通信原理实验二
通原实验2 ASK实验
知识要点：数字调制的特点和分类
“数字通信系统”具有很多优点。其中最重要的一点是数字信 号的再生性。数字调制将基带数字信号搬移到更适于传输的高频带， 同时将数字信息加载到高频载波的某一参数上，从而在接收端实现 再生。 虽然从过程上，数字调制似乎与模拟调制类似，但二者最大的区 别是，模拟信号在传输过程中引入的噪声是无法在接收端完全消除 的。而数字调制则有可能（S/N比较好时）做到这一点。
t
1 、4
2ASK 的功率谱特性
为了更深入掌握2ASK信号的性质，除时域分析外，还应进行 频域分析。由于二进制序列一般为随机序列，其频域分析的对象 应为信号功率谱密度。 经分析可知，2ASK信号的双边功率谱密度表达式为： 1 2 2 P2 ASK ( f ) f s P(1 P) G ( f f c ) G ( f f c ) 4
实验应当具备的基础知识
3、数字通信系统的特点
数字通信系统传输的是离散的数字信号，与模拟通信相比，更 能适应现代通信系统的要求。 1、抗干扰能力强，尤其中继传输，可再生而消除噪声的积累； 2、传输差错可以控制，从而改善传输质量； 3、便于使用现代数字信号处理技术来对数字信息进行处理； 4、易于做高保密性的加密处理； 5、可以综合传递各种消息，使通信系统的功能增强。
仪器在使用过程中，不必经常开关电源。 切忌无目的的拨弄仪器面板上的开关和按钮。 仪器设备出现问题，请向老师寻求帮助，请勿随便调换配件。 注意仪表允许安全电压（或电流），切勿超过！ 当被测量的大小无法估计时，应从仪表的最大量程开始测试，然 后逐渐减小量程。
通信原理二--循环码
实验报告学科：通信原理（二）题目：数字信号基带传输系统仿真实验设备：安有matlab仿真软件的计算机学院：光电信息与通信工程学院系别：通信工程学号：姓名：指导教师：一、实验目的与要求1. 学习并理解信道编码的根本目的、技术要求与基本目标等基本概念；2. 掌握循环码、miller码的物理涵义、数学基础及检纠错原理；3. 掌握循环码、miller码的码型特点、检纠错能力、编译码方法及基本技术；4. 学会使用MATLAB 实现循环码及miller码的编译码及检纠错模拟与分析。
二、实验仪器与设备1. 安装了matlab程序的计算机 1 台三、实验原理（一）循环码循环码是线性分组码的一个重要子集，是目前研究得最成熟的一类码，它有许多特殊的代数性质，例如，循环码中任一许用码组经过循环移位后，所得到的码组仍然是许用码。
循环码A= a n−1+a n−2+…+a 1+a 0可以表示为如下的码多项式：1．生成多项式g (x)定义：若一个循环码的所有码字多项式都是一个次数最低的、非零的、首一多项式g (x)的倍式，则称g (x)为生成该码，并称g (x) 为该码的生成元或生成多项式。
可以证明生成多项式g (x)具有以下特性：（1）g (x) 是一个常数项为1 的r=n −k 次多项式；（2）g (x) 是x n+1 的一个因式；（3）该循环码中其它码多项式都是g (x)的倍式。
为了保证构成的生成矩阵G的各行线性不相关，通常用g (x) 来构造生成矩阵。
因此，一旦生成多项式g (x) 确定以后，该循环码的生成矩阵就可以确定。
设则有：2．监督多项式h(x)定义：若g (x) 是(n,k) 循环码的生成多项式，则有x n+1= g (x )h (x) 。
其中，h(x) 是k 次多项式，称为监督多项式。
也称校验多项式。
监督矩阵可表示为：其中：3．伴随式发送码C(x) 通过含噪信道时，会因各种扰而产生误码。
例如发送码为：00000000001111111111接收码为：01101001001111001001产生错误序列：01101001000000110110可见，发生了两个长度分别为7和5的突发差错，其错误图样分别为1101001 和11011。
通信原理实验报告
通信原理实验报告引言：通信原理是现代通信技术的基础，通过实验可以更深入地理解通信原理的各个方面。
本次实验主要涉及到调制解调和频谱分析。
调制解调是将原始信号转换成适合传输的信号形式，频谱分析则是对信号的频域特性进行研究。
通过这些实验，我们可以进一步了解调制解调原理、频谱分析技术以及其在通信领域中的应用。
实验一：调制解调实验调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号形式的过程。
在实验中，我们使用了模拟调制技术。
首先，我们通过声卡输入一个带通信号，并将其调制成调幅信号。
接着，通过示波器观察和记录调制信号的波形，并利用解调器将其还原为原始信号。
实验二：频谱分析实验频谱分析是对信号在频域上的特性进行研究。
在实验中，我们使用了频谱分析仪来观察信号的频谱分布情况。
首先，我们输入一个具有特定频率和幅度的正弦信号，并使用频谱分析仪来观察其频谱。
然后，我们改变信号的频率和幅度，继续观察和记录频谱的变化情况。
实验三：应用实验在实际通信中，调制解调和频谱分析技术有着广泛的应用。
通过实验三，我们可以了解到这些技术在通信领域中的具体应用。
例如，我们可以模拟调制解调技术在调制解调器中的应用，观察和分析不同调制方式下的信号特性。
同样，我们可以使用频谱分析仪来研究和理解不同信号在传输过程中的频谱分布。
这些实验将帮助我们更好地理解通信系统中的调制解调和频谱分析技术，从而为实际应用提供支持。
结论：通过本次实验，我们对通信原理中的调制解调和频谱分析技术有了更深入的了解。
调制解调是将信息信号转换为适合传输的信号形式，而频谱分析则是对信号的频域特性进行研究。
这些技术在通信领域中有着广泛的应用，对于实际通信系统的设计和优化非常重要。
通过实验的学习和实践，我们能够更好地掌握调制解调和频谱分析的原理和应用，从而提高我们在通信领域中的能力和技术水平。
总结：通过本次实验，我们对通信原理中的调制解调和频谱分析技术进行了学习和实践。
通过实验的过程，我们深入了解了这些技术的原理和应用，并通过观察和记录不同信号的波形和频谱特征，加深了我们对通信原理的理解。
通信原理实验报告
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。
通信原理实验2数字频带传输系统实验
实验2 数字频带传输系统实验一、实验目的掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程 掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法二、实验原理数字频带信号通常也称为数字调制信号，其信号频谱通常是带通型的，适合于在带通型信道中传输。
数字调制是将基带数字信号变换成适合带通型信道传输的一种信号处理方式，正如模拟通信一样，可以通过对基带信号的频谱搬移来适应信道特性，也可以采用频率调制、相位调制的方式来达到同样的目的。
1.调制过程 1）2ASK如果将二进制码元“0”对应信号0，“1”对应信号tf A c π2cos ，则2ASK 信号可以写成如下表达式：()()cos2T n s c n s t a g t nT A f tπ⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=ns n nT t g a t m 经过DSB 调制后形成的信号。
其调制框图如图1所示：图1 2ASK 信号调制框图2ASK 信号的功率谱密度为：()()()][42c m c m s f f P f f P A f P ++-=2）2FSK将二进制码元“0”对应载波t f A 12cos π，“1”对应载波t f A 22cos π，则形成2FSK 信号，可以写成如下表达式：()()()()()12cos 2cos 2T n s n n s n nns t a g t nT A f t a g t nT A f t πϕπθ=-++-+∑∑当=n a 时，对应的传输信号频率为1f ；当1=n a 时，对应的传输信号频率为2f 。
上式中，n ϕ、n θ是两个频率波的初相。
2FSK 也可以写成另外的形式如下：()()cos 22T c n s n s t A f t h a g t nT ππ∞=-∞⎛⎫=+- ⎪⎝⎭∑其中，{}1,1-+∈n a ，()2/21f f f c +=，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 01s t g ，12f f h -=为频偏。
通信原理实验大全
通信原理实验大全引言：通信原理是指利用一定的物理媒介将信息从发送者传递到接收者的过程。
通信原理实验是通信原理课程中的重要内容，通过实验可以加深对通信原理的理解，掌握通信原理的基本原理和技术。
本文将介绍几个通信原理实验的具体步骤和实验原理。
实验一：模拟调制与解调技术实验目的：熟悉模拟调制与解调技术的基本原理和方法，掌握AM，FM，PM的调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生载波信号。
2.使用调制信号（如语音信号）对载波进行调制。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始信号。
4.分析解调后的信号与原始信号的相似性。
实验原理：模拟调制是将载波信号与调制信号进行相互作用，在载波上叠加调制信号的变化。
调制信号可以是模拟信号，如语音信号，也可以是数字信号。
调制后的信号通过传输媒介传递到接收端，接收端通过解调技术将信号还原为原始信号。
实验二：数字调制与解调技术实验目的：熟悉数字调制与解调技术的基本原理和方法，掌握ASK，FSK，PSK等数字调制与解调过程。
实验步骤：1.使用函数发生器产生数字信号。
2.将数字信号进行调制，如ASK调制、FSK调制、PSK调制等。
3.对调制后的信号进行解调，获得原始数字信号。
4.分析解调后的信号与原始数字信号的相似性。
实验原理：数字调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，通过将数字信号与载波进行相互作用，改变载波的一些特性来实现信号传输。
数值调制通常使用正弦波作为载波信号。
解调则是将调制信号还原为原始数字信号的过程。
实验三：信道编码和解码技术实验目的：熟悉信道编码和解码技术的基本原理和方法，掌握卷积码、纠错码等编码与解码过程。
实验步骤：1.使用编码器将原始信息进行编码。
2.对编码后的信息添加噪声进行模拟信道传输。
3.使用解码器对接收到的编码信息进行解码。
4.比较解码后的信息与原始信息的相似性。
实验原理：信道编码是为了提高信道传输的可靠性和容错性，通过在原始信息中添加冗余数据，使得在传输中出现的错误可以被检测和纠正。
通信原理实验2
①以9号模块“NRZ-I”为触发，观测“I”；以9号模块 “NRZ-Q”为触发，观测“Q”。
②以9号模块“基带信号”为触发，观测“调制输出”。 ③以9号模块的“基带信号”为触发，观测13号模块的 “SIN”，调节13号模块的W1使“SIN”的波形稳定，即恢复 出载波。 ④以9号模块的“基带信号”为触发观测“DBPSK解调输 出”，多次单击13号模块的“复位”按键。观测“DBPSK解 调输出”的变化。
⑤以信号源的CLK为触发，测9号模块LPF-FSK，观测眼 图。
实验项目三 2PSK调制及解调实验
1、实验原理框图
256K
信号源
PN15
载波1 基带信号
256K
载波2
BPSK解调 输出
门限
低通
判决 LPF-BPSK 滤波
9# 数字调制解调模块
反相
I NRZ_I
取反
NRZ_Q Q
相干载波
13# 载波同步及位同步模块
模块9：TH4(调制输出) 模块13：TH2(载波同步输入) 载波同步信号输入
模块13：TH1(SIN)
模块9：TH10(相干载波输入) 用于解调的载波
模块9：TH4(调制输出) 模块9：TH7(解调输入)
解调信号输入
模块9：TH12(BPSK输出) 模块13：TH7(锁相环输入) 锁相环信号输入
模块13：TH5(BS2)
（4）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。 ③尝试以学号作为基带信号，观测调制输出波形。
④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。
通原实验2 PSK实验
厚德博学 追求卓越
（1）同一调制方式不同检测方法的比较 可以看出，对于同一调制方式不同检测方法，相干检测的抗噪声性能优于 非相干检测。但是，随着信噪比
的增大，相干与非相干误码性能的相对差别越不明显。另 的设备比非相干的要复杂。 （2）同一检测方法不同调制方式的比较 1）相干检测时，在相同误码率条件下，对信噪比 的要求是：2PSK比2FSK小3dB，2FSK比2ASK小3dB； 2）非相干检测时，在相同误码率条件下，对信噪比 的要求是：2DPSK比2FSK小3dB，2FSK比2ASK小3dB。 反过来，若信噪比 一定，2PSK系统的误码率低于2FSK系统，2FSK系统的误码率低于2ASK系统。 因此，从抗加性白噪声上讲，相干2PSK性能最好，2FSK次之，2ASK最差。
厚德博学 追求卓越
通信原理实验
第二单元
数字调制与解调系统实验
数字调制与解调技术的重点是:数字基带信号与数字频带信号之 间的转换,实验的目的是掌握实现这种转换的技术。目前采用最多 的方法是键控法,它是用数字基带信号控制高频载波的可控参数。 实际工程中常应用的数字调制方式有:ASK、FSK与PSK。 厚德博学 追求卓越
绝对码 1
0
0
1
1
1
0
2 P S K
载波 0相位 2DPSK
0
厚德博学 追求卓越
1、5
相对移相信号的产生原理
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实验二 数字调制
一、 实验目的
1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。
2、掌握用键控法产生2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的方法。
3、掌握相对码波形与2PSK 信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK 信号波形之间的关系。
4、了解2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。
二、实验内容
1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。
2、用示波器观察2ASK 、2FSK 、2PSK 、2DPSK 信号波形。
3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号的频谱。
三、实验步骤
本实验使用数字信源单元及数字调制单元。
1、熟悉数字调制单元的工作原理。
接好电源线，打开实验箱电源开关。
2、用数字信源单元的FS 信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1 接信源单元的(NRZ-OUT)AK ，CH2 接数字调制单元的BK ，信源单元的K1、K2、K3 置于任意状态（非全0），观察AK 、BK 波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。
图 2-1 AK 和BK 信号
结论：从图中结果，总结AK 信号和BK 信号的关系为：-1b =n n n a b ⊕，反过来，
-1=b n n n a b ⊕。
由于异或1相当于取反，异或0相当于保持。
所以当-1=0n b 时，b =n n a ，而当-1=1n b 时，b =n n a 。
最终的BK 波形由b n 的首个参考相位决定。
3、示波器CH1 接2DPSK，CH2 分别接AK 及BK，观察并总结2DPSK 信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK 信号相位变化与相对码的关系。
图 2-2 AK和2DPSK信号
结论：2DPSK信号在AK码元为“1”时反相。
图 2-3 BK和2DPSK信号
结论：2DPSK信号在BK信号的前后码元不一致时反相。
4、示波器CH1 接AK、CH2 依次接2FSK 和2ASK；观察这两个信号与AK 的关系。
图 2-4 AK信号和2FSK信号
结论: 2FSK信号中，在AK信号码元为“1”是，对应已调波有载波振幅，码元为“0”时，无已调载波波振幅。
图 2-5 AK 信号和2FSK 信号
结论：2FSK 信号在AK 信号码元为“0”和“1”时，分别有两种频率不同的载波振幅。
5、用频谱议观察AK 、2ASK 、2FSK 、2DPSK 信号频谱（条件不具备时不进行此项观察）
四、实验报告思考总结：
1、设绝对码为全1、全0 或1001 1010，求相对码。
1111100000100110100101010000011101100绝对码，，相对码，，
2、设信息代码为1001 1010，载频分别为码元速率的1 倍和1.5 倍，画出2DPSK 及2PSK 信号波形。
图 2-6 2DPSK 及2PSK 信号波形
3、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。
① 绝对码至相对码的变换规律:
“1”变“0”不变，即绝对码的“1”码时相对码发生变化，绝对码的“0”
码时相对码不发生变化。
——此为信号差分码。
（参考码任意取，所以最终由两种相反的结果。
）
②相对码至绝对码的变换规律:
相对码的当前码元与前一码元相同时对应的当前绝对码为“0”码，相异时对应的当前绝对码为“1”码。
（同样，参考码任意取，所以最终由两种相反的结果。
）
可行的电路：
4、总结2DPSK 信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及2DPSK 信号的相位变化与相对码之间的关系（即2PSK 的相位变化与信息代码之间的关系）。
2DPSK 信号的相位变化与绝对码（信息代码）之间的关系是：“1 变0 不变”，即“1”码对应的2DPSK 信号的初相相对于前一码元内2DPSK 信号的末相变化180º，“0”码对应的2DPSK 信号的初相与前一码元内2DPSK 信号的相位相同。
2PSK 信号的相位变化与相对码（信息代码）之间的关系是：“异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内2PSK 信号的初相相对于前一码元内2PSK 信号的末相变化180º，相同时则码元内2PSK 信号的初相相对于前一码元内2PSK 信号的相位无变化。
五、实验心得体会
在本次实验中我们进行学习了频移键控FSK的调制与解调。
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na和na为被传二进制序列的两种2ASK信号的合成。
它的产生可以选择频率选择法或载波调频法。
同时我们可以看到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。
2FSK信号有多种方法解调，如包络检波法、相干解调法、鉴频法、过零检测法及差分检波法等。
其中过零检测法对FSK调制信号进行解调是利用2FSK信号的过零点数随不同载频而异，由检出过零点数就可以得到关于频率的差异的基本思想来实现的。
实验中我们还要注意，由于是电学实验，我们接线时一定要断开电源，接线完毕检查无误后再打开电源，以防烧毁电子元件。