通信原理实验 CMI码型变换 实验报告
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第周星期第大节
实验名称：CMI码型变换
一、实验目的
1.掌握CMI编码规则。
2.掌握CMI编码和解码原理。
3.了解CMI同步原理和检错原理。
二、实验仪器
1.ZH5001A通信原理综合实验系统
2.20MHz双踪示波器
三、实验内容
1.CMI码编码规则测试
(1)7位m序列输入，无加错，CMI输出。用示波器观测如下数据：
2.“1”码状态记忆测试
(2)7位m序列输入。用示波器观测如下数据：
?CMI编码输入数据（TPX01），1码状态记忆输出（TPX03）
3.CMI码编解码波形测试
用示波器观测如下数据：
4.CMI码编码加错波形观测
用示波器观测4个加错点加错时和不加错时的输出波形
加错无错
加错无错
加错无错
5.CMI码检错功能测试
(1)输入数据为Dt，人为加入错码。用示波器观测如下波形
(2)输入数据为M，人为加入错码。用示波器观测如下波形
?加错指示点（TPX06），检测错码检测点（TPY05）
有些加错点对应的检错点都没有影响，说明输入M序列有些加错点没有
6.CMI译码同步观测
(1)输入Dt，不经过CMI编码。错码。用示波器观测如下波形
(2)输入Dt，经过CMI编码。错码。用示波器观测如下波形
?检测错码检测点（TPY05）
经过CMI编码后处在同步状态，因为周期的输入加错，所以示波器中出
7.抗连0码性能测试
(1)输入全0。用示波器观测如下波形
(2)看输入数据和输出数据是否相同。用示波器观测如下波形
?CMI编码输入数据（TPX01），输出编码数据（TPY07）
四、思考题
1.简述CMI码型的特点。
?不含直流
?有一定的检错能力
?易实现
?抗连0能力强
2.对于AMI，HDB3和CMI长连0码，哪种码型对于定时提取更有利？
CMI最有利于时钟同步，HDB3次之，而AMI对连0没有特殊处理，提取时钟能力最差。
3.CMI码收发码组是如何同步的？
CMI译码器在检测到错误时（收到10序列），会扣去一个时钟脉冲，这样就使得序列错了1位，实现同步。
4.CMI码用在什么地方？
CMI在光纤通信中有应用。
码型变换实验
实验十五码型变换实验 一、实验目的 1、了解几种常用的数字基带信号。 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。 二、实验内容 1、观察NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码的波形。 2、观察全0码或全1码时各码型的波形。 3、观察HDB3码、AMI码的正负极性波形。 4、观察RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。 5、自行设计码型变换电路，下载并观察波形。 三、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 四、实验原理 （一）基本原理 在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。例如，在市区内利用电传机直接进行电报通信，或者利用中继方式在长距离上直接传输PCM 信号等。这种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，它的基本结构如图15-1所示。
干扰 图15-1 基带传输系统的基本结构 该结构由信道信号形成器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。这里信道信号形成器用来产生适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的媒质（例如能够通过从直流至高频的有线线路等）；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。 若一个变换器把数字基带信号变换成适合于基带信号传输的基带信号，则称此变换器为数字基带调制器；相反，把信道基带信号变换成原始数字基带信号的变换器，称之为基带解调器。 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。例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变。单极性基带波形就是一个典型例子。再例如，一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取定时信号，而收定时信号又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，而使收定时恢复系统难以保证收定时信号的准确性。归纳起来，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。 （二）编码规则 1、NRZ码 NRZ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。例如： 2、RZ码 RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如：
AMI、HDB3码型变换实验
实验二码型变换AMI/HDB3实验 一．实验目的 1．了解二进制单极性码变换为AMI/HDB3 码的编码规则； 2．熟悉AMI码与HDB3 码的基本特征； 3．熟悉HDB3 码的编译码器工作原理和实现方法； 4．根据测量和分析结果，画出电路关键部位的波形； 二．实验仪器 1．JH7001 通信原理综合实验系统一台 2．双踪示波器一台 3．函数信号发生器一台 三、实验任务与要求 1实验原理和电路说明 1．1．1 实验原理 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…由于AMI 码的传号交替反转，故由它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而0 电位保持不变的规律。由此看出，这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。 由AMI 码的编码规则看出，它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列，即把一个二进制符号变换成一个三进制符号。把一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码称为1B/1T 码型。。AMI 码对应的波形是占空比为0.5 的双极性归零码，即脉冲宽度τ与码元宽度（码元周期、码元间隔）TS 的关系是τ=0.5TS。 AMI 码除有上述特点外，还有编译码电路简单及便于观察误码情况等优点，它是一种基本的线路码，并得到广泛采用。但是，AMI 码有一个重要缺点，即接收端从该信号中来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0 串，因而会造成提取定时信号的困难。为了保持AMI 码的优点而克服其缺点，人们提出了许多种类的改进AMI 码，HDB3 码就是其中有代表性的一种。 HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是这样的：先把消息代码变换成AMI码，然后去检查AMI 码的连0串情况，当没有4个以上连0串时，则这时的AMI码就是HDB3码；当出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个0变换成与其前一非0符号（＋1 或–1）同极性的符号。显然，这样做可能破坏“极性交替反转”的规律。这个符号就称为破坏符号，用V 符号表示（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。这一点，当相邻符号之间有奇数个非０符号时，则是能得到保证的；当有偶数个非0 符号时，则就得不到保证，这时再将该小段的第1个0 变换成+B 或–B符号的极性与前一非0 符号的相反，并让后面的非0符号从V 符号开始再交替变化。 虽然HDB3码的编码规则比较复杂，但译码却比较简单。从上述原理看出，每一个破坏
通信原理实验报告
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。
实验四 码型变换实验
实验四码型变换实验 一、实验目的 1．了解几种常见的数字基带信号。 2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。 二、实验内容 1．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。 2．观察全0码或全1码时各码型波形。 3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。 4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。 5．自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。 三、实验器材 1．信号源模块 2．码型变换模块 3．20M双踪示波器一台 4．频率计（可选）一台 5．PC机（可选）一台 6．连接线若干 四、实验原理 1．编码规则 ①NRZ码 NRZ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平（这里为零电平）分别表示二进制信息“1”和“0”，在整个码元期间电平保持不变。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E ②RZ码 RZ码的全称是单极性归零码，与NRZ码不同的是，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E
BNRZ码的全称是双极性不归零码，在这种二元码中用正电平和负电平分别表示“1”和“0”。与单极性不归零码相同的是整个码元期间电平保持不变，因而在这种码型中不存在零电平。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ④BRZ码 BRZ码的全称是双极性归零码，与BNRZ码不同的是，发送“1”和“0”时，在整个码元期间高电平或低电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。例如： 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ⑤AMI码 AMI码的全称是传号交替反转码，其编码规则如下：信息码中的“0”仍变换为传输码的“0”；信息码中的“1”交替变换为传输码的“+1、－1、＋1、－1、…”。例如： 代码： 100 1 1000 1 1 1… AMI码： +100 -1 +1000 -1 +1 -1… AMI码的主要特点是无直流成分，接收端收到的码元极性与发送端完全相反也能正确判断。译码时只需把AMI码经过全波整流就可以变为单极性码。由于其具有上述优点，因此得到了广泛应用。但该码有一个重要缺点，即当用它来获取定时信息时，由于它可能出现长的连0串，因而会造成提取定时信号的困难。 ⑥HDB3码 HDB3码的全称是三阶高密度双极性码，其编码规则如下：将4个连“0”信息码用取代节“000V”或“B00V”代替，当两个相邻“V”码中间有奇数个信息“1”码时取代节为“000V”码；有偶数个信息“1”码（包括0个）时取代节为“B00V”，其它的信息“0”码仍为“0”码，这样，信息码的“1”码变为带有符号的“1”码即“+1”或“－1”。例如： 代码： 1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1 HDB3码： -1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V +1 -1 HDB3码中“1”、“B”的符号符合交替反转原则，而“V”的符号破坏这种符号交替反转原则，但相邻“V”码的符号又是交替反转的。HDB3码的特点是明显的，它除了保持AMI码的优点外，还增加了使连0串减少到至多3个的优点，而不管信息源的统计特性如何。这对于定时信号的恢复是十分有利的。HDB3码是ITU-T推荐使用的码之一。本实验电路只能对码长为24位的周期性NRZ码序列进行编码。
HDB3码型变换实验报告
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。当没有连续4个连0时与AMI编码规则相同。当4个连0时最后一个0变为传号A，其极性与前一个A的极性相反。若该传号与前一个1的极性不同，则还要将这4个连0的第一个0变为B，B的极性与A相同。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到HDB3-A1和HDB3-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到HDB3编码波形。 同样AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。而HDB3译码只需找到传号A，将传号和传号前3个数都清0即可。传号A的识别方法是：该符号的极性与前一极性相同，该符号即为传号。实验框图中译码过
程是将HDB3码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。 四、实验步骤 实验项目一HDB3编译码（256KHz归零码实验） 概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证HDB3编译码规则。 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】→【HDB3编译码】→【256K归零码实验】。将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。 3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。 4、实验操作及波形观测。
实验三 码型变换实验
实验三码型变换实验 一、实验目的 1．了解几种常见的数字基带信号。 2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 3．掌握用FPGA实现码型变换的方法。 二、实验内容 1．观察NRZ、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码的波形。2．观察全0码或全1码时各码型波形。 3．观察HDB3码、AMI码、BNRZ码正、负极性波形。 4．观察NRZ码、RZ码、BRZ码、BNRZ码、AMI码、CMI码、HDB3码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。 5．自行设计码型变换电路，下载并观察输出波形。 三、实验器材 1．信号源模块 2．码型变换模块 3．20M双踪示波器一台 4．频率计（可选）一台 5．PC机（可选）一台 6．连接线若干 四、实验原理 1．编码规则 ①NRZ码(见教材) ②RZ码(见教材) ③BNRZ码－双极性不归零码 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ④BRZ码－双极性归零码 1 0 1 0 0 1 1 0 ＋E -E ⑤AMI码(见教材) ⑥HDB3码(见教材) ⑦BPH码
BPH码的全称是数字双相码（Digital Diphase），又叫分相码(Biphase，Split-phase)或曼彻斯特码（Manchester），其编码规则之一是： 0 01（零相位的一个周期的方波）； 110（π相位的一个周期的方波）。例如： 代码： 1 1 0 0 1 0 1 双相码： 10 10 01 01 10 01 10 这种码既能提取足够的定时分量，又无直流漂移，编码过程简单。但带宽要宽些。⑧CMI码 CMI码的全称是传号反转码，其编码规则如下：信息码中的“1”码交替用“11”和“00”表示，“0”码用“01”表示。例如： 代码： 1 1 0 1 0 0 1 0 CMI码： 11 00 01 11 01 01 00 01 这种码型有较多的电平跃变，因此，含有丰富的定时信息。该码已被ITU-T推荐为PCM四次群的接口码型。在光纤传输系统中有时也用CMI码作线路传输码型。 2．电路原理 将信号源产生的NRZ码和位同步信号BS送入U900（EPM7128SLC84-15）进行变换，可以直接得到各种单极性码和各种双极性码的正、负极性编码信号。解码时同样也需要送入FPGA进行解码，得到NRZ码。 ①NRZ码 从信号源“NRZ”点输出的数字码型即为NRZ码，请参考信号源工作原理。 ②BRZ、BNRZ码 将NRZ码和位同步信号BS分别送入双四路模拟开关U902（4052）的控制端作为控制信号，在同一时刻，NRZ码和BS信号电平高低的不同组合（00、01、10、11）将控制U902分别接通不同的通道，输出BRZ码和BNRZ码。X通道的4个输入端X0、X1、X2、X3分别接－5V、GND、＋5V、GND，在控制信号控制下输出BRZ码；Y通道的4个输入端Y0、Y1、Y2、Y3分别接－5V、－5V、＋5V、＋5V，在控制信号控制下输出BNRZ 码。解码时通过电压比较器U907（LM339）将双极性的BRZ和BNRZ码转换为两路单极性码，即双—单（极性）变换，再送入U900进行解码，恢复出原始的NRZ码。 ③RZ、BPH码 同BRZ、BNRZ，因是单极性码，其编解码过程全在U900中完成，在这里不再赘述。 ④AMI码 由于AMI码是双极性的码型，所以它的变换过程分成了两个部分。首先，在U900中，将NRZ码经过一个时钟为BS的JK触发器后，再与NRZ信号相与后得到控制信号AMIB，该信号与NRZ码作为控制信号送入单八路模拟开关U905（4051）的控制端，U905的输出即为AMI码。解码过程与BNRZ码一样，也需先经过双—单变换，再送入U900进行解码。 ⑤HDB3码 HDB3码的编、解码框图分别如图3-1、3-2所示，其编、解码过程与AMI码相同，这里不再赘述。
数字通信原理实验报告四
中南大学 数字通信原理实验报告指导老师***** 学生姓名*** 学号*********** 专业班级*****************
目录 实验四 ----------------------------------------2 实验目的 ----------------------------------------2 实验内容 ----------------------------------------2基本原理 ----------------------------------------2实验步骤 ----------------------------------------9 实验结果 ----------------------------------------11
实验四数字解调与眼图 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、基本原理 可用相干解调或差分相干解调法（相位比较法）解调2DPSK信号。在相位比较法中，要求载波频率为码速率的整数倍，当此关系不能满足时只能用相干解调法。本实验系统中，2DPSK载波频率等码速率的13倍，两种解调方法都可用。实际工程中相干解调法用得最多。2FSK信号的解调方法有：包络括检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法等。 图4-1 数字解调方框图 （a）2DPSK相干解调（b）2FSK过零检测解调 本实验采用相干解调法解调2DPSK信号、采用过零检测法解调2FSK信号。2DPSK模块内部使用+5V、+12V和-12V电压，2FSK模块内部仅使用+5V电压。图4-1为两个解调器的原理方框图，其电原理图如图4-2所示（见附录）。
数字通信原理实验报告
《数字通信原理与技术》实验报告 学院：江苏城市职业学院 专业：计算机科学与技术 班级： 姓名：___________ 学号： ________
实验一熟悉MATLAB环境 一、实验目的 （1）熟悉MATLAB的主要操作命令。 （2）掌握简单的绘图命令。 （3）用MATLAB编程并学会创建函数。 （4）观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 (1)数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=【1 2 3 4】，B=【3 4 5 6】，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 (2)用MATLAB实现下列序列： a）x（n）=0.8n 0≦n≦15 b）x（n）=e(0.2+0.3j) 0≦n≦15 c）x（n）=3cos(0.125πn+0.2π)+0.2sin(0.25πn+0.1π) 0≦n≦15 d) 将c）中的x（n）扩展成以16为周期的函数x16（n）=x（n+16），绘出四个周期。 e) 将c）中的x（n）扩展成以10为周期的函数x10（n）=x（n+10），绘出四个周期。 (3) 绘出下列时间函数图形，对x轴、y轴以及图形上方均须加上适当的标注： a）x (t )=sin(2πt) 0≦n≦10s b) x (t)=cos(100πt)sin(πt) 0≦n≦14s 三、程序和实验结果 (1)实验结果： 1、A=[1,2,3,4] B=[3,4,5,6] C=A+B D=A-B E=A.*B F=A./B G=A.^B A =1 2 3 4 B =3 4 5 6 C =4 6 8 10 D =-2 -2 -2 -2 E =3 8 15 24 F =0.3333 0.5000 0.6000 0.6667 G =1 16 243 4096 >> stem(A) >> stem(B) >> stem(C) >> stem(D) >> stem(E) >> stem(F)
实验二码型变换实验
实验二码型变换实验 【实验目的】使学生了解双极性不归零码、单极性归零码、双极性归零码以及曼彻斯特码的编码原理；能够通过MATLAB产生相应的编码；比较四种编码之间的区别。 【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台 【实验原理】 1. 使用MATLAB 函数wave_gen 来产生代表二进制序列的波形,函数wave_gen 的格式 是： wave_gen(二进制码元,‘码型’,Rb) 此处二进制码元指的是打算编码的序列；码型可以通过help wave_gen命令进行查看； Rb 是二进制码元速率,单位为比特/秒（bps）。 2．命令help wave_gen可以查看码型的种类。 'unipolar_nrz' 'unipolar_rz' 'polar_nrz' 'polar_rz' 'bipolar_nrz' 'bipolar_rz' 'manchester' 'triangle' 'nyquist' 'duobinary' 'mod_duobinary' 其中'unipolar_nrz'为单极性不归零码；'unipolar_rz'为单极性归零码；'polar_nrz'和 'polar_rz'分别为双极性不归零码和双极性归零码；'manchester'为曼彻斯特编码； 3．waveplot(x)为波形产生函数，显示编码后的波形； 【实验内容与步骤】 1、路径设置成指向comm2文件夹； 2、产生如下的二进制序列： >> b = [1 0 1 0 1 1]; 使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生代表b的波形且显示波形x，填写图2-1： >> x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000); >> waveplot(x) （2）用如下码型重复步骤（1）（提示：可以键入“help wave_gen”来获取帮助）， 并做出相应的记录： a 双极性不归零码 b 单极性归零码 c 双极性归零码 d 曼彻斯特码(manchester) 【实验现象记录】 1)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000);waveplot(x); 产生的单极性不归零码 的波形，并记录； 2)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_rz’,1000); waveplot(x); 产生的单极性归零码的 波形，并记录； 3)输入命令：x = wave_gen(b,‘polar_n rz’,1000);waveplot(x); 产生的双极性不归零码的 波形，并记录； 4)输入命令：x = wave_gen(b,‘polar_rz’,1000);waveplot(x); 产生的双极性归零码的波 形，并记录； 5)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000);waveplot(x); 产生的曼彻斯特编码的 波形，并记录。 【现象分析】 通过实验，对比单极性归零信号、单极性不归零信号、双极性归零信号、双极性不归零信号
通信原理实验 CMI码型变换 实验报告
姓名：学号：班级： 第周星期第大节 实验名称：CMI码型变换 一、实验目的 1.掌握CMI编码规则。 2.掌握CMI编码和解码原理。 3.了解CMI同步原理和检错原理。 二、实验仪器 1.ZH5001A通信原理综合实验系统 2.20MHz双踪示波器 三、实验内容 1.CMI码编码规则测试 (1)7位m序列输入，无加错，CMI输出。用示波器观测如下数据： 2.“1”码状态记忆测试 (2)7位m序列输入。用示波器观测如下数据： ?CMI编码输入数据（TPX01），1码状态记忆输出（TPX03）
3.CMI码编解码波形测试 用示波器观测如下数据： 4.CMI码编码加错波形观测 用示波器观测4个加错点加错时和不加错时的输出波形
加错无错 加错无错 加错无错
5.CMI码检错功能测试 (1)输入数据为Dt，人为加入错码。用示波器观测如下波形 (2)输入数据为M，人为加入错码。用示波器观测如下波形 ?加错指示点（TPX06），检测错码检测点（TPY05）
有些加错点对应的检错点都没有影响，说明输入M序列有些加错点没有 6.CMI译码同步观测 (1)输入Dt，不经过CMI编码。错码。用示波器观测如下波形 (2)输入Dt，经过CMI编码。错码。用示波器观测如下波形 ?检测错码检测点（TPY05）
经过CMI编码后处在同步状态，因为周期的输入加错，所以示波器中出 7.抗连0码性能测试 (1)输入全0。用示波器观测如下波形 (2)看输入数据和输出数据是否相同。用示波器观测如下波形 ?CMI编码输入数据（TPX01），输出编码数据（TPY07）
数字通信原理BPSK传输系统设计与仿真实验报告
北京联合大学《通信原理》实验报告 科目：通信原理实验 教师：许学梅 班级: 200908030201 姓名: 王国显 学号: 2009080302104 时间: 2012.11.20
实验四、2PSK传输系统设计与仿真 一、实验目的 1.．在前面2PSK调制系统设计与仿真实验的基础上，通过本实验建立起 BPSK 传输系统的概念。 2.深入理解、掌握二进制相移键控技术（2PSK）的调制/解调原理及在数字 通信传输系统中的应用。 3.掌握（2PSK）调制/解调传输系统模型的构建技术。 4.掌握（2PSK）调制/解调的设计与实现方法。 5.深入理解、分析、掌握二进制相移键控（2PSK）调制/解调传输系统各模 块间参数的设置及相互间的关联与影响。 6.能够按不同用户的技术指标需求，进行（2PSK）调制/解调传输系统的设 计。 7.掌握（2PSK）调制/解调传输系统的测试方法。 8.掌握对（2PSK）调制/解调传输系统的相关参数、信号波形及频谱进行分 析的方法。 9.对比原始发送数据信号经调制/与解调系统传输后，还原的数据信号是否 与原始发送数据信号一致。 二、实验仪器（软/硬件环境及所需元器件模块） 1.PC机一台 2. 安捷伦科技EESof软件ADS：Advanced Design System –2005A 3.计算机操作系统：Win 2000, Win XP, HP Unix11.0, Sun Unix 5.8 等 4.元器件模块： （1）Sinusoid正弦波信号发生器（Sinusoid signal generator）； （2）Data数字序列信号发生器（Data generator）； （3）信号类型转换器（Signal Converters）： TimedToFloat信号类型转换器、FloatToTimed信号类型转换器； （4）TimedSink信号接收器（Timed Data Collector）； （5） SpectrumAnalyzer频谱分析仪（Spectrum analyzer）； （6） DF数据流控制器(Data Flow Controller)； （7） Mpy2乘法器（2-Input Multiplier）； （8） VAR变量和方程式模块(器件)（Variables and Equations Component）。 （9）时钟源Clock， （10）抽样保持器SampleAndHold， （11）带通滤波器BPF_RaisedCosineTimed， （12）低通滤波器为LPF_RaisedCosineTimed，
AMI码型变换实验报告
实验一AMI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AMI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、AMI编译码实验原理框图 AMI编译码实验原理框图 2、实验框图说明
AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。实验框图中编码过程是将信号源经程序处理后，得到AMI-A1和AMI-B1两路信号，再通过电平转换电路进行变换，从而得到AMI编码波形。 AMI译码只需将所有的±1变为1，0变为0即可。实验框图中译码过程是将AMI码信号送入到电平逆变换电路，再通过译码处理，得到原始码元。 四、实验步骤 实验项目一AMI编译码（256KHz归零码实验） 概述：本项目通过选择不同的数字信源，分别观测编码输入及时钟，译码输出及时钟，观察编译码延时以及验证AMI编译码规则。 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】→【AMI编译码】→【256K 归零码实验】。将模块13的开关S3分频设置拨为0011，即提取512K同步时钟。 3、此时系统初始状态为：编码输入信号为256K的PN序列。 （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。
注：观察时注意码元的对应位置。 （2）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。 思考：译码过后的信号波形与输入信号波形相比延时多少？ 编译码延时小于3个码元宽度 实验项目二AMI编译码（256KHz非归零码实验）
中南大学通信原理实验报告
信息科学与工程学院 课程：数字通信原理 题目：通信原理实验报告 专业班级： 学生姓名： 学号：
2017年12月1日
目录 实验一数字基带信号....................................二实验二数字调制......................................十六实验四数字解调与眼图..............................二十三
实验一数字基带信号 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 码的编码规则。 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 码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。 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和HDB 3 编译码模块。 1、数字信源 本模块是整个实验系统的发终端，模块内部只使用+5V电压，其原理方框图如图1-1所示，电原理图如图1-3所示（见附录）。本单元产生NRZ信号，信号码速率约为170.5KB，帧结构如图1-2所示。帧长为24位，其中首位无定义，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NRZ信号为集中插入帧同步码时分复用信号，实验电路中数据码用红色发光二极管指示，帧同步码及无定义位用绿色发光二极管指示。发光二极管亮状态表示1码，熄状态表示0码。 本模块有以下测试点及输入输出点： ? CLK 晶振信号测试点 ? BS-OUT 信源位同步信号输出点/测试点（2个） ? FS 信源帧同步信号输出点/测试点 ? NRZ-OUT(AK) NRZ信号(绝对码)输出点/测试点（4个） 图1-1中各单元与电路板上元器件对应关系如下： ?晶振CRY：晶体；U1：反相器7404 ?分频器U2：计数器74161；U3：计数器74193；U4：计
码型变换实验
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。 2、掌握常用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。 二、实验内容 1、观察NRZ码、RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码的波形。 2、观察全0码HDB3 码波形。 3、观察RZ码、AMI码、HDB3码、CMI码、BPH码经过码型反变换后的输出波形。 三、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 四、实验原理 （一）基本原理 在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。基带传输系统是指不使用载波装置而直接传送基带限号的系统。 其基本结构由信道信号形成器、信道、接收滤波器以及抽样判决器组成。要先将基带脉冲输入信道信号形成器，经过一系列的处理再输出基带脉冲。这里信道信号形成器用来适合于信道传输的基带信号，信道可以是允许基带信号通过的煤质（如可以通过从直流至高频的有线线路）；接收滤波器用来接收信号和尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器则是在噪声背景下用来判定与再生基带信号。 若一个变换器把数字基带信号变换成适合于基带信号传输的基带信号，则称此变换器为数字基带调制器；想反，把信道基带信号变换成原始数字基带信号的变换器，称之为基带解调器。 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只要要求有两点：（１）对个种代码的要求，期望将原始信息符合编织成适合于传输用的码型；对所选码型的点波形要求，期望电波形适合于在信道中传输。 （二）编码规则 １、ＮＲＺ码 ＮＲＺ码的全称是单极性不归零码，在这种二元码中用高电平和低电平分别表示 二进制信息“１”和“０”，在整个码元期间保持不变。 ２、ＲＺ码 ＲＺ码的全称是单极性归零码，与ＮＲＺ码不同的是，发送“１”时在整个码元 期间高电平只持续一段时间，在码元的其余时间内则返回到零电平。 ３、ＡＭＩ码 ＡＭＩ码的全称是传号交替反转码。代码的０礽变换为传输码的０，而把代码中 的１交替地变换为传输码的＋１，－１，＋１，－１．．．．．．。 由于ＡＭＩ的传号交替反转，故由于它决定的基带信号将出现正负脉冲交替，而 ０电位保持不变的规律。这种基带信号无直流成分，且只有很小的低频成分，而
HDB3码型变换实验
HDB3码型变换实验
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、实验步骤 实验项目一：HDB3编译码（256KHz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 TH1(HDB3输出)： 输入数据TH3位于上方，编码为：110101111… 输出数据TH1位于下方，从4bit位开始为：+1 -1 0 +1 0 -1 +1 -1 此处采用了HDB3的归零码编码，符合编码规则，延迟4bit。
2、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道中间 测试点TP2（HDB3-A1）: 以上图和TH3的对比可以知道，在延迟4bit后，可以得到在TH3的奇数位为1信号，那么得到变换波形为1（码元占空比50%），否则为0。 3、保持示波器测量编码输入数据TH3的通道不变，另一通道中间 测试点TP3（HDB3-B1）:
以上图和TH3的对比可以知道，在延迟4bit后，可以得到在TH3的偶数位为1信号，那么得到变换波形为1（码元占空比50%），否则为0。 4、用示波器分别观测模块8的TP2（HDB3-A1）和TP3（HDB3-B1）: 通过3，4的分析，从上图中可以看出TP2与TP3的减法可以得到HDB3码， 说明是通过这样的方法来得到HDB3码的。 5、用示波器对比观测编码输入的数据和译码输出的数据：
从上图可以看出，输入与输出的数据形状是相同的，但是输出滞后了 8bit. 6、用示波器分别观测TP4(HDB3-A2)和TP8(HDB3-B2)： 从图中可以看出，在经过点评变换后，TP1与编码后的HDB3-A1相同，即奇数码元变换波形；TP1与编码后的HDB3-A2相同，即偶数码元变换波 形。 7、用示波器菲苾观测模块8的TH7（HDB3输入)和TH6(单极性码)：
数字通信原理实验一AMI、HDB3编译码实验
数字通信原理 实验报告 实验一AMI、HDB3编译码实验 学院计算机与电子信息学院 专业班级 姓名学号 指导教师 实验报告评分：_______
实验一 AMI、HDB3编译码实验 一、实验目的 了解由二进制单极性码变换为AMI码HDB3码的编码译码规则，掌握它的工作原理和实验方法。 二、实验内容 1．伪随机码基带信号实验 2．AMI码实验 ① AMI码编码实验 ② AMI码译码实验 ③ AMI码位同步提取实验 3．HDB3编码实验 4．HDB3译码实验 5．HDB3位同步提取实验 6．AMI和HDB3位同步提取比较实验 7．HDB3码频谱测量实验 8．书本上的HDB3码变化和示波器观察的HDB3码变化差异实验 三、基本原理:PCM信号基带传输线路码型 PCM信号在电缆信道中传输时一般采用基带传输方式，尽管是采用基带传输方式，但也不是将PCM编码器输出的单极性码序列直接送入信道传输，因为单极性脉冲序列的功率谱中含有丰富的直流分量和较多的低频分量，不适于直接送人用变压器耦合的电缆信道传输，为了获得优质的传输特性，一般是将单数性脉冲序列进行码型变换，以适应传输信道的特性。 (一)传输码型的选择 在选择传输码型时，要考虑信号的传输信道的特性以及对定时提取的要求等。归结起来，传输码型的选择，要考虑以下几个原则: 1．传输信道低频截止特性的影响 在电缆信道传输时，要求传输码型的频谱中不应含有直流分量，同时低频分量要尽量少。原因是PCM端机，再生中继器与电缆线路相连接时，需要安装变压器，以便实现远端供电(因设置无人站)以及平衡电路与不平衡电路的连接。 图1.1是表示具有远端供电时变压器隔离电源的作用，以保护局内设备。 图1.1变压器的隔离作用 由于变压器的接入，使信道具有低频截止特性，如果信码流中存在直流和低频成分，则
实验二 信号源与码型变化实验.
一、实验目的 1. 熟练掌握数字信号源模块的使用方法。 2. 了解几种常见的数字基带信号。 3.掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 4. 掌握用FPGA实现码型变换的方法。 二、实验器材 1.信号源模块 2.码型变换模块 3.20M双踪示波器一台 4.频率计(可选一台 5.PC机(可选一台 6.连接线若干 三、实验原理 1.编码规则 ①NRZ码 NRZ码的全称是单极性不归零码,在这种二元码中用高电平和低电平(这里为零电平分别表示二进制信息“1”和“0”,在整个码元期间电平保持不变。例如: 1 0 1 0 0 1 1 0 +E
②RZ码 RZ码的全称是单极性归零码,与NRZ码不同的是,发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间,在码元的其余时间内则返回到零电平。例如: 1 0 1 0 0 1 1 0 +E ③BNRZ码 BNRZ码的全称是双极性不归零码,在这种二元码中用正电平和负电平分别表示“1”和“0”。与单极性不归零码相同的是整个码元期间电平保持不变,因而在这种码型中不存在零电平。例如: 1 0 1 0 0 1 1 0 +E -E ④BRZ码 BRZ码的全称是双极性归零码,与BNRZ码不同的是,发送“1”和“0”时,在整个码元期间高电平或低电平只持续一段时间,在码元的其余时间内则返回到零电平。例如: 1 0 1 0 0 1 1 0 +E -E ⑤AMI码
AMI码的全称是传号交替反转码,其编码规则如下:信息码中的“0”仍变换为传输码的“0”;信息码中的“1”交替变换为传输码的“+1、-1、+1、-1、…”。例如: 代码: 100 1 1000 1 1 1… AMI码: +100 -1 +1000 -1 +1 -1… AMI码的主要特点是无直流成分,接收端收到的码元极性与发送端完全相反也能正确判断。译码时只需把AMI码经过全波整流就可以变为单极性码。由于其具有上述优点,因此得到了广泛应用。但该码有一个重要缺点,即当用它来获取定时信息时,由于它可能出现长的连0串,因而会造成提取定时信号的困难。 ⑥HDB3码 HDB3码的全称是三阶高密度双极性码,其编码规则如下:将4个连“0”信息码用取代节“000V”或“B00V”代替,当两个相邻“V”码中间有奇数个信息“1”码时取代节为“000V”码;有偶数个信息“1”码(包括0个时取代节为“B00V”,其它的信息“0”码仍为“0”码,这样,信息码的“1”码变为带有符号的“1”码即“+1”或“-1”。例如: 代码: 1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1 HDB3码: -1000 -V +1000 +V -1 +1 -B00 -V +1 -1 HDB3码中“1”、“B”的符号符合交替反转原则,而“V”的符号破坏这种符号交替反转原则,但相邻“V”码的符号又是交替反转的。HDB3码的特点是明显的,它除了保持AMI码的优点外,还增加了使连0串减少到至多3个的优点,而不管信息源的统计特性如何。这对于定时信号的恢复是十分有利的。HDB3码是ITU-T推荐使用的码之一。本实验电路只能对码长为24位的周期性NRZ码序列进行编码。 ⑦BPH码 BPH码的全称是数字双相码(Digital Diphase,又叫分相码(Biphase,Split-phase或曼彻斯特码(Manchester,它是对每个二进制代码分别利用两个具有2个不同相位的
通信原理码型变换实验
实验一码型变换实验 一、实验目的 1．了解几种常见的数字基带信号。 2．掌握常用数字基带传输码型的编码规则。 二、实验内容 1．将信号源模块、码型变换模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。 2．插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再分别桉下两个模块中的开关POWER1、POWER2，对应的发光二极管LED001、LED002、D900、D901发光，按一下信号源模块的复位键，两个模块均开始工作。 3．将信号源模块的拨码开关SW101、SW102设置为00000101 00000000，SW103、SW104、SW105设置为01110010 00110000 00101010。按实验一的介绍，此时分频比千位、十位、个位均为0，百位为5，因此分频比为500，此时位同步信号频率应为4KHz。观察BS、FS、2BS、NRZ各点波形。 实验测量： BS 2BS FS NRZ 4．分别将信号源模块和码型变换模块上以下四组输入/输出接点用连接线连接：BS与BS、FS与FS、2BS与2BS、NRZ与NRZ。观察码型变换模块上其余各点波形。
AMI测试点输出的AMI码HDB3测试点输出的HDB3码 5．任意改变信号源模块上的拨码开关SW103、SW104、SW105的设置，以信号源模块的NRZ码为内触发源，用双踪示波器观察码型变换模块各点波形。 双踪显示NRZ码输入波形与其FS 双踪NRZ码输入与其RZ码输出波形 双踪NRZ码输入与其BNRZ码输出 双踪NRZ码输入与BNRZ码解码输出双踪NRZ码输入与BRZ码解码输出 6．将信号源模块上的拨码开关SW103、SW104、SW105全部拨为1或全部拨为0，观察码型变换模块各点波形。