实验四数字解调与眼图

实验四数字同步及眼图实验(理论课:教材第13章P404）实验内容1.位定时、位同步提取实验2.信码再生实验3.眼图观察及分析实验4.仿真眼图观察测量实验一、实验目的1.掌握数字基带信号的传输过程。

2.熟悉位定时产生与提取位同步信号的方法。

3.学会观察眼图及其分析方法。

二、实验电路工作原理（一）、眼图概念一个实际的基带传输系统，尽管经过十分精心的设计，但要使其传输特性完全符合理想情况是不可能的。

码间干扰是不可能完全避免的，码间干扰问题与信道特性、发送滤波器、接受滤波器特性等因素有关。

因而计算由于这些因素所引起的误码率就十分困难，尤其是在信道特性不能完全确知的情况下，甚至得不到一种合适的定量分析方法。

在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近似的结果都是十分繁杂的。

那么，怎样来衡量整个系统的传输质量呢? 眼图，就是一种可以直观地、方便地估价系统性能一种方法。

这种方法具体做法是：用一个示波器接在接受滤波器的输出端，然后调整示波器水平扫描周期，使其与接受码元的周期同步。

这时就可以从示波器显示的图形上，观察出码间干扰和噪声的影响，从而估计出系统性能的优劣程度。

所谓眼图是指示波器显示的这种图像。

干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。

因为对于二进制信号波形，它很像一只人的眼睛而得名。

如图4－3所示。

（二）、同步信号的作用与电路工作原理数字通信系统能否有效地工作，在相当大的程度上依赖于发端和收端正确地同步。

同步的不良将会导致通信质量的下降，甚至完全不能工作。

通常有三种同步方式：即载波同步、位同步和群同步。

在本实验中主要位同步。

实现位同步的方法有多种，但可分为两大类型：一类是外同步法。

另一类是自同步法。

所谓外同步法，就是在发端除了要发送有用的数字信息外，还要专门传送位同步信号，到了接收端得用窄带滤波器或锁相环进行滤波提取出该信号作为位同步之用。

所谓自同步法，就是在发端并不专门向收端发送位同步信号，而收端所需要的位同步信号是设法从接收信号中或从解调后的数字基带信号中提取出来。

在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，信号通过信道后，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间干扰的。

在码间干扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。

为了便于实际评价系统的性能，常用所谓“眼图”。

眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。

所谓“眼图”，就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号，以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。

干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。

因为对于二进制信号波形，它很象一只人的眼睛。

在图1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。

图1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。

眼图中央的垂直线表示取样时刻。

当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。

在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。

当波形有失真时，在取样时刻信号取值分布在小于+1或大于-1附近，“眼睛”部分闭合。

这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。

换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。

“眼睛”张开的大小就指明失真的严重程度。

为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图2的形状。

由此图可以看出：(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。

衡量眼图质量的几个重要参数有：1.眼图开启度(U-2ΔU)/U指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。

无畸变眼图的开启度应为100%。

Agilent——眼图、抖动、相噪2009-02-25 22:31随着数据速率超过Gb/s水平，工程师必须能够识别和解决抖动问题。

抖动是在高速数据传输线中导致误码的定时噪声。

如果系统的数据速率提高，在几秒内测得的抖动幅度会大体不变，但在位周期的几分之一时间内测量时，它会随着数据速率成比例提高，进而导致误码。

新兴技术要求误码率(BER)，亦即误码数量与传输的总码数之比，低于一万亿分之一(10-12)。

随着数据通信、总线和底板的数据速率提高，市场上已经出现许多不同的抖动检定技术，这些技术采用各种不同的实验室设备，包括实时数字示波器、取样时间间隔分析仪(TIA)、等时取样示波器、模拟相位检波器和误码率测试仪(BERT)。

为解决高数据速率上难以解决的抖动问题，工程师必需理解同步和异步网络中使用的各种抖动分析技术本文重点介绍3 Gb/s以上新兴技术的数据速率。

低于3 Gb/s的实时示波器可以捕获连续的数据流，可以同时在时域和频域中分析数据流；在更高的数据速率上，抖动分析要更具挑战性。

本文将从数字工程师的角度，介绍应对SONET/SDH挑战的各种经验。

抖动分析基本上包括比较抖动时钟信号和参考时钟信号。

参考时钟是一种单独的黄金标准时钟，或从数据中重建的时钟。

在高数据速率时，分析每个时钟的唯一技术是位检测和误码率测试；其它技术则采用某种取样技术。

如图1所示，眼图是逻辑脉冲的重叠。

它为测量信号质量提供了一种有用的工具，即使在极高的数据速率时，也可以在等时取样示波器上简便生成。

边沿由…1‟到…0‟转换和…0‟到…1‟转换组成，样点位于眼图的中心。

如果电压(或功率)高于样点，则码被标为逻辑…1‟；如果低于样点，则标为…0‟。

系统时钟决定着各个位的样点水平位置。

图1: 具有各项定义的眼图E1是逻辑…1‟的平均电压或功率电平，E0是逻辑…0‟的平均电压或功率电平。

参考点t = 0在左边的交点进行选择，右边的交点及其后是位周期TB。

眼图实验报告眼图实验报告引言：眼图是一种常用的电信测量工具，用于分析数字信号的质量和稳定性。

通过观察信号在示波器屏幕上的显示，我们可以获得信号的波形、噪声和时钟抖动等信息。

本实验旨在通过眼图分析方法，对数字信号进行测量和评估。

一、实验目的本实验的主要目的是通过眼图实验，了解数字信号的质量和稳定性，并掌握使用眼图进行信号分析的方法。

二、实验原理眼图是一种通过示波器观察信号波形的方法。

在示波器屏幕上，我们可以看到一系列的“眼睛”，每个“眼睛”代表了一个数据位。

通过观察这些“眼睛”的开闭程度和位置，我们可以判断信号的质量和稳定性。

在眼图中，水平轴代表时间，垂直轴代表信号的电压。

每个“眼睛”由上下两条边界线和中间的开放区域组成。

边界线的位置和开放区域的大小反映了信号的噪声和时钟抖动情况。

边界线越平整，开放区域越大，表示信号质量越好；反之，表示信号质量较差。

三、实验步骤1. 连接示波器和信号源：将信号源的输出与示波器的输入相连。

2. 设置示波器参数：根据实际情况，设置示波器的触发模式、时间基准和垂直尺度等参数。

3. 调整示波器触发：通过调整示波器的触发模式和触发电平，使信号能够稳定地显示在示波器屏幕上。

4. 观察眼图：调整示波器的水平和垂直尺度，观察眼图的显示情况。

注意观察边界线的平整程度和开放区域的大小。

5. 分析眼图：根据眼图的显示结果，分析信号的质量和稳定性。

可以通过观察边界线的位置和开放区域的大小，判断信号是否存在噪声和时钟抖动。

6. 记录实验数据：将实验中观察到的眼图结果记录下来，以备后续分析和比较。

四、实验结果与分析通过眼图实验，我们观察到了不同信号的眼图，并进行了分析。

在实验中，我们发现开放区域较大、边界线平整的眼图代表了较好的信号质量和稳定性，而开放区域较小、边界线波动较大的眼图则表示信号质量较差。

实验中，我们还观察到了一些常见的眼图特征。

例如，当信号存在噪声时，眼图的开放区域会变小，边界线会变得不规则；当信号存在时钟抖动时，眼图的边界线会出现波动。

数字解调实验报告一、实验目的数字解调是数字通信系统中的关键环节，本次实验的主要目的是深入理解数字解调的原理和方法，通过实际操作和数据分析，掌握数字解调的过程和性能评估指标，并能够运用所学知识解决实际问题。

二、实验原理数字解调是将接收到的数字调制信号还原为原始数字信息的过程。

常见的数字调制方式包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）等。

以二进制相移键控（BPSK）为例，其调制原理是通过改变载波的相位来表示二进制数字“0”和“1”。

在解调过程中，通常采用相干解调的方法，即首先将接收到的信号与本地同频同相的载波相乘，然后通过低通滤波器滤除高频分量，最后进行抽样判决，恢复出原始的数字信息。

三、实验设备和环境1、计算机一台2、数字通信实验软件3、信号发生器4、示波器四、实验步骤1、打开数字通信实验软件，设置调制方式为 BPSK，生成一定长度的随机二进制数字序列作为原始信息。

2、对原始信息进行 BPSK 调制，得到调制后的信号。

3、在信道中加入高斯白噪声，模拟实际通信中的噪声干扰。

4、对接收端的信号进行相干解调，恢复出原始信息。

5、计算误码率，分析噪声对解调性能的影响。

五、实验数据及结果分析1、绘制调制前后的信号波形原始二进制数字序列具有明显的随机性。

调制后的信号在相位上发生了变化，“0”和“1”对应不同的相位。

2、不同噪声强度下的误码率随着噪声强度的增加，误码率逐渐升高。

当噪声功率较小时，误码率较低，解调性能较好；当噪声功率超过一定阈值时，误码率急剧上升，解调性能严重下降。

3、分析解调结果与理论值的差异实验结果与理论分析基本相符，但由于实际实验中存在各种非理想因素，如噪声的随机性、系统的非线性等，导致实际误码率略高于理论值。

六、实验中遇到的问题及解决方法1、噪声设置不合理最初设置的噪声强度过大，导致误码率过高，无法准确分析解调性能。

通过逐步减小噪声强度，找到了合适的范围，使实验结果更具参考价值。

实验四FSK调制及解调实验一、实验目的1、掌握用键控法产生FSK信号的方法。

2、掌握FSK非相干解调的原理。

二、实验器材1、主控&信号源、9号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、实验原理框图FSK调制及解调实验原理框图2、实验框图说明基带信号与一路载波相乘得到1电平的ASK调制信号，基带信号取反后再与二路载波相乘得到0电平的ASK调制信号，然后相加合成FSK调制输出；已调信号经过过零检测来识别信号中载波频率的变化情况，通过上、下沿单稳触发电路再相加输出，最后经过低通滤波和门限判决，得到原始基带信号。

四、实验步骤实验项目一FSK调制概述：FSK调制实验中，信号是用载波频率的变化来表征被传信息的状态。

本项目中，通过调节输入PN序列频率，对比观测基带信号波形与调制输出波形来验证FSK调制原理。

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】→【FSK数字调制解调】。

将9号模块的S1拨为0000。

调节信号源模块的W2使128KHz载波信号的峰峰值为3V，调节W3使256KHz载波信号的峰峰值也为3V。

3、此时系统初始状态为：PN序列输出频率32KH。

4、实验操作及波形观测。

（1）示波器CH1接9号模块TH1基带信号，CH2接9号模块TH4调制输出，以CH1为触发对比观测FSK 调制输入及输出，验证FSK调制原理。

（2）将PN序列输出频率改为64KHz，观察载波个数是否发生变化。

实验项目二FSK解调概述：FSK解调实验中，采用的是非相干解调法对FSK调制信号进行解调。

实验中通过对比观测调制输入与解调输出，观察波形是否有延时现象，并验证FSK解调原理。

观测解调输出的中间观测点，如TP6（单稳相加输出），TP7（LPF-FSK），深入理解FSK解调过程。

1、保持实验项目一中的连线及初始状态。

2、对比观测调制信号输入以及解调输出：以9号模块TH1为触发，用示波器分别观测9号模块TH1和TP6（单稳相加输出）、TP7（LPF-FSK）、TH8（FSK解调输出），验证FSK解调原理。

第一章1、什么是数字信号和模拟信号，俩者的区别是什么？凡信号参量的取值连续（不可数，无穷多），则称为模拟信号。

凡信号参量只可能取有限个值，则称为数字信号。

区别在于信号参量的取值2、何谓数字通信，简述数字通信系统的主要优缺点数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统。

优点：抗干扰能力强、差错可控、易于与各种数字终端接口、易于集成化、易于加密处理。

缺点：占用频带宽，需要同步3（1）、画出数字通信系统的一般模型，简述各方框的主要功能1) 信源编码与译码数据压缩（减少码元数目和降低码元速率），减小传输带宽，提高通信的有效性。

模/数转换，当信息源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字传输。

2）信道编码与译码通过加入监督码元（纠错/检错）提高通信的可靠性。

3）加密与解密通过加扰保证所传信息的安全性。

4）数字调制与解调把数字基带信号转换成适合信道传输的频带信号。

3（2）、画出模拟通信系统的一般模型3、（3）画出通信系统的一般模型，简述各方框的主要功能信息源：把各种消息转换成原始电信号。

发送设备：将信源和信道匹配起来。

接收设备：放大和反变换，其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。

受信者：将复原的原始电信号还原成相应信息。

4、在数字通信系统中，其可靠性和有效性指的是什么，各有哪些重要指标？有效性——传输速率（传码率、传信率，频带利用率）可靠性——差错率（误码率、误信率）5、按信号的流向和时间分类，通信方式有哪些单工、半双工、全双工6、何谓码元速率和信息速率他们之间的关系如何单位时间内传输码元的数目，单位时间内传递的平均信息量或比特数。

Rb=RB·H(b/s)第二章1、什么是随机过程，它具有哪些基本特征？无穷多个样本函数的总体叫随机过程。

其一，他是时间函数；其二，在固定的某一观察时刻t1，s（t1）是一个不含t变化的随机变量2、随机过程的期望、方差和自相关函数描述了随机过程的什么性质？期望表示随机过程的n个样本函数曲线的摆动中心。

实验三眼图一、基本原理消除码间串扰是十分困难的，而码间穿肉对误码率的影响尚无数学上位于统计的规律，还不能进行精确计算。

为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验中，通常用示波器观察接受信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。

如果输入波形输入示波器的y轴，并且当示波器的水平扫面周期和码元定时同步时，在示波器上显示的图形很像人的眼睛，因此被称为眼图。

二进制信号传输是的眼图只有一只眼睛，当传输三元码是，会显示两只眼睛。

眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平相是判决门限电平。

在五码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，眼开启的最大。

当有码间串扰时，波形失真，引起眼波分闭合。

若再加上噪声的影响，则是眼图的线条变得抹灰，眼看及的小，因此眼张开的大小表示了失真的程度。

由此可知，眼图能直接地表明码间串扰和噪声的影响，可评价一个基带传输系统性能的优劣。

另外也可以用此图形对接受滤波器的特性加以调整，以减少码间串扰和改善系统的传输性能。

1) 眼图张开的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样再生的时间间隔。

显然，最佳抽样时刻应选在眼睛张开最大的时刻。

2) 眼图斜边的斜率，表示系统对定时抖动（或误差）的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感。

3) 眼图左（右）角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，称为零点失真量，在许多接收设备中，定时信息是由信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量很重要。

4) 在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量。

5) 在抽样时刻上、下两阴影区间隔的一半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；6) 横轴对应判决门限电平。

二、实验内容分别产生复合下列要求的BPSK和4ASK的调制boxing图的眼图。

设符号率为1Hz，要求调制波形经过升余弦滚降成形（缺省滚降系数为0.5）1、无噪声和20dB加性高斯包噪声2、升余弦滚降系数分别为0.5和13、收到码间串扰影响，铣刀参数可设置为：ch=[0.9806,-0.1961]二、实验结果1.1无噪声1.220dB加性高斯白噪声1.3升余弦滚降系数11.4码间串扰2.1 4PAM2.2 滚降系数12.3 加性白噪声2.4 码间串扰。

实验四 光纤通信系统测量中的眼图分析方法测试实验一、实验目的1、了解眼图的形成过程2、掌握光纤通信系统中眼图的测试方法二、实验仪器1、ZYE4301F 型光纤通信原理实验箱1台2、20MHz 模拟双踪示波器1台3、万用表1台三、实验原理眼图是衡量数字光纤通信系统数据传输特性的简单而又有效的方法。

眼图可以在时域中测量，并且可以用示波器直观的显示出来。

图1是测量眼图的系统框图。

测量时，将“伪随机码发生器”输出的伪随机码加在被测数字光纤通信系统的输入端，该被测系统的输出端接至示波器的垂直输入，用位定时信号（由伪随机码发生器提供）作外同步，在示波器水平输入用数据频率进行触发扫描。

这样，在示波器的屏幕上就可以显示出被测系统的眼图。

伪随机脉冲序列是由n 比特长，2n 种不同组合所构成的序列。

例如，由n=2比特长的4种不同有组合、n=3比特长的8种不同的组合、n=4比特长16种不同的组合组成，直到伪随机码发生器所规定的极限值为止，在产生这个极限值以后，数据序列就开始重复，但它用作为测试的数据信号，则具有随机性。

如图2所示的眼图，是由3比特长8种组合码叠加而成，示波器上显示的眼图就是这种叠加的结果。

分析眼图图形，可以知道被测系统的性能，下面用图3所示的形状规则的眼图进行分析： 1、当眼开度VV V ∆-为最大时刻，则是对接收到的信号进行判决的最佳时刻，无码间干扰、信号无畸变时的眼开度为100％。

2、由于码间干扰，信号畸变使眼开度减小，眼皮厚度V V∆增加，无畸变眼图的眼皮厚度应该等于零。

图1眼图的测试系统3、系统无畸变眼图交叉点发散角b T T∆应该等于零。

4、系统信道的任何非线性都将使眼图出现不对称，无畸变眼图的正、负极性不对称度-+-++-V V V V 应该等于零。

5、系统的定时抖动（也称为边缘抖动或相位失真）是由光收端机的噪声和光纤中的脉冲失真产生的，如果在“可对信号进行判决的时间间隔T b ”的正中对信号进行判决，那么在阈值电平处的失真量ΔT 就表示抖动的大小。

《通信原理实验》DBPSK、QPSK、眼图等实验一、实验目的1、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义。

2、掌握眼图观测的方法并记录研究，3、掌握DBPSK调制和解调的基本原理。

4、掌握DBPSK数据传输过程，熟悉典型电路。

5、熟悉DBPSK调制载波包络的变化6、掌握QPSK调制原理。

7、了解OQPSK调制原理。

8、了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义。

9、掌握眼图观测的方法并记录研究。

二、实验器材1、主控&信号源模块，9号、10号、13号、17号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、低通信道模拟框图2、DBPSK实验原理框图3、DBPSK非相干解调框图4、QPSK/OQPSK调制框图5、QPSK/OQPSK解调框图5、低通信道模拟框图四、实验步骤实验项目一低通信道模拟和眼图实验1、在主控菜单中分别设置不同截止频率的低通信道，观察17号模块信道输出波形的“眼睛”大小，并分析原因。

截止频率为6KHz：截止频率为5.5KHz：截止频率为5KHz：截止频率为4.5KHz：注：第一个图中CH1（上面的波形）为CLK，CH2（下面的波形）为信道输出。

由图可知，随着截止频率的减小，“眼睛”张开的越来越小。

“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱，说明截止频率越小，码间串扰越大。

2、再在主控菜单中分别设置有成形滤波的低通信道，对比观测不带成形滤波的低通信道的输出眼图波形，并分析原因。

截止频率为6KHz：截止频率为5.5KHz：截止频率为5KHz：截止频率为4.5KHz：注：第一个图中CH1（上面的波形）为CLK，CH2（下面的波形）为信道输出。

通过与不带成形滤波的低通信道的输出眼图波形对比观察，发现带成形滤波的输出效果比不带成形滤波的效果要好。

实验项目二ASK调制１、分别观测DIN1和相对码，TH7（I-out）和P1（调制输出）。

观测DIN1和相对码：I-out和调制输出：注：第一个图中CH1（上面的波形）为DIN1，CH2（下面的波形）为相对码；第二个图中CH1（上面的波形）为I-out，CH2（下面的波形）为调制输出。

实验五眼图一、实验目的:1、理解受限信道上的数据传输率;2、观察眼图,分析不同参数设置对眼图的影响。

二、实验原理当一个信号通过一个受限的信道时, 它的波形将发生变化。

如图 5-1所示, 当数据传输率提高时,波形的失真也增大,甚至使得数据不能传输。

图 5-1 受限信道中的波形的前后变化眼图通常用于实时观察一个数字数据序列, 它能够表达出很多有关传输质量的信息,而做这些仅一个常用的示波器和一位时钟序列就可以了。

通过观察眼图,可以测量出传输的质量及接收到的数据中发生错误的可能性。

其原理图如图 5-2所示:图 5-2 眼图产生的原理一个典型的眼图通常是用来显示传输在一个受限信道上的二进制序列, 而这个受限的信道是忽略了噪音的。

如图 5-3所示:图 5-3眼图三、实验设备1、主机 TIMS-301F2、 TIMS 基本插入模块(1 TIMS-153序列产生器(Sequence generator(2 TIMS-148音频振荡器(Audio Oscillator(3 TIMS-153 可调低通滤波器(Tuneable LPF3、计算机4、 PICO 虚拟设备四、实验步骤:1、将 TIMS 系统中的音频振荡器 (Audio Oscillator 、序列产生器 (Sequence generator 、可调低通滤波器 (Tuneable LPF 三个模块按图 5-4连接。

2、 PICO 软件的设置:打开 PICO 软件,设置眼图参数。

在“ Settings ” 菜单中选择“ Options ”选项,如下图所示:在弹出的窗口菜单中,在“ Sco pe options”里的“ Data to display”项选择“ Accumulate ” 。

如下图所示:在 Trigger 项中应作如下图的设置:2、顺时针设置可调低通滤波器(Tuneable LPF 上的 TUNE 和 GAIN 按钮, 使其调至最大选择 WIDE 带宽模式。

中南大学通信原理实验报告书题目：实验四专业：姓名：学号：时间：2014-12-13通信原理实验报告（实验四）实验名称：数字解调与眼图一.实验目的1. 掌握2DPSK相干解调原理。

2. 掌握2FSK过零检测解调原理。

二.实验内容1. 用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。

2. 用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。

3．用示波器观察眼图。

三.实验步骤本实验使用数字信源单元、数字调制单元、载波同步单元、2DPSK解调单元及2FSK解调单元，它们之间的信号连结方式如图4-5所示,其中实线是指已在电路板上布好的,虚线是实验中要手工连接的。

实际通信系统中，解调器需要的位同步信号来自位同步提取单元。

本实验中尚未用位同步提取单元,所以位同步信号直接来自数字信源。

在做2DPSK解调实验时，位同步信号送给2DPSK解调单元，做2FSK解调实验时则送到2FSK解调单元。

图4-5 数字解调实验连接图1. 复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。

将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。

2. 检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！3. 2DPSK解调实验（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。

MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。

（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。

当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称。

（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。

实验一码型变换实验一、基本原理在数字通信中, 不使用载波调制装置而直接传送基带信号的系统, 我们称它为基带传输系统,基本结构如图所示。

干扰基带传输系统的基本结构基带信号是代码的一种电表示形式。

在实际的基带传输系统中, 并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。

对传输用的基带信号的主要要求有两点:(1对各种代码的要求,期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型; (2 对所选码型的电波形要求, 期望电波形适宜于在信道中传输。

AMI :AMI 码的全称是传号交替反转码。

这是一种将信息代码 0(空号和 1(传号按如下方式进行编码的码:代码的 0仍变换为传输码的 0, 而把代码中的 1交替地变换为传输码的 +1, -1, +1, -1,……。

HDB3:HDB 3码是对 AMI 码的一种改进码,它的全称是三阶高密度双极性码。

其编码规则如下:先检察消息代码(二进制的连 0情况,当没有 4个或 4个以上连 0串时,按照 AMI 码的编码规则对信息代码进行编码; 当出现 4个或 4个以上连 0串时, 则将每 4个连 0小段的第 4个 0变换成与前一非 0符号 (+1或 -1 同极性的符号, 用V 表示 (即 +1记为 +V, -1记为 -V ,为使附加 V 符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的无直流特性,还必须保证相邻 V 符号也应极性交替。

当两个相邻 V 符号之间有奇数个非 0符号时,用取代节“ 000V ” 取代 4连 0信息码; 当两个相邻 V 符号间有偶数个非 0符号时, 用取代节“ B00V ” 取代 4连 0信息码。

CMI :CMI 码是传号反转码的简称,其编码规则为:“ 1”码交替用“ 11”和“ 00”表示; “ 0”码用“ 01”表示。

BPH :BPH 码的全称是数字双相码,又称 Manchester 码,即曼彻斯特码。

它是对每个二进制码分别利用两个具有 2个不同相位的二进制新码去取代的码,编码规则之一是: 0→ 01(零相位的一个周期的方波1→ 10(π相位的一个周期的方波二、实验结果CMIBPHHDB3 AMI三、结果分析各码型波形如上所示, 我们发现许多波形产生了不同程度的畸变, 表现是幅值不是单一的水平线, 而成了曲线。

移动通信实验报告15电信2班 梁欣欣17号 王灿尚28号 郑钊鑫37号实验四 数字调制和解调实验一、QPSK 调制解调实验一、实验目的1. 了解QPSK 调制和解调的基本原理； 2．熟悉软件完成QPSK 的过程。

二、实验内容1．熟悉QPSK 调制和解调过程； 2．通过示波器测试QPSK 各点的波形； 三、实验原理BPSK 是用两种相位(0,π)来表示两种信息，而四相移相键控（QPSK ）是利用载波的四个不同相位来表征数字信息，每一个载波相位代表两个比特的信息。

因此对于输入的二进制数字序列应该先进行分组。

将每两个比特编为一组，采用相应的相位来表示。

当初始相位取0时，四种不同的相位为：0,π/2,π,3π/2 分别表示数字信息：11.01.00、10；当初始相位为4/π时，四种不同的相位为：4/π、4/3π、4/5π、4/7π分别表示11.01.00、10。

这两种QPSK 信号可以通过图4-12-1的矢量图来表征。

(a) 初始相位为0(b) 初始相位为л/4图4-12-1 QPSK 信号的矢量图表示QPSK 信号可以表示为：t T Q t t I t e ωωsin )(cos )()(0-=，其中I (t )称为同相分量，Q (t )称为正交分量。

根据上式可以得到QPSK 正交调制器的方框图，如图4-12-2所示。

图4-12-2 QPSK 系统调制器原理框图从图4-12-2可以看出，QPSK 调制器可以看作为两个BPSK 调制器构成，输入的二进制信息序列经过串并转换，分成两路速率减半的序列I (t )和Q (t )，然后对t ωcos 和t ωsin 进行调制，相加后即可得到QPSK 信号。

经过串并变换之后的两个支路，一路为单数码元，另一路是偶数码元，这两个支路为正交，一个称为同相支路，即I 支路，另一个称为正交支路，即Q 支路。

QPSK 信号可以采用两个正交的载波信号实现相干解调。

通过载波恢复电路，产生相干载波，分别将同相载波和正交载波提供给同相支路和正交支路的相关器，经过积分、判决和并串转换，即可恢复原来的二进制信息。

通信原理实验报告学院：信息工程学院专业：通信工程学号：6姓名：李瑞鹏实验一 带通信道模拟及眼图实验一、实验目的1、 了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义；2、 掌握眼图观测的方法并记录研究。

二、实验器材1、 主控&信号源、9号、13号、17号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图带通信道模拟框图2、实验原理框图带通信道是将直接调制的PSK 信号和经过升余弦滤波后调制的PSK 信号送入带通信道，比较两种状况的眼图。

然后，改变带通信道的带宽重复观测。

四、实验步骤概述：该项目是通过分别改变噪声幅度和带通信道频率范围，观测信道的眼图输出变化情况，了解和分析信道输出原因.1、关电，按表格所示进行连线。

2PSK 调制信号加升余弦滤波的带通信道模拟【250KHz~262KHz带通信道】。

3、此时系统初始状态为：PN15为8K。

4、实验操作及波形观测。

（1）以CLK时钟信号为触发源对比观测LPF-BPSK观测点，观察输出眼图波形。

（2）调节17号板W1噪声幅度调节，调节噪声幅度，观察眼图波形变化。

17号模块测试点TP4可以观察添加的白噪声。

（3）在主控菜单中改变带通信道频率范围，观察输出眼图变化，并分析原因。

五、实验报告1、完成实验并思考实验中提出来的问题。

2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。

3、整理信号在传输过程中的各点波形。

实验二 HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。

2、掌握HDB3码的编译规则。

3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。

二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图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。