋钮SS01，可切换不同的信号输出状态，例如D04D03D02D01=0010 对应的是输出正弦波，每种LED 状态对应一种信号输出，具体实验板上可见。 （3）旋转复合式按键旋钮SS01，可步进式调节输出信号的频率，顺时针旋转频率每步增加100Hz,逆时针减小100Hz。 （4）调节调幅旋钮W01，可改变P03 输出的各种信号幅度。 2.抽样脉冲形成电路模块 它提供有限高度，不同宽度和频率的抽样脉冲序列，可通过P09 测试点连线送到PAM 脉冲调幅模块32P02，作为脉冲幅度调制器的抽样脉冲s(t)。P09 测试点可用于抽样脉冲的连接和测量。该模块提供的抽样脉冲频率可通过旋转SS01 进行调节，占空比为50%。 3.PAM 脉冲调幅模块 它采用模拟开关CD4066 实现脉冲幅度调制。抽样脉冲序列为高电平时，模拟开关导通，有调制信号输出；抽样脉冲序列为低电平，模拟开关断开，无信号输出。因此，本模块实现的是自然抽样。在32TP01 测试点可以测量到已调信号波形。 调制信号和抽样脉冲都需要外接连线输入。已调信号经过PAM 模拟信道（模拟实际信道的惰性）的传输，从32P03 铆孔输出，可能会产生波形失真。PAM 模拟信道电路示意图如下图所示，32W01（R1）电位器可改变模拟信道的传输特性。
中南大学《通信原理》 实验设计报告 学院： 专业班级： 姓名： 学号： 指导老师： 设计时间：
目录 第一部分硬件部分实验报告 实验一：模拟锁相环与载波同步 (1) 实验五：数字锁相环与位同步 (6) 实验六：帧同步 (13) 实验七：时分复用数字基带通信系统 (17) 第二部分实验设计部分 设计任务与要求 (22) 方案设计与论证 (22) 源程序与仿真结果 (24) 系统性能分析 (29) 程序调试 (29) 结论与心得 (30) 参考文献 (31)
第一部分硬件部分实验报告 实验一：模拟锁相环与载波同步 一、实验目的 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、实验内容 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、基本原理 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。本实验系统的载波同步提取模块用平方环，原理方框图如图3-1所示，电原理图如图3-2所示（见附录）。模块内部使用+5V、+12V、-12V电压，所需的2DPSK输入信号已在实验电路板上与数字调制单元2DPSK输出信号连在一起。 图3-1 载波同步方框图 本模块上有以下测试点及输入输出点： ? MU平方器输出测试点，VP-P＞1V ? VCO VCO输出信号测试点，VP-P＞0.2V ? Ud鉴相器输出信号测试点 ? CAR-OUT 相干载波信号输出点/测试点 图3-1中各单元与电路板上主要元器件的对应关系如下： ? 平方器 U25：模拟乘法器MC1496
第五章 5-1 已知线性调制信号表示式如下： （1）t t c ωcos cos Ω，（2）t t c ωcos )sin 5.01(Ω+。 式中，Ω=6c ω。试分别画出它们的波形图和频谱图。 1(1)cos cos [cos()cos()] 2[cos cos ]{[()][()][()][()]} 2 1 (2)(10.5sin )cos cos [sin()sin()] 4 [(10.5sin )cos ][()(c c c c c c c c c c c c c c c t t F t t t t t F t t ωωωπ ωδωωδωωδωωδωωωωωωωπδωωδωωΩ=-Ω++Ω∴Ω= --Ω++-Ω+-+Ω+++Ω+Ω=+-Ω++Ω∴+Ω=-++Q Q 解：)]{[()][()] 4 [()[()]]} c c c c j π δωωδωωδωωδωω++-Ω---Ω+++Ω--+Ω 5-2 根据图P5-1所示的调制信号波形，试画出DSB 及AM 信号的波形图，并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。
图P5-1 m(t) t 解： 从波形中可以看出，DSB 信号经过包络检波器后输出波形失真，不能恢复调制信号；而AM 信号经过包络检波器后能正确恢复调制信号。 m(t) t 0 S DSB (t) 0 t S AM (t) t 5-3已知调制信号m (t )=cos(2000πt )，载波为cos104 πt ，进行单边带调制，试确定该单边带信号的表示式，并画出频谱图。 ()sin(2000)sin(4000) 1111 ()()cos ()sin cos(12000)cos(14000) 22221111 ()()cos ()sin cos(8000)cos(6000) 2222 USB c c LSB c c m t t t s t m t t m t t t t s t m t t m t t t t ππωωππωωππ=+=-=+=+=+) ))解：则 f (kHz) S SSB (ω) 上边带 -7 –6 -4 -3 0 3 4 6 7 上边带 下边带 下边带 5-4 将调幅波通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数H( ) 如图P5-2所示（斜线段为直线）。当调制信号为()[100600]m t A sin t sin t ππ=+时，试确定所得残留边带信号的表达式。 14 -14 H （ ） 1 f/kHz
通信原理思考题 第一章 1-3 何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？ 答:数字通信即通过数字信号传输的通信。 优点:(1)抗干扰能力强,且噪声不积累;(2)传输差错可控;(3)便于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储;(4)易于集成;(5)易于加密处理,保密性好。 缺点:传输带宽较大,系统设备较复杂。 1-7 按传输信号的复用方式,通信系统如何分类？ 答:频分复用、时分复用、码分复用。 1-8 单工、半双工及全双工通信方式就是按什么标准分类的？解释她们的工作方式并举例说明。 答:按消息传递的方向与时间关系来分类。 单双工:消息只能单方向传输的工作方式。例如:广播、遥控、无线寻呼。 半双工:通信双方都能收发消息,但不能同时进行收与发的工作方式。例如:对讲机、检索。 全双工:通信双方可同时进行收发消息的工作方式。例如:电话、计算机间的高速通信。1-11 衡量数字通信系统有效性与可靠性的性能指标有哪些？ 答:有效性:传输速率与频带利用率。 可靠性:差错率,包括误码率与误信率。 1-12 何谓码元速率与信息速率？她们之间的关系如何？ 答:码元速率:又称传码率,定义为单位时间内(每秒)传送码元的数目。 信息速率:又称传信率,定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数。 (b/s) 1-13 何谓误码率与误信率？她们之间的关系如何？ 答:误码率:错误接收的码元数在传输总码元数中所占的比例。 误信率:错误接收的比特数在传输总比特数中所占的比例。 N进制中,误信率比误码率更低,在二进制中,误码率与误信率在数值上相等。 第三章 3-2 随机过程的数字特征主要有哪些？分别表征随机过程的什么特性？ 答:均值(数学期望):表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。 方差:表示随机过程在时刻t相对于均值a(t)的偏离程度。 相关函数(包括自相关函数与协方差函数):表示随机过程在任一两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。 3-3 何谓严平稳？何谓广义平稳？她们之间的关系如何？ 答:严平稳:若一个随机过程的任意有限维分布函数与时间起点无关,也就就是说,对于任
中央民族大学实验报告 学生姓名：马丽娜学号：0938087 专业班级：09电子班 实验类型：□√验证□综合□设计□创新实验日期：2012年3月21日实验成绩： 指导老师：邹慧兰 一、实验项目名称 模拟锁相环模块 二、实验目的 1、熟悉模拟锁相环的基本工作原理 2、掌握模拟字锁相环的基本参数及设计 三、实验基本原理 模拟锁相环模块在通信原理综合实验系统中可作为一个独立的模块进行测试。在系统256KHz时钟锁在发端的256KHz的时钟上，来获得系统的同步时钟，如HDB3接受的同步时钟以及后续电路同步时钟。 该模块主要由模拟锁相环UP01（MC4066）、数字分频器UP02（74LS161）、D触发器UP04（74LS74）、环路滤波器和运放UP03（TEL2702）及阻容器件构成的输入带通滤波器（中心频率：256KHz）组成。在UP01内部有一个振荡器与一个高速鉴相器组成。
该模拟锁相环的框图见图2.1.1。因来自发端信道的HDB3码为归零码，归零码中含有256KHz时钟分量，经UP03B构成中心频率为256KHz有源由带通滤波器后，滤出256KHz时钟信号，该信号再通过UP03A放大，然后经UP04A和UP04B两个除二分频器（共四分频）变为64KHz信号，进入UP01鉴相器输入A脚；VCO输出的512KHz 输出信号经UP02进行八分频变为64KHz信号，送入UP01的鉴相输入B脚；经UP01内部鉴相器鉴相之后的误差控制信号经环路滤波器送入UP01的压控振荡器输入端；WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。正常时，VCO锁定在外来的256KHz频率上。模拟锁相环模块各跳线开关功能如下： 1、跳线开关KP01用于选择UP01的鉴相输出。当KP01设置于1_2时（左端），选择异或门鉴相输出，环路锁定时TPP03、TPP05输出信号将存在一定相差；当KP01设置于2_3时（右端），选择三态门鉴相输出，环路锁定时TPP03、TPP05将不存在相差，调整电位器WP01可以改变模拟锁相环的环路参数。 2、跳线开关KP021是用于选择输入锁相信号，当KP021设置于1_2时（HDB3：左端），输入信号来自HDB3编码模块的HDB3码信号；当KP021设置于2_3时（TEST：右端）选择外部的测试信号（J007输入），此信号用于测量该模拟锁相环模块的性能。 在该模块中，各测试点的定义如下： 1、TPP01:256KHz带通滤波器输出 2、TPP02：隔离放大器输出 3、TPP03：鉴相器A输入信号（64KHz） 4、TPP04：VCO输出信号（512KHz） 5、TPP05：鉴相器B输入信号（64KHz） 6、TPP06：环路滤波器输出 7、TPP07：锁定指示检测（锁定时为高电平） 以上测试点通过JP01测试头引出，JPO1的排列如下图所示
通信原理实验心得体会 091180024代岳通信工程众所周知，《通信原理》是电子、通信、计算机、自控和信息处理等专业的重要基础课，所以我们通信工程专业的同学在本学期除了平时要上每周2次，每次2节的通信原理理论课程外，还要上每周1次持续3个小时的实验课来帮助我们理解通信原理课的知识，使同学们掌握和熟悉通信系统的基本理论和分析方法，为后续的学习打下良好的基础。 在做本学期的实验前,我以为跟以往的电子类实验差不多，以验证为主，不会很难做,就像以前做物理实验一样,课上按照要求做完实验,然后课后两下子就将实验报告写完，下次课上一交，就OK了。直到做完本学期所有的通信原理实验时,我才知道其实并不容易做,因为自主设计占了很大一部分，需要查找资料和跟不断跟同学讨论问题来解决难点，但学到的知识与难度成正比,使我获益良多. 首先，在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在老师讲解时就很可能会听不懂,这将使我们在做实验时的难度加大,浪费课上完成实验的宝贵时间。比如做BPSK自行设计的实验,你要清楚BPSK系统的传输特性以及输入输出序列的原理,如果我们不清楚,在做实验时才去探索讨论,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半。同时，做实验时,一定要亲力亲为,不要钻空子，务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,最好能理解明白。在完成实验后,还要进行一定的复习和思考。只有这样,你的才会印象深刻,记得牢固。否则,过后不久，也许是半个学期，就会忘得一干二净,这是很糟糕的
一种情况。在做实验时,老师还会根据自己的经验,将一些课本上没有的知识教给我们,拓宽我们的眼界,使我们认识到通信原理实验的应用是那么的广泛，可以大大增强我们的探索的兴趣。 通过完成本学期的通信原理实验,使我学到了不少实用的通信知识,加深了对通信系统的理解，加强了动手的能力，与理论课完成了很好的互补。更重要的是,在做实验的过程,我们收获了思考问题和解决问题的各种角度以及方法,提高了在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力，这与做其他的实验是通用的,让我受益匪浅，对以后的学习更加有信心。