帧同步提取试验
帧同步实验报告.doc
帧同步实验报告实验八帧同步信号恢复实验一、实验目的1. 掌握巴克码识别原理。
2. 掌握同步保护原理。
3. 掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态概念。
二、实验内容1. 观察帧同步码无错误时帧同步器的维持态。
2. 观察帧同步码有一位错误时帧同步器的维持态和捕捉态。
3. 观察同步器的假同步现象和同步保护作用。
三、基本原理原理说明一、帧同步码插入方式及码型1．集中插入在一帧开始的n位集中插入n n比特帧同步码，PDH中的A律PCM基群、二次群、三三次、四次群，μ律PCM二次群、三次群、四次群以及S S DH中各个等级的同步传输模块都采用集中插入式。
2．分散插入式n比特帧同步码分散地插入到n帧内，，每帧插入1比持，μ律PCM基群及△M系统采用分散插插入式。
分散插入式无国际标准，集中插入式有国际标准准。
帧同步码出现的周期为帧周期的整数信，即在每N帧帧的相同位置插入帧同步码。
3．帧同步码码型选择原则则假同步概率小有尖锐的自相关特性，以减小漏同步概概率如A律PCM基群的帧同步码为001101，设“1”对应正电平1，“0”码对应负电平-1，则此帧同同步码的自相关特性如下图所示R3 -1-4 -3 -5-57 -10 -1-534-53j-1二、帧同步码识别介绍常用的集集中插入帧同步码的识别方法。
设帧同码为00110111，当帧同步码全部进入移位寄存器时它的7个输出端端全为高电平，相加器3个输u0 L出端全为高电平平，表示ui=1+2+4=7。
门限L由3个输入电平平决定，它们的权值分别为1，2，4。
移位寄存器i比较器的功能为uo??据此可得以下波形：0,u u?Li?1,uLPCM码流u0三、识别器器性能设误码率为Pe，n帧码位，L=n-m，，求漏漏识别概率P1和假识别概率P2以及同步识别时间ts。
1．漏识别概率正确识别概率为?CnP e e n??，故mP1?1?eemn??，m=0时P1?nPe门限L越低低，Pe越小，则漏识别概率越小。
帧同步提取实验报告
帧同步提取实验报告一、实验背景哎呀，在这个信息爆炸的时代呢，各种信号的处理可是超级重要的。
帧同步提取呢，就像是在一堆乱码里找到那把正确的钥匙，打开有序信息的大门。
咱在学习通信相关知识的时候，这帧同步提取就是一个必须要攻克的小堡垒，它对于保证数据准确传输啥的可有着大作用呢。
二、实验目的咱做这个实验呀，就是想搞清楚帧同步提取到底是咋回事儿呗。
想知道怎么从复杂的信号流里把帧同步信号准确地找出来，还有就是想了解这个过程里用到的那些个原理和方法。
就像探索一个神秘的宝藏，想把里面的宝贝都挖出来看看。
三、实验设备和材料咱用到的设备可不少呢。
有信号发生器，这家伙就像是一个信号的源头，不断地给咱提供信号。
还有示波器，这就像是一双敏锐的眼睛，可以让咱看到信号的波形啥的。
然后就是各种连接线啦，就像桥梁一样把各个设备连接起来。
四、实验步骤1. 首先得把设备连接好呀。
把信号发生器和示波器用那些连接线连起来，这可不能马虎，就像搭积木一样，每一块都得放对位置。
要是连错了，后面的实验就全乱套了。
2. 然后调整信号发生器的参数。
设置合适的频率、幅度啥的，就像给它下命令一样，让它产生咱们需要的信号。
这个过程得小心翼翼的，就像走钢丝一样，参数稍微不对，那出来的信号就不是咱想要的了。
3. 接着呢，在示波器上观察信号的波形。
这时候就像是在看一幅神秘的画，要从那些弯弯曲曲的线条里找到帧同步信号的特征。
有时候可能看半天都看不出来，得有点耐心呢。
4. 再根据观察到的波形，运用咱们学过的算法和原理来提取帧同步信号。
这就像是解谜一样，要把那些隐藏在波形里的信息找出来。
5. 最后呢，对提取出来的帧同步信号进行验证。
看看是不是真的准确提取到了，要是不准确，就得回头检查是哪一步出了问题。
五、实验结果经过一番折腾，咱还真的成功提取出了帧同步信号呢。
在示波器上看到那个清晰的帧同步信号波形的时候，心里可高兴了，就像打游戏通关了一样。
不过呢，这个结果也不是十全十美的，在提取过程中还是存在一些小误差的。
实验十一 帧同步信号提取实验
实验十一帧同步信号提取实验一、实验目的1、掌握用集中插入法提取帧同步信号的原理与实现方法。
2、了解帧同步系统的性能分析。
二、实验内容1、提取复用模块时分复用数据的帧同步信号。
2、提取信号源模块NRZ码的帧同步信号。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、基带同步提取模块一块3、频带同步提取模块一块4、复用模块一块5、20M双踪示波器一台四、实验原理基带同步提取模块和频带同步提取模块均采用集中插入法提取帧同步信号。
接收端收到NRZ码数据后，已知同步码组，从接收NRZ码中检测到这个特定的同步码组后，产生一个窄脉冲输出。
基带同步提取模块提取时分复用数据的帧同步信号，时分复用数据32位一帧，每帧的24位信息码元之前，集中插入8位的同步码组“01110010”（巴克码1110010前面补一位0），提取出的帧同步信号为窄帧，对应同步码组的第一位“0”。
频带同步提取模块提取NRZ码的帧同步信号，NRZ码要求24位一帧，每帧的16位信息码元之前，集中插入8位的同步码组“11100100”（巴克码1110010后面补一位0），提取出的帧同步信号为窄帧，对应同步码组后的第一位数据。
五、实验步骤1、将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，再分别按下四个模块中的电源开关，对应的发光二极管灯亮，四个模块均开始工作。
（注意，此处只是验证通电是否成功，在实验中均是先连线，后打开电源做实验，不要带电连线）3、实验连线如下：信号源模块复用模块2048K——————————2048K64K——————————位同步（时分复用输入）8K ——————————帧同步（时分复用输入）复用模块基带同步提取模块数据（时分复用输出）————NRZ输入（帧同步提取）位同步（时分复用输出）————BS输入（帧同步提取）4、时分复用数据帧同步提取（1）复用模块“第三路复用数据码型拨码设置”拨码开关任意设置。
通信原理 位同步提取实验与帧同步提取实验
实验三位同步提取实验与帧同步提取实验一、实验目的1、掌握用滤波法提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。
2、掌握用数字锁相环提取位同步信号的原理及其对信息代码的要求。
3、掌握位同步器的同步建立时间、同步保持时间、位同步信号同步抖动等概念。
4、掌握巴克码识别原理。
5、掌握同步保护原理。
6、掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。
二、实验内容1、观察滤波法提取位同步信号各观测点波形。
2、观察数字锁相环的失锁状态和锁定状态。
3、观察数字锁相环锁定状态下位同步信号的相位抖动现象及相位抖动大小与固有频差的关系。
4、观察数字锁相环位同步器的同步保持时间与固有频差之间的关系。
5、观察帧同步码无错误时帧同步器的维持态。
6、观察帧同步器的假同步现象、漏识别现象和同步保护现象。
三、实验器材1、信号源模块一块2、⑦号模块一块3、20M双踪示波器一台4、频率计（选用）一台四、实验原理1、位同步提取实验实验原理数字通信中，除了有载波同步的问题外，还有位同步的问题。
因为消息是一串相继的信号码元的序列，解调时常需要知道每个码元的起止时刻。
在最佳接收机结构中，需要对积分器或匹配滤波器的输出进行抽样判决。
抽样判决的时刻应位于每个码元的终止时刻，因此，接收端必须产生一个用作抽样判决的定时脉冲序列，它和接收码元的终止时刻应对齐。
我们把接收端产生与接收码元的重复频率和相位一致的定时脉冲序列的过程称为码元同步或位同步，而称这个定时脉冲序列为码元同步脉冲或位同步脉冲。
实现位同步的方法也和载波同步类似，可分插入导频法和直接法两类。
这两类方法有时也分别称为外同步法和自同步法。
数字通信中经常采用直接法，这种方法是发端不专门发送导频信号，而直接从数字信号中提取位同步信号的方法。
下面我们着重介绍自同步法。
采用自同步法实现位同步首先会涉及两个问题：（1）如果数字基带信号中确实含有位同步信息，即信号功率谱中含有位同步离散谱，就可以直接用基本锁相环提取出位同步信号，供抽样判决使用；（2）如果数字基带信号功率谱中并不含有位定时离散谱，怎样才能获得位同步信号。
南昌大学通信原理实验五 PCM编码、译码原理实验
实验五 PCM编码、译码原理实验一、实验目的1、加深对PCM 编码过程的理解；2、熟悉PCM 编、译码专用集成芯片的功能和使用方法；3、了解PCM 系统的工作过程；4、了解帧同步信号的时序状态关系；5、掌握时分多路复用的工作过程；6、用同步正弦波信号观察PCM 八比特编码的实验。
二、实验原理脉冲调制就是把一个时间连续、取值连续的模拟信号变换成时间离散、取值离散的数字信号后在信道中传输。
脉冲编码调制就是对模拟信号先抽样，量化、编码的过程。
所谓抽样，就是在抽样脉冲来到的时刻提取对模拟信号在该时刻的瞬时值，抽样把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
在该实验中，抽样速率采用8Kbit/s。
所谓量化，就是把经过抽样得到的瞬时值将其幅度离散，即用一组规定的电平，把瞬时抽样值用最接近的电平值来表示。
所谓编码，就是用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值。
然而，实际上量化是在编码过程中同时完成的，故编码过程也称为模/数变换，可记作A/D。
PCM原理框图三、实验内容1、用同步正弦波信号观察PCM 八比特编码的实验；2、脉冲编码调制（PCM）及系统实验；3、PCM 八比特编码时分复用输出波形观察测量实验。
四、实验步骤及结果1、打开实验箱右侧电源开关，电源指示灯亮；2、编码部分：SP401 接入模拟信号，输入正弦波信号；SP405 接入2048KHz 主时钟信号；SP406 接入8KHz 脉冲信号；SP407 接入可选发码时钟，有64K、512K、2048K 三种频率。
3、译码部分：SP408 接入8KHz 脉冲信号；SP409 接入可选发码时钟，有64K、512K、2048K 三种频率。
4、连接SP402、SP403 两点，测试译码输出电路各点波形，在TP404能观察到稳定的正弦输出信号。
用音乐信号源取代函数信号发生器测试各点。
TP401：模拟信号输入TP402：数字编码输出； TP403：数字译码输入TP404：模拟信号输出TP405：主时钟TP407/409 ：512KHz5、实验现象TP401TP402TP403TP404TP405TP403 405TP406TP407 409TP408五、测量点说明TP401：该点为输入的音频信号，用连接线连接模拟信号源与TP401，若幅度过大，则被限幅电路限幅成方波，因此信号波形幅度尽量小一些。
实验十五 帧同步信号提取实验
实验十五 帧同步信号提取实验一、实验目的1． 掌握巴克码识别原理。
2． 掌握同步保护原理。
3． 掌握假同步、漏同步、捕捉态、维持态的概念。
二、实验内容1． 观察帧同步码无错误时帧同步器的维持态。
2． 观察帧同步器的假同步现象、漏识别现象和同步保护现象。
三、实验器材1． 信号源模块2． 同步信号提取模块3． 20M 双踪示波器一台 4． 频率计（选用） 一台四、实验原理由于数字通信系统传输的是一个接一个按节拍传送的数字信号单元，即码元，因而在接收端必须按与发送端相同的节拍进行接收，否则，会因收发节拍不一致而导致接收性能变差。
此外，为了表述消息的内容，基带信号都是按消息内容进行编组的，因此，编组的规律在收发之间也必须一致。
在数字通信中，称节拍一致为“位同步”，称编组一致为“帧同步”。
在时分复用通信体统中，为了正确地传输信息，必须在信息码流中插入一定数量的帧同步码，它可以是一组特定的码组，也可以是特定宽度的脉冲，可以集中插入，也可以分散插入。
集中式插入法也称为连贯式插入法，即在每帧数据开头集中插入特定码型的帧同步码组，这种帧同步法只适用于同步通信系统，需要位同步信号才能实现。
适合做帧同步码的特殊码组很多，对帧同步码组的要求是它们的自相关函数尽可能尖锐，便于从随机数字信息序列中识别出这些帧同步码组，从而准确定位一帧数据的起始时刻。
由于这些特殊码组123{,,,,}n x x x x 是一个非周期序列或有限序列，在求它的自相关函数时，除了在时延j ＝0的情况下，序列中的全部元素都参加相关运算外；在j ≠0的情况下，序列中只有部分元素参加相关运算，其表示式为∑-=+=jn i j i i x x j R 1)( （15－1）通常把这种非周期序列的自相关函数称为局部自相关函数。
对同步码组的另一个要求是识别器应该尽量简单。
目前，一种常用的帧同步码组是巴克码。
巴克码是一种非周期序列。
一个n 位的巴克码组为{x 1，x 2，x 3，…，x n }，其中x i 取值为＋1或－1，它的局部自相关函数为⎪⎩⎪⎨⎧≥<<±===∑-=+nj n j j n x x j R j n i j i i 00100)(1或 （15－2） 目前已找到的所有巴克码组如表15-1所列。
ASIC实验报告-帧同步检测解析
目录1. 前言 (2)2. 实验目的 (2)3. 实验任务 (2)4. 帧同步系统实现原理 (2)4.1帧结构 (2)4.2帧同步的原理 (4)5. 帧同步电路模块设计 (5)5.1模块外部管脚 (5)5.2设计思路 (5)6. 帧同步检测模块设计 (6)7.仿真、测试、综合与分析 (8)8.实验总结与心得 (11)9. Verilog代码 (13)9.1主模块代码 (13)9.2测试模块代码 (15)1．前言两个工作站之间以报文分组为单位传输信息时，必须将线路上的数据流划分成报文分组规程的帧，以帧的格式进行传送。
帧的帧标识位用来标识帧的开始和结束。
通信开通时，当检测到帧标识，即认为是帧的开始，然后在数据传输过程中一旦检测到帧标识F即表示帧结束。
之所以要把比特组合成以帧为单位传送，是为了在出错时，可只将有错的帧重发，而不必将全部数据重新发送，从而提高了效率。
帧同步指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。
本文中在linux操作系统下，用具有强大的行为描述能力和丰富的仿真语句的verilog HDL语言来描述PCM帧同步检测及告警系统，并用大型EDA软件cadence对其进行仿真、综合和逻辑验证。
2．实验目的1.掌握利用Verilog进行专用集成电路设计的流程和方法。
2.学习用cadence软件进行EDA设计综合的方法。
3.提高用书本知识解决实际问题的能力。
3．实验任务1.画出电路实现帧同步、失步的检测流程。
2.用verilog HDL 进行frame电路的描述。
3.写出正确的测试文件,测试文件必须包括从“帧同步”到“帧同步”再到“帧同步”的状态转变过程。
4.在linux环境下使用Verilog XL模拟器进行verilog语言文件进行仿真测试，测试无误后进行电路综合。
4．帧同步系统实现原理4.1 帧结构编码数字信号是一个无头无尾的数码流，尽管其中含有大量的信息，但若不能分辨一个样值所对应的码子，将无法进行正确的译码。
帧同步提取试验
帧同步提取系统实验一．实验目的1、了解帧同步的机理2、熟悉帧同步的性能3、熟悉帧失步对数据业务的影响二．实验内容1、帧同步过程观察；2、误码环境下的帧同步性能测试；3、帧失步下对接受帧内的数据信号传输的定性观测。
三．实验仪器1、JH5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台四．原理与电路在TDM复接系统中，要保证接收端分路系统和发送端一致，必须要有一个同步系统，以实现发送端和接收端同步。
帧定位同步系统是复接/解复接设备中最重要的部分。
在帧定位系统中要解决的设计问题有：1）同步搜索方法；2）帧定位码型设计；3）帧长度的确定；4）帧定位码的码长选择；5）帧定位保护方法；6）帧定位保护参数的选择；等等。
这些设计完成后就确定了复接系统的下列技术性能：1）平均同步搜捕时间；2）平均发现帧时间；3）平均确认同步时间；4）平均发生失帧的时间间隔；5）平均同步持续时间；6）失帧引入的平均误码率，等等。
通常帧定位同步方法有两种：逐码移位同步搜索法和置位同步搜索法。
通信原理综合实验系统中的解复接同步搜索方法采用逐码移位同步法。
逐码移位同步搜索法的基本工作原理是调整收端本地帧定位码的相位，使之与收到的总码流中的帧定位码对准。
同步后用收端各分路定时脉冲就可以对接收到的码流进行正确的分路。
如果本地帧同步码的相位没有对准码流接收信号码流的帧定位码位，则检测电路将输出一个一定宽度的扣脉冲，将接收时钟扣除一个，这等效将数据码流后移一位码元时间，使帧定位检测电路检测下一位信码。
如果下一位检测结果仍不一致，则再扣除一位时钟，这过程称“同步搜索”。
搜索直至检测到帧定位码为止。
因接收码流除有帧定位码型外，随机的数字码流也可能存在与帧定位码完全相同的码型。
因此，只有在同一位置，多次连续出现帧定位码型，方可算达到并进入同步。
这一部分功能由帧定位检测电路内的校核电路完成。
无论多么可靠的同步电路，由于各种因素（例如强干扰、短促线路故障等），总会破坏同步工作状态，使帧失步。
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帧同步提取系统实验
一．实验目的
1、了解帧同步的机理
2、熟悉帧同步的性能
3、熟悉帧失步对数据业务的影响
二．实验内容
1、帧同步过程观察；
2、误码环境下的帧同步性能测试；
3、帧失步下对接受帧内的数据信号传输的定性观测。
三．实验仪器
1、JH5001通信原理综合实验系统一台
2、20MHz双踪示波器一台四．原理与电路
在TDM复接系统中，要保证接收端分路系统和发送端一致，必须要有一个同步系统，以实现发送端和接收端同步。
帧定位同步系统是复接/解复接设备中最重要的部分。
在帧定位系统中要解决的设计问题有：1）同步搜索方法；2）帧定位码型设计；3）帧长度的确定；4）帧定位码的码长选择；5）帧定位保护方法；6）帧定位保护参数的选择；等等。
这些设计完成后就确定了复接系统的下列技术性能：1）平均同步搜捕时间；2）平均发现帧时间；3）平均确认同步时间；4）平均发生失帧的时间间隔；5）平均同步持续时间；6）失帧引入的平均误码率，等等。
通常帧定位同步方法有两种：逐码移位同步搜索法和置位同步搜索法。
通信原理综合实验系统中的解复接同步搜索方法采用逐码移位同步法。
逐码移位同步搜索法的基本工作原理是调整收端本地帧定位码的相位，使之与收到的总码流中的帧定位码对准。
同步后用收端各
分路定时脉冲就可以对接收到的码流进行正确的分路。
如果本地帧同步码的相位没有对准码流接收信号码流的帧定位码位，则检测电路将输出一个一定宽度的扣脉冲，将接收时钟扣除一个，这等效将数据码流后移一位码元时间，使帧定位检测电路检测下一位信码。
如果下一位检测结果仍不一致，则再扣除一位时钟，这过程称“同步搜索”。
搜索直至检测到帧定位码为止。
因接收码流除有帧定位码型外，随机的数字码流也可能存在与帧定位码完全相同的码型。
因此，只有在同一位置，多次连续出现帧定位码型，方可算达到并进入同步。
这一部分功能由帧定位检测电路内的校核电路完成。
无论多么可靠的同步电路，由于各种因素（例如强干扰、短促线路故障等），总会破坏同步工作状态，使帧失步。
从帧失步到重新获得同步的这段时间（亦称同步时间）将使通信中断。
误码也将会造成帧失步。
因此，从同步到下一次失步的时间因尽量长一些，否则将不断的中断通信。
这一时间的长短表示TDM同步系统的抗干扰能力。
抗误码造成的帧失步主要由帧定位检测电路内的保护记数电路完成，只有当在一定的时间内在帧定位码位置多次检测不到帧定位码，才可判定为帧失步，需重新进入同步搜索状态。
逐码移位同步搜索法系统组成框图见图1所示。
语音信号的中断时间短于100ms，将不易被人耳分辨出来。
但对某些数据终端传输却是不允许的。
为能让学生能深入了解在有误码的环境下帧失步、同步和抗误码性能，在复接模块内专门设计了一个错码产生器（3种类型误码），通过错码设置跳线开关SWB02（E_SEL0，E_SEL1）选择不同的信道误码率（分别约为4×10—3、1.6×10—2和1×10—1）。
学生能够观测到复接/解复接具有抗误码性能，即在小误码时帧同步锁定状态，加大误码帧帧失步，进入帧同步搜索（扫描）状态；另可测试不同误码和帧失步对话音业务的影响和观测对数据业务的影响。
五．实验步骤
准备工作：首先将解复接模块内的输入信号和时钟选择跳线开关KB01、KB02设置LOOP（自环）位置，使复接模块和解复接模块连接成自环测试方式；将复接模块内的工作状态选择跳线开关SBW02的m序列选择跳线开关M_SEL1、M_SEL2拔下，使m序列发生器产生全0码，将错码选择跳线开关E_SEL0、E_SEL1拔下，不在传输帧中插入误码。
图1 逐码移位同步法电路组成框图
帧同步过程观察
用示波器同时观测复接模块帧同步指示测试点TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波形。
观测时用TPB07同步，调整示波器使观测信号同步。
将解复接模块内的输入数据选择跳线开关KB01的短路器拔除，使传输信道中断，观测解复接模块帧同步失步情况。
反复插入和拔除KB01的短路器，观测同步和失步状态，记录测试结果。
误码环境下的帧同步性能测试
用示波器同时观测复接模块帧同步指示测试点TPB07与解复接模块帧同步指示测试点TPB06波形。
观测时用TPB07同步，调整示波器使观测信号同步。
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0、E_SEL1短路器插入，使传输信道中加入错码，此时信道误码率Pe≈1×10—1。
观测接收帧同步信号是否与发端同步，记录测试结果。
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL1短路器插入、E_SEL0拔除，减小传输信道中误码（Pe≈1.6×10—2）。
观测接收帧同步信号是否与发端同步，记录测试结果。
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0短路器插入、E_SEL1拔除，进一步减小传输信道中误码（Pe≈4×10—3）。
观测接收帧同步信号是否与发端同步，记录测试结果。
思考：何为接收帧同步的搜索（扫描）过程？
帧失步下对接收帧内数据信号传输的定性观测
将复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0、E_SEL1短路器拔除（无误码），
此时复接/解复接系统处于正常通信状态，解复接模块内的开关信号指示发光二极管指示灯（DB01～DB08）与发端复接模块内跳线开关SWB01的LED0～LED8状态一致。
随意改变WB01的LED7～LED0短路器，DB01～DB08指示灯随之变化。
设置复接模块内的错码选择跳线开关SWB02的E_SEL0、E_SEL0在不同状态，改变传输信道误码率，定性观测解复接模块内的开关信号指示发光二极管指示灯（DB01～DB08）的变化态，记录测试结果。
思考：从发光二极管指示灯（DB01～DB08）能定性的观测到误码和失步状态吗？六．实验报告
分析总结实验测试结果；
分析：将复接模块内开关信号跳线开关SWB01中LED7～LED0为11100100码型，使其与帧定位信号一致，对解复接模块会造成什么影响？。