通信原理实验报告二基带传输常用码的编码解码方法

中南大学通信原理课程设计报告专业:通信0901姓名:学号:目录一、实验目的 (3)二、设计内容 (3)三、AMI码 (4)四、CMI码 (4)五、HDB3码 (5)六、用MATLAB仿真码型变 (6)一、实验目的通信原理实验是针对通信工程专业学生的实践教学环节，通过这一环节，可使学生巩固相关课程知识，增强动手能力，提高学生对通信系统的仿真技能。

在强调基本原理的同时，更突出设计过程的锻炼，强化学生的实践创新能力。

二、设计内容码型反变换的仿真实现Ⅰ、基本任务：由抽样判决后的AMI码型和CMI码型数字序列恢复出原始的PCM脉冲编码信号。

主要步骤和要求：（1）由抽样判决后的AMI码型数字序列恢复出原始的PCM脉冲编码信号（0、1信号）。

要求抽样判决后的AMI码型数字序列可以是数字型也可以是字符型；要求画出码型反变换前后的波形图。

（2）由抽样判决后的CMI码型数字序列恢复出原始的PCM脉冲编码信号。

要求抽样判决后的CMI码型数字序列可以是数字型也可以是字符型；要求画出码型反变换前后的波形图。

Ⅱ、选做任务：由抽样判决后的HDB3码型数字序列恢复出原始的PCM 脉冲编码信号。

主要步骤和要求：由抽样判决后的HDB3码型数字序列恢复出原始的PCM脉冲编码信号（0、1信号）。

要求抽样判决后的HDB3码型数字序列可以是数字型也可以是字符型；要求画出码型反变换前后的波形图。

AMI(Alternative Mark Inversion)码的全称是信号交替反转码，是通信编码中的一种，为极性交替翻转码，分别有一个高电平和低电平表示两个极性。

一、编码规则:消息代码中的0 传输码中的0 ，消息代码中的1 传输码中的+1、-1交替例如: 消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1AMI码: +1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1二、AMI码的特点:1 由AMI码确定的基带信号中正负脉冲交替，而0电位保持不变;所以由AMI码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量;2 不易提取定时信号，由于它可能出现长的连0串。

基带信号的常见码型实验代码引言随着通信技术的发展和应用的普及，基带信号的处理变得越来越重要。

在通信领域中，基带信号是指未经过调制的信号，是数字数据或模拟信号的直接表达。

基带信号的常见码型是指在数字通信中常用的信号编码方式。

本文将详细探讨基带信号的常见码型实验代码。

1. 基带信号概述基带信号是指信号通过低通滤波器之后的信号。

它是一种携带有用信息的波形信号，可以表示为一个成对的实数或复数函数。

基带信号常用于数字通信系统中的数据传输和调制解调过程。

2. 基带信号的编码方式基带信号的编码方式有很多种，其中常见的包括：2.1 单极性非归零码（Unipolar Non-Return-to-Zero，UNRZ）单极性非归零码是一种简单的基带信号编码方式。

它的特点是使用一个电平表示数据位，0表示低电平，1表示高电平。

UNRZ码的优点是编码简单，缺点是抗干扰能力较差。

2.2 双极性非归零码（Bipolar Non-Return-to-Zero，BNRZ）双极性非归零码是一种使用正负电平表示数据位的基带信号编码方式。

它的特点是0表示低电平，1表示正负两种高电平。

BNRZ码的优点是抗干扰能力较好，缺点是在传输过程中可能产生直流分量。

2.3 单极性归零码（Unipolar Return-to-Zero，URZ）单极性归零码是一种使用正电平和零电平表示数据位的基带信号编码方式。

它的特点是每个数据位的中间位置都有一个归零点，以实现数据位的识别。

URZ码的优点是抗干扰能力较好，缺点是传输速率较低。

2.4 曼彻斯特编码（Manchester Coding）曼彻斯特编码是一种使用电平转变来表示数据位的基带信号编码方式。

它的特点是每个数据位都包含一个电平转变，0表示电平下降，1表示电平上升。

曼彻斯特编码的优点是时钟恢复容易，缺点是带宽利用率较低。

3. 基带信号码型实验代码为了实现基带信号的编码方式，我们可以使用编程语言编写相应的实验代码。

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。

通信系统实验报告一、实验目的本次通信系统实验的主要目的是深入了解通信系统的基本原理和关键技术，通过实际操作和测量，掌握通信系统中信号的传输、调制解调、编码解码等过程，并分析系统性能和影响因素。

二、实验原理1、通信系统的组成通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。

信源产生原始信息，发送设备对信号进行处理和变换，使其适合在信道中传输，信道是信号传输的媒介，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，信宿则是信息的接收者。

2、调制解调技术调制是将基带信号变换为适合在信道中传输的高频信号的过程，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。

解调则是从已调信号中恢复出原始基带信号的过程。

3、编码解码技术编码用于提高信号传输的可靠性和有效性，常见的编码方式有差错控制编码（如卷积码、Turbo 码等）和信源编码（如脉冲编码调制PCM）。

解码是编码的逆过程。

三、实验设备及材料本次实验使用的设备包括信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信原理实验箱等。

四、实验步骤1、搭建通信系统实验平台按照实验指导书的要求，将实验设备连接好，组成一个完整的通信系统。

2、产生基带信号使用信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波作为基带信号。

3、调制将基带信号分别进行 AM、FM 和 PM 调制，观察调制后的信号波形和频谱。

4、信道传输将调制后的信号通过信道传输，模拟信道中的噪声和衰减。

5、解调在接收端对已调信号进行解调，恢复出基带信号，并与原始基带信号进行比较。

6、编码解码对基带信号进行编码处理，然后在接收端进行解码，观察编码解码前后信号的变化。

7、性能分析测量调制解调后的信号的误码率、信噪比等性能指标，分析不同调制方式和编码方式对系统性能的影响。

五、实验结果与分析1、调制实验结果（1）AM 调制AM 调制后的信号波形呈现出包络随基带信号变化的特点，频谱中包含载频和上下边带。

在小信号调制时，调幅指数较小，解调后的信号失真较大；在大信号调制时，调幅指数较大，解调后的信号较为接近原始基带信号。

太原理工大学现代科技学院现代通信原理课程实验报告专业班级通信17-3 学号 2017101086 姓名丁一帆指导教师李化实验名称 2ASK 调制与解调Matlab Simulink 仿真 同组人专业班级 通信17-3 学号 2017101086 姓名 丁一帆 成绩一、实验目的1．掌握 2ASK 的调制原理和 Matlab Simulink 仿真方法 2．掌握 2ASK 的解调原理和 Matlab Simulink 仿真方法 二、实验原理2ASK 二进制振幅调制就是用二进制数字基带信号控制正弦载波的幅度，使载波振幅随着二进制数字基带信号而变化，而其频率和初始相位保持不变。

信息比特是通过载波的幅度来传递的。

其信号表达式为：0()()cos c e t S t t ω=⋅，S(t)为单极性数字基带信号。

由于调制信号只有0或1两个电平，相乘的结果相当于将载频或者关断，或者接通，它的实际意义是当调制的数字信号“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波。

2ASK 信号的时间波形e2ASK(t)随二进制基带信号S(t)通断变化。

所以又被称为通断键控信号 三、实验内容、步骤1 Simulink 模型的建立通过Simulink 的工作模块建立2ASK 二级调制系统，用频谱分析仪观察调制前后的频谱，用示波器观察调制信号前后的波形……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………正弦波源，这里使用的是Signal Processing Blockset\DSP Sources\Sine Wave，设定其幅度为2V，频率为2Hz。

基带信号源，使用的是Communications Blockset\Comm Sources\Random Data Sources\Bernoulli Binary Generator，可以产生随机数字波形。

《通信原理实验报告》内容：实验一、五、六、七实验一数字基带信号与AMI/HDB3编译码一、实验目的1、掌握单极性码、双击行码、归零码、非归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码同步时分复用信号的帧结构特点。

二、实验内容及步骤1、用开关K1产生代码X1110010，K2，K3产生任意信息代码，观察NRZ码的特点为不归零型且为原码的表示形式。

2、将K1，K2，K3置于011100100000110000100000态，观察对应的AMI码和HDB3码为：HDB3：0-11-1001-100-101-11001-1000-10AMI ：01-1100-1000001-100001000003、当K4先置左方AMI端，CH2依次接AMI/HDB3模拟的DET，BPF，BS—R和NRZ，观察它们的信号波形分别为：BPF为方波，占空比为50%，BS—R为三角波，NRZ为不归零波形。

DET是占空比等于0.5的单极性归零信号。

三、实验思考题1、集中插入帧同步码同步时分复用信号的帧结构有何特点？答：集中插入法是将标志码组开始位置的群同步码插入于一个码组的前面。

接收端一旦检测到这个特定的群同步码组就马上知道了这组信息码元的“头”。

所以这种方法适用于要求快速建立同步的地方，或间断传输信息并且每次传输时间很短的场合。

检测到此特定码组时可以利用锁相环保持一定的时间的同步。

为了长时间地保持同步，则需要周期性的将这个特定的码组插入于每组信息码元之前。

2、根据实验观察和纪录回答：（1）不归零码和归零码的特点是什么？（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI 码及HDB3 码是否一定相同？答：1）不归零码特点：脉冲宽度τ等于码元宽度Ts归零码特点：τ＜Ts2）与信源代码中的“1”码对应的AMI 码及HDB3 码不一定相同。

因信源代码中的“1”码对应的AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。

《通信原理》实验报告一、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AMI码的编译规则。

3、掌握HDB３码的编译规则。

4、了解滤波法位同步在码变换过程中的作用。

二、实验器材1、主控&信号源模块，2号、3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、AMI编译码实验原理框图2、HDB3编译码实验原理框图四、实验步骤实验项目一AMI编译码（归零码实验）１、用示波器分别观测编码输入的数据TH３和编码输出的数据TH１１（AMI输出），观察记录波形，有数字示波器的可以观测编码输出信号频谱，验证AMI编码规则。

时域波形：编码输出信号频谱：注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为编码输出的数据。

2、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP5（AMI-A1），观察基带码元的奇数位的变换波形。

注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为AMI-A1。

3、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道测量中间测试点TP6（AMI-B1），观察基带码元的偶数位的变换波形。

注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为AMI-B1。

4、用示波器减法功能观察AMI-A1与AMI-B1相减后的波形情况，并与AMI编码输出波形相比较。

注：CH1（上面的波形）为AMI-A1，CH2（下面的波形）为AMI-B1，中间的波形为AMI-A1与AMI-B1相减后的情况。

5、用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据，观察记录AMI译码波形与输入信号波形。

注：CH1（上面的波形）为编码输入的数据，CH2（下面的波形）为译码输出的数据。

思考：译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时多少？1个码元6、用示波器分别观测TP9（AMI-A2）和TP11（AMI-B2），从时域或频域角度了解AMI码经电平变换后的波形情况。

第1篇一、实验目的1. 理解通信编译码的基本原理，包括编码、解码和传输过程中的关键技术。

2. 掌握PCM、HDB3等常用编译码方法的原理和实现方法。

3. 熟悉通信编译码实验设备的使用方法，并能对实验结果进行分析。

二、实验器材1. 双踪示波器一台2. 通信原理型实验箱一台3. M3:PCM与ADPCM编译码模块和M6数字信号源模块4. 麦克风和扬声器一套三、实验原理1. 编码原理：将模拟信号转换为数字信号的过程称为编码。

常见的编码方法有PCM、HDB3等。

（1）PCM编码：PCM（脉冲编码调制）是一种常用的数字编码方法，其原理是将模拟信号进行采样、量化、编码，将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。

（2）HDB3编码：HDB3（高密度双极性三电平）编码是一种数字基带信号，它是在AMI（非归零码）编码的基础上，引入破坏性偶极性和倒极性变换，使得信号在传输过程中不会出现连续的零电平，从而提高传输质量。

2. 解码原理：将数字信号恢复为模拟信号的过程称为解码。

解码过程与编码过程相反，主要包括反量化、反采样和低通滤波等步骤。

四、实验步骤1. 连线：根据实验要求，连接双踪示波器、通信原理型实验箱、PCM与ADPCM编译码模块、数字信号源模块、麦克风和扬声器。

2. 设置实验参数：打开实验箱电源，设置PCM与ADPCM编译码模块的参数，包括采样频率、量化位数等。

3. 观察PCM编码输出信号：用示波器观察STA、STB，将其幅度调至2V。

观察PCM编码输出信号，分析其时域和频域特性。

4. 观察HDB3编码输出信号：用示波器观察HDB3编码输出信号，分析其时域和频域特性。

5. 观察解码输出信号：观察解码后的模拟信号，分析其恢复效果。

6. 比较不同编码方法的性能：分析PCM编码和HDB3编码的优缺点，比较它们的性能。

五、实验结果与分析1. 观察到PCM编码输出信号为离散的数字信号，具有较好的抗干扰性能。

2. 观察到HDB3编码输出信号为非归零码，具有较好的传输质量。

实验二基带信号的常见码型变换实验一、实验原理在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性：1)相应的基带信号无直流分量，且低频分量少；2)便于从信号中提取定时信息；3)信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰；4)不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；5)编译码设备要尽可能简单1.1单极性不归零码（NRZ码）单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为E的正电平表示，“0”用零电平表示，单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。

1.2双极性不归零码（BNRZ码）二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示，当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。

1.3单极性归零码（RZ码）单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。

单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。

1.4双极性归零码（BRZ码）它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。

1.5曼彻斯特码曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。

编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。

曼彻斯特码只有极性相反的两个电平，因为曼彻斯特码在每个码元中期的中心点都存在电平跳变，所以含有位定时信息，又因为正、负电平各一半，所以无直流分量。

1.6CMI码CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则：6)“1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示；7)“0”码固定的用“01”两位码表示。

1.7 AMI/HDB3码AMI码的全称是传号交替反转码。

这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：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码是三阶高密度码的简称。

第1篇一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和原理。

2. 掌握模拟通信和数字通信的基本知识。

3. 通过实验，验证通信系统中的调制、解调、编码、解码等基本过程。

二、实验器材1. 通信原理实验平台2. 信号发生器3. 示波器4. 数字信号发生器5. 计算机及实验软件三、实验原理通信原理实验主要涉及模拟通信和数字通信两个方面。

模拟通信是将模拟信号通过调制、传输、解调等过程实现信息传递；数字通信则是将数字信号通过编码、传输、解码等过程实现信息传递。

四、实验内容及步骤1. 模拟通信实验（1）调制实验① 打开通信原理实验平台，连接信号发生器和示波器。

② 设置信号发生器输出正弦波信号，频率为1kHz，幅度为1V。

③ 将信号发生器输出信号接入调制器，选择调幅调制方式。

④ 通过示波器观察调制后的信号波形，记录调制信号的幅度、频率和相位变化。

⑤ 调整调制参数，观察调制效果。

（2）解调实验① 将调制后的信号接入解调器，选择相应的解调方式（如包络检波、同步检波等）。

② 通过示波器观察解调后的信号波形，记录解调信号的幅度、频率和相位变化。

③ 调整解调参数，观察解调效果。

2. 数字通信实验（1）编码实验① 打开数字信号发生器，生成二进制信号序列。

② 将信号序列接入编码器，选择相应的编码方式（如曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码等）。

③ 通过示波器观察编码后的信号波形，记录编码信号的时序和幅度变化。

（2）解码实验① 将编码后的信号接入解码器，选择相应的解码方式。

② 通过示波器观察解码后的信号波形，记录解码信号的时序和幅度变化。

五、实验结果与分析1. 模拟通信实验结果（1）调制实验：调制信号的幅度、频率和相位发生了变化，实现了信息的传递。

（2）解调实验：解调信号的幅度、频率和相位与原始信号基本一致，验证了调制和解调过程的有效性。

2. 数字通信实验结果（1）编码实验：编码后的信号波形符合编码方式的要求，实现了信息的编码。

（2）解码实验：解码后的信号波形与原始信号基本一致，验证了编码和解码过程的有效性。

《通信原理》实验报告实验一：ASK的调制与解调实验目的：1、掌握用键控法产生ASK信号的方法。

2、掌握ASK非相干解调的原理。

实验内容：1、观察ASK调制信号波形。

2、观察ASK解调信号波形。

实验器材：1、信号源模块一块2、 号模块一块3、④号模块一块4、⑦号模块一块5、20M双踪示波器一台6、连接线若干实验原理图：ASK调制原理图ASK解调原理框图实验波形：实验总结：通过实验正确做出了2ASK的调制与解调波形，了解了2ASK的基本电路构成，加深了对他的理解。

实验二：脉冲编码调制解调实验实验目的：1、掌握脉冲编码调制与解调的原理。

2、掌握脉冲编码调制与解调的动态范围和频率特性的定义及测量方法。

3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。

4、了解大规模集成电路W681512的使用方法。

实验内容：1、观察脉冲编码调制与解调的结果，分析调制信号与基带信号之间的关系。

2、改变基带信号的幅度，观察脉冲编码调制与解调信号的信噪比变化情况。

3、改变基带信号的频率，观察脉冲编码调制与解调信号幅度的变化情况。

4、改变为同步时钟，观察脉冲编码调制波形。

实验器材：1、信号源模块一块2、 号模块一块3、20M双踪示波器一台4、立体声耳机一副5、连接线若干实验原理图：实验结果：实验总结：理解脉冲编码调制的基本原理以及它的特性和码型的优缺点。

实验三：码型变换实验实验目的：1、了解几种常用的数字基带信号。

2、掌握常用数字基带传输码型的编码规则。

3、掌握常用CPLD实现码型变换的方法。

实验内容：1、观察NRZ、RZ、AMI、HDB3、CMI、BPH码的码的波形。

2、观察全0码或全1码是各码的波形。

3、观察AMI码、HDB3码的正负记性波形。

4、观察RZ、AMI、HDB3、CMI、BPH码经过模型反变换后的输出波形。

5、习性设计码型变换器，下载并观察波形。

实验器材：1、信号源模块一块2、⑥号模块一块3、⑦号模块一块4、20M双踪示波器一台5、连接线若干实验原理图:实验结果：RZ与NRZBPH CMI：AMI:结果分析：在实际的数字基带传输过程中，选择合适的码型是相当重要的，既要利于信号的传输，还要利于定时信号的接受。

第1篇一、实验目的本次实验旨在通过一系列的通信原理实验，使学生深入理解并掌握通信系统的基本概念、原理和关键技术。

通过实验操作，培养学生动手能力、分析问题和解决问题的能力，同时增强对通信理论知识的实际应用能力。

二、实验内容1. 信号与系统基础实验- 信号波形观察与分析- 信号的时域与频域分析- 系统的时域与频域响应2. 模拟通信原理实验- 模拟调制与解调实验（如AM、FM、PM）- 信道特性分析- 噪声对通信系统的影响3. 数字通信原理实验- 数字调制与解调实验（如2ASK、2FSK、2PSK、QAM）- 数字基带传输与复用- 数字信号处理技术4. 现代通信技术实验- TCP/IP协议栈原理与实现- 无线通信技术（如Wi-Fi、蓝牙）- 物联网通信技术（如ZigBee）5. 通信系统设计实验- 基于MATLAB的通信系统仿真- 通信系统性能分析与优化三、实验步骤1. 实验准备- 熟悉实验原理和实验设备- 编写实验报告提纲- 准备实验数据和分析工具2. 实验操作- 按照实验步骤进行操作，记录实验数据 - 分析实验现象，总结实验规律- 对实验结果进行误差分析3. 实验报告撰写- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会四、实验报告格式1. 封面- 实验报告题目- 学生姓名、学号、班级- 指导教师姓名、职称- 实验日期2. 目录- 实验报告各部分标题及页码3. 正文- 实验目的与背景- 实验原理与步骤- 实验结果与分析- 实验结论与讨论- 实验心得与体会4. 参考文献- 列出实验过程中参考的书籍、论文、网络资源等五、实验报告撰写要求1. 实验报告内容完整、结构清晰、逻辑严谨2. 实验原理阐述准确，实验步骤描述详细3. 实验数据真实可靠，分析结论具有说服力4. 实验报告格式规范，语言表达流畅六、实验报告评价标准1. 实验原理掌握程度2. 实验操作熟练程度3. 实验数据分析能力4. 实验报告撰写质量5. 实验心得体会通过本次通信原理实验，学生将能够全面了解通信系统的基本原理和关键技术，提高实际应用能力，为今后从事通信领域的工作打下坚实基础。

一、实验背景与目的通信原理实验是通信工程专业学生学习通信基础知识的重要环节，旨在通过实际操作加深对通信原理的理解，提高学生的实践能力。

本次实验主要针对通信系统中常用的数字基带信号、调制解调技术、信道模型等方面进行实验研究。

二、实验内容及方法1. 数字基带信号实验（1）实验内容：了解几种常用的数字基带信号的特征和作用，如AMI码、HDB3码等。

（2）实验方法：通过MATLAB软件模拟数字基带信号的生成、传输和接收过程，观察信号波形，分析信号特性。

2. 调制解调技术实验（1）实验内容：学习AM、SSB、FM调制与解调技术，掌握调制解调原理。

（2）实验方法：利用SystemView软件模拟调制解调过程，观察调制解调信号波形，分析调制解调效果。

3. 信道模型实验（1）实验内容：学习加性白高斯噪声信道模型，分析信号在信道中的传输特性。

（2）实验方法：通过MATLAB软件生成加性白高斯噪声，模拟信号在信道中的传输过程，观察信号波形和频谱，分析信号传输效果。

4. 码间串扰实验（1）实验内容：研究码间串扰对数字信号传输的影响，掌握眼图分析方法。

（2）实验方法：通过MATLAB软件生成受码间串扰和未受码间串扰影响的数字信号，绘制眼图，分析眼图特性。

5. 双机通信实验（1）实验内容：掌握单片机串行口工作方式，学习双机通信接口电路设计及程序设计。

（2）实验方法：利用单片机实验模块和数码管显示模块，实现双机通信功能，观察通信过程，分析通信效果。

三、实验结果与分析1. 数字基带信号实验通过实验，我们掌握了AMI码、HDB3码等数字基带信号的特征和作用，了解了信号在传输过程中的特性。

2. 调制解调技术实验通过实验，我们熟悉了AM、SSB、FM调制与解调技术，掌握了调制解调原理，提高了信号处理能力。

3. 信道模型实验通过实验，我们学习了加性白高斯噪声信道模型，了解了信号在信道中的传输特性，为后续通信系统设计提供了理论基础。

4. 码间串扰实验通过实验，我们掌握了眼图分析方法，了解了码间串扰对数字信号传输的影响，为通信系统性能优化提供了参考。

通信技术中常用的编码与解码方式通信是现代社会中不可或缺的一部分，而编码和解码则是通信技术中的重要环节。

在数据转换和传输过程中，编码和解码起着至关重要的作用，确保数据能够准确、高效地传递。

本文将介绍通信技术中常用的编码与解码方式，包括Manchester 编码、差分曼彻斯特编码、ASK调制、FSK调制和PSK调制。

首先，Manchester编码是一种时钟同步的二进制编码方式。

在这种编码中，每个比特位被分成两个等时间间隔，分别对应高电平和低电平。

如果信号持续的时间为一个时钟周期，表示1；如果信号持续时间为半个时钟周期，表示0。

这种编码方式可以很好地保持时钟同步，并具有较高的抗干扰能力。

其次，差分曼彻斯特编码是一种基于Manchester编码的变种。

在差分曼彻斯特编码中，每个比特位的开始和结尾都有跳变信号。

如果当前的比特位为1，信号从高电平跳变到低电平；如果当前的比特位为0，信号从低电平跳变到高电平。

通过这种方式，差分曼彻斯特编码可以更好地保持时钟同步，并降低误码率。

另一种常用的编码方式是ASK调制，即振幅键控调制。

在ASK调制中，数字信号被转换为不同振幅的模拟信号。

如果数字信号为1，传输的模拟信号的振幅为A；如果数字信号为0，传输的模拟信号的振幅为0。

ASK调制简单直观，但对噪声和衰减比较敏感。

与ASK调制类似，FSK调制是一种频率键控调制方式。

在FSK调制中，数字信号被转换为不同频率的模拟信号。

如果数字信号为1，传输的模拟信号的频率为f1；如果数字信号为0，传输的模拟信号的频率为f2。

FSK调制在抗噪声和衰减方面表现较好，常用于无线通信中。

最后一种编码方式是PSK调制，即相位键控调制。

在PSK调制中，数字信号被转换为不同相位的模拟信号。

如果数字信号为1，传输的模拟信号的相位为θ1；如果数字信号为0，传输的模拟信号的相位为θ2。

PSK调制也具有较强的抗噪声和衰减能力，常用于无线通信和数字调制解调器中。

实验二基带传输常用码的编码解码方法一、实验目的了解基带传输常用码的编码解码方法。

二、实验内容设定一个信息码串，产生常见的编码如单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零、AMI、HDB3码的时域波形；不考虑噪声影响，以采样电平为依据恢复出原始信息串。

三、实验原理1、单极性非归零。

它用正电平和零电平分别对应二进制码“1”和“0”，波形特点是电脉冲之间无间隔，极性单一。

2.双极性非归零。

用正负电平的脉冲分别代表二进制代码“1”和“0”。

其正负电平的幅度相等、极性相反。

3.单极性归零。

是单极性非归零波形的形式。

4.双极性归零。

是双极性非归零波形的形式，兼有双极性和归零波形的特点。

5.AMI。

全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的“1”交替的变换为“+1”和“-1”，而“0”保持不变。

6.HDB3。

全称是三阶高密度双极性码。

编码规则是：1）检查消息码中“0”的个数。

当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1、-1交替；2）当连“0”个数超过3时，将每四个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；3）V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同，并且要求相邻的V码之间极性必须交替。

V的取值为+1或-1；4)B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中的两个要求；5）V码后面的传号码极性也要交替。

译码：从收到的符号序列中可以很容易的找到破坏点V，就可以断定V符号及前面的三个符号必须是连“0”符号，从而恢复四个连“0”码，再将所有-1变成+1后便得到原消息代码。

四、实验内容(一)单极性非归零、双极性非归零、单极性归零、双极性归零时域波形。

实验代码：M=10000; %产生码元数L=10; %每码元复制32次dt=0.1; %采样间隔T=L*dt; %码元时间TotalT=M*T; %总时间t=0:dt:TotalT; %时间F=1/dt; %仿真频宽df=1/T otalT; %频率间隔f=-F/2:df:F/2-df; %频率N=M*L; %总长度ShowM=16; %显示码元数ShowN=ShowM*L;ShowT=(ShowN-1)*dt;Showt=0:dt:ShowT; %时间dutyradio=0.5; %占空比randwave=round(rand(1,M)); %产生二进制随机码,M为码元个数randwave(1:16)=[1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0];onessample=ones(1,L); %定义复制的次数L,L为每码元的采样点数rerandwave=randwave(onessample,:); %复制的第1行复制L次unipolarwave=reshape(rerandwave,1,L*M); %重排成1*L*M数组%单极性不归零码subplot(4,1,1);plot(Showt,unipolarwave(1:ShowN));axis([0 20 -1.2 1.2]);%双极性不归零码bipolarwave=unipolarwave*2-1; %转换成双极性的subplot(4,1,2);plot(Showt,bipolarwave(1:ShowN)); axis([0 20 -1.2 1.2]);%单极性归零码：unipolarzerowave=zeros(1,N);for i=1:dutyradio*L %dutyradio为占空比unipolarzerowave(i+[0:M-1]*L)=randwave;endsubplot(4,1,3);plot(Showt, unipolarzerowave(1:ShowN)); axis([0 20 -1.2 1.2]);%双极性归零码bipolarzerowave=unipolarzerowave*2-1; %转换成双极性的subplot(4,1,4);plot(Showt, bipolarzerowave(1:ShowN)); axis([0 20 -1.2 1.2]);生成图像如下：此次实验产生的二进制码型是1010010011010100（可以更改），从实验结果看，与理论值是一致的。

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。

通信原理实验报告本次实验是关于通信原理的实验，学生需要通过实验掌握通信原理的基本知识和技能。

实验目的：通过实验了解调制、解调、信道编码和解码的原理和实现方法；通过实验了解不同调制方式的特点及其在不同场合下的应用；通过实验掌握信道编码和解码的基本知识和技能。

1.调制和解调调制是将信息信号与载波信号相互作用，使信息信号的某种特征随载波信号的某种特征而变化，以便在通信中传输信息信号。

解调是将调制好的信号传输后，再进行还原，恢复出原始的信号。

2.信道编码和解码信道编码是为了增加信道传输的可靠性而引入的方法。

信道编码器在将信息码变成接收端能够正确识别的码的同时，对信息码进行附加冗余编码，以容忍信道中出现的错误。

信道解码则是接收端对接收到的码进行校验，发现错误并进行纠正或重传。

实验内容：先通过MATLAB生成一个基带数字信号，然后分别采用ASK,FSK,PSK三种调制方式进行调制，并对调制后的信号进行解调，核实解调后音频信号是否与原始基带信号保持一致。

利用信号发生器和示波器进行调制和解调过程演示，实现调幅调频和调相调频的音频信号传输。

分别采用卷积码，RS码，Turbo码三种编码方式对信息进行编码，在发送端进行编码，接收端进行解码。

实验结果：在信号发生器上设置998Hz的音频信号，采用模拟调制调幅调频和调相调频两种方式传输音频信号。

在示波器上观测到调幅调频的信号波形和音频信号波形基本保持一致，调相调频的信号波形相位偏移后变化，但音频信号波形基本保持一致。

通过本次实验，学生掌握了调制、解调、信道编码和解码的基础知识和技能，通过实验了解不同调制方式的特点及其在不同场合下的应用，掌握卷积码，RS码和Turbo码三种编码方式的基本知识和技能。

实验一：标准调幅（AM ）系统电子c121班 姓名 学号一．实验目的1．学习使用SYSTEMVIEW 构建简单的仿真系统。

2．掌握调幅信号产生和解调的过程及实现方法。

3．研究信道噪声对调幅信号的影响。

二．实验原理1．调制幅度调制是无线电通信中最常用的调制方式之一。

普通的调幅广播就是它的典型应用。

幅度调制的基本原理是用基带信号（调制信号）控制高频载波的幅度，使其携带基带信号信息，从而实现信息的传输。

调制的基本作用是频谱搬移，其目的是进行频率变换，使信号能够有效的传输（辐射）或实现信道的多路复用。

根据频谱特性的不同，通常可将调幅分为标准调幅（AM ），抑制载波双边带调幅（DSB ），单边带调幅（SSB ）和残留边带调幅（VSB ）等。

2．调制信号的实现方法设f （t ）为调制信号，高频载波为C （t ）=A 0cos （ω0t ＋θ0）（1）标准调幅AM 信号可以表示为：S AM （t ）=［A 0＋f （t ）］cos （ω0t ＋θ0）已调信号的频谱为（设θ。

＝0）S AM （ω）=πA o ［δ（ω-ωo ）＋δ（ω＋ω0）］＋1／2［F （ω-ωo ）＋F （ω＋ωo ）］标准调幅的数学模型如图1-1所示。

图1-l 标准调幅的数学模型（2）抑制载波双边带调幅DSB 信号可以表示为： S DSB （t ）＝f （t ）cos （ω0t ＋θ0）已调信号的频谱为S DSB （ω）= 1／2［F （ω-ω0）＋F （ω＋ω0）］ （设θ0＝0） 抑制载波双边带调幅的数学模型如图1-4所示。

图1-4 抑制载波双边带调幅的数学模型3）单边带调制00000)cos(ω0t +θ0）SSB 信号可以表示为：S SSB （t ） = f （t ）cos ω0t ± f ＾（t ）sin ω0t已调信号的频谱为S SSB （ω） ＝ l ／2［F （ω-ω0）＋F （ω＋ω0）］H SSB （ω）SSB 的数学模型如图41－7所示。

FSK 传输系统实验一、实验原理（一）FSK 调制在二进制频移键控中，幅度恒定不变的载波信号的频率随着输入码流的变化而切换（称为高音和低音，代表二进制的1和0）。

通常，FSK 信号的信号的 表达式为：表达式为：b c b b FSK T t t f f T E S ££D +=0)22cos(2p p （二进制１）（二进制１） bc b b FSK T t t f f T E S ££D -=0)22cos(2p p （二进制０）（二进制０） 其中2πΔf 代表信号载波的恒定偏移。

代表信号载波的恒定偏移。

目前较常用产生FSK 信号的方法是，首先产生FSK 基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。

FSK 的信号频谱如图3所示。

所示。

图3 FSK 的信号频谱的信号频谱FSK 信号的传输带宽Br ，由Carson 公式给出：Br=2Δf+2B（二）FSK 解调对于FSK 信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。

信号的解调方式很多：相干解调、滤波非相干解调、正交相乘非相干解调。

二、实验内容（一）FSK 调制1. 将KP03放置在FSK端。

端。

2. 测量FSK系统输入码元传输速率。

TPM01为发送码元传输时钟，记为f b。

实验现象及分析：上图为示波器观察TPM01所得信号波形，可见发送马原传输时钟为方波信号波形，由上图右侧红框中CH2频率测量值可以读出频率为8.000kHz，即FSK系统输入码元传输速率fb=8kHz.3. FSK传号频率和空号频率测量KG01放在测试数据，KG02[3:1]=100，此时FSK调制的输入数据为一周期较长的随机码流，以FSK输入数据TPM02为同步，观察FSK输出波形TPi3。

用光标测量传号频率，记为f1；空号频率，记为f2。

比较f b，f1，f2之间的关系。

计算FSK的中心频率f0，Δf，带宽。