通信原理实验三 张倩雨
通信原理实验实验报告
通信原理实验实验报告通信原理实验实验报告一、引言通信原理是现代通信技术的基础，而通信原理实验则是学习和理解通信原理的重要途径之一。
本次实验旨在通过实际操作和数据分析，加深对通信原理的理解，并掌握相关实验技能。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过实验验证通信原理中的一些基本概念和理论，包括调制、解调、信道传输特性等。
同时，通过实验数据的分析，探究不同参数对通信系统性能的影响。
三、实验原理1. 调制与解调调制是将要传输的信息信号转换成适合传输的调制信号的过程，解调则是将接收到的调制信号恢复成原始信息信号的过程。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
2. 信道传输特性信道传输特性是指信号在传输过程中受到的各种干扰和衰减的影响。
常见的信道传输特性包括衰减、失真、噪声等。
在通信系统设计中，需要考虑信道传输特性对信号质量的影响，并采取相应的措施进行补偿或抑制。
四、实验步骤1. 实验一：调制与解调在实验一中，我们选择了幅度调制（AM）作为调制方式。
首先，通过信号发生器产生一个正弦波作为基带信号，然后将其调制到无线电频率范围。
接下来，通过解调器将接收到的信号解调，并与原始信号进行比较分析。
2. 实验二：信道传输特性在实验二中，我们通过建立一个简单的传输系统来研究信道传输特性。
首先，我们将信号源连接到信道输入端，然后通过信道模拟器模拟信道的衰减、失真和噪声等特性。
最后，我们使用示波器观察信号在传输过程中的变化，并记录相关数据。
五、实验结果与分析1. 实验一：调制与解调通过实验一的数据分析，我们可以得出调制信号与原始信号的关系，并进一步了解幅度调制的特点。
同时，我们还可以观察到解调过程中的信号失真情况，并对解调算法进行改进。
2. 实验二：信道传输特性实验二的数据分析主要包括信号衰减、失真和噪声等方面。
通过观察示波器上的波形变化，我们可以了解信号在传输过程中的衰减程度，以及失真和噪声对信号质量的影响。
通信原理实验
实验一 HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解二进制单极性码变换为HDB3码的编码规则，掌握它的工作原理和实现方法。
2、通过测试电路，熟悉并掌握分析电路的一般规律与方法，学会分析电路工作原理，画出关键部位的工作波形。
3、了解关于分层数字接口脉冲的国际规定，掌握严格按技术指标研制电路的实验方法。
二、实验内容⏹调测HDB3编、译码电路；⏹调测位定时提取电路及信码再生电路。
各部分的输出信号应达到技术指标的要求，同时做到编、解码无误；三、实验原理1、AMI码我们用“0”和“1”代表传号和空号。
AMI码的编码规则是“０”码不变，“１”码则交替地转换为“+1”和“-1”。
当码序列是“１００１０００１１１０１”时，AMI码就变为“+100-1000+1-1+10-1”。
这种码的反变换也很容易，在再生信码时，只要将信号整流，即可将“-１”翻转为“+１”，恢复成单极性码。
这种码未能解决信码中经常出现的长连“０”的问题。
2、HDB3码及变换规则（B：符合极性交替规律的传号；V：破坏极性交替规律的传号（破坏点））这是一种四连“0”取代码。
当没有四个以上连“０”码时，按AMI规则编码，当出现四个连“０”码时，以码型取代节“０００Ｖ”或“Ｂ００Ｖ”代替四连“０”码。
选用取代节的原则是：用Ｂ脉冲来保证任意两个相连取代节的Ｖ脉冲间“１”的个数为奇数。
当相邻Ｖ脉冲间“１”码数为奇数时，则用“０００Ｖ”取代，为偶数个时就用“Ｂ００Ｖ”取代。
在Ｖ脉冲后面的“１”码和Ｂ码都依Ｖ脉冲的极性而正负交替改变。
图1.2 给出了HDB3码的频谱，此码符合前述的对频谱的要求。
图1.2 HDB3码的频谱示意图由于HDB3码的这些优点能较好地满足传输码型的各项要求，所以常被用于远端接口电路中。
在△Ｍ编码、PCM编码和ADPCM编码等终端机中或多种复接设备中，都需要HDB3码型变换电路与之相配合。
3、编码部分图1.3 编码部分的原理框图4、解码部分图1.4 解码部分的原理框图（二）这里提供一个实际使用的HDB3编、解码电路，分别示于附图三、附图四和附图五。
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。
103120201班通信原理实验报告成绩
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优秀 良好 良好 良好 良好 中等 良好
优秀：20% ；良好：45%；中等：20%；及格：10%；不及格：5%；
良好 优秀
25 26 27 28 29 30 31
魏玥莘 李 航 谢 星 池敬兵 周汝鹏 郭正辉 商微
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103120201班通信原理实验报告成绩
序号
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《通信原理实验报告》实验报告
《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。
通信原理实验教程
实验教程目录实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------6一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------6二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------61、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------62、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------73、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------11三、实验步骤及内容--------------------------------------------------------------------------15四、实验报告要求-----------------------------------------------------------------------------26 实验二：连续时间信号的频域分析---------------------------------------------------------27一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------27二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------271、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS---------------------------------------------272、连续时间信号的傅里叶变换CTFT--------------------------------------------------283、离散时间信号的傅里叶变换DTFT -------------------------------------------------284、连续时间周期信号的傅里叶级数CTFS的MATLAB实现------------------------295、用MATLAB实现CTFT及其逆变换的计算---------------------------------------33三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------34四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------48 实验三：连续时间LTI系统的频域分析---------------------------------------------------49一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------49二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------491、连续时间LTI系统的频率响应-------------------------------------------------------492、LTI系统的群延时---------------------------------------------------------------------503、用MATLAB计算系统的频率响应--------------------------------------------------50三、实验步骤及内容----------------------------------------------------------------------51四、实验报告要求-------------------------------------------------------------------------58 实验四：调制与解调以及抽样与重建------------------------------------------------------59一、实验目的及要求--------------------------------------------------------------------------59二、实验原理----------------------------------------------------------------------------------591、信号的抽样及抽样定理---------------------------------------------------------------592、信号抽样过程中的频谱混叠----------------------------------------------------------623、信号重建--------------------- ----------------------------------------------------------624、调制与解调----------------------------------------------------------------------------------645、通信系统中的调制与解调仿真---------------------------------------------------------66三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------66四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------75 实验五：连续时间LTI系统的复频域分析----------------------------------------------76一、实验目的及要求------------------------------------------------------------------------76二、实验原理--------------------------------------------------------------------------------761、连续时间LTI系统的复频域描述--------------------------------------------------762、系统函数的零极点分布图-----------------------------------------------------------------773、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的关系-----------------------------------------------784、系统函数的零极点分布与系统稳定性和因果性之间的关系------------------------795、系统函数的零极点分布与系统的滤波特性-------------------------------------------806、拉普拉斯逆变换的计算-------------------------------------------------------------81三、实验步骤及内容------------------------------------------------------------------------82四、实验报告要求---------------------------------------------------------------------------87 附录：授课方式和考核办法-----------------------------------------------------------------88实验一信号与系统的时域分析一、实验目的1、熟悉和掌握常用的用于信号与系统时域仿真分析的MA TLAB函数；2、掌握连续时间和离散时间信号的MATLAB产生，掌握用周期延拓的方法将一个非周期信号进行周期信号延拓形成一个周期信号的MATLAB编程；3、牢固掌握系统的单位冲激响应的概念，掌握LTI系统的卷积表达式及其物理意义，掌握卷积的计算方法、卷积的基本性质；4、掌握利用MA TLAB计算卷积的编程方法，并利用所编写的MA TLAB程序验证卷积的常用基本性质；掌握MATLAB描述LTI系统的常用方法及有关函数，并学会利用MATLAB求解LTI系统响应，绘制相应曲线。
通信原理实验_实验报告
一、实验名称通信原理实验二、实验目的1. 理解通信原理的基本概念和原理；2. 掌握通信系统中的调制、解调、编码和解码等基本技术；3. 培养实际操作能力和分析问题能力。
三、实验内容1. 调制与解调实验（1）实验目的：验证调幅（AM）和调频（FM）调制与解调的基本原理；（2）实验步骤：1. 准备实验设备：调幅调制器、调频调制器、解调器、示波器、信号发生器等；2. 设置调制器参数，生成AM和FM信号；3. 将调制信号输入解调器，观察解调后的信号波形；4. 分析实验结果，比较AM和FM调制信号的特点；（3）实验结果与分析：通过实验，观察到AM和FM调制信号的特点，验证了调制与解调的基本原理。
2. 编码与解码实验（1）实验目的：验证数字通信系统中的编码与解码技术；（2）实验步骤：1. 准备实验设备：编码器、解码器、示波器、信号发生器等；2. 设置编码器参数，生成数字信号；3. 将数字信号输入解码器，观察解码后的信号波形；4. 分析实验结果，比较编码与解码前后的信号特点；（3）实验结果与分析：通过实验，观察到编码与解码前后信号的特点，验证了数字通信系统中的编码与解码技术。
3. 信道模型实验（1）实验目的：验证信道模型对通信系统性能的影响；（2）实验步骤：1. 准备实验设备：信道模型仿真软件、信号发生器、示波器等；2. 设置信道模型参数，生成模拟信号；3. 将模拟信号输入信道模型，观察信道模型对信号的影响；4. 分析实验结果，比较不同信道模型下的信号传输性能；（3）实验结果与分析：通过实验，观察到不同信道模型对信号传输性能的影响，验证了信道模型在通信系统中的重要性。
4. 通信系统性能分析实验（1）实验目的：分析通信系统的性能指标；（2）实验步骤：1. 准备实验设备：通信系统仿真软件、信号发生器、示波器等；2. 设置通信系统参数，生成模拟信号；3. 仿真通信系统，观察系统性能指标；4. 分析实验结果，比较不同参数设置下的系统性能；（3）实验结果与分析：通过实验，观察到不同参数设置对通信系统性能的影响，验证了通信系统性能分析的重要性。
通信原理实验书==
实验一信号源实验一、实验目的1、了解通信系统的一般模型及信源在整个通信系统中的作用。
2、掌握信号源模块的使用方法。
二、实验内容1、对应液晶屏显示，观测DDS信源输出波形。
2、观测各路数字信源输出。
3、观测正弦点频信源输出。
4、模拟语音信源耳机接听话筒语音信号。
三、实验仪器1、信号源模块一块2、带话筒立体声耳机一副3、20M双踪示波器一台四、实验原理信号源模块大致分为DDS信源、数字信源、正弦点频信源和模拟语音信源几部分。
正弦波：1Hz-200KHz三角波：1Hz－20KHz锯齿波：1Hz－20KHz方波A：1Hz－50KHz(占空比50％)方波B：1Hz－20KHz（占空比0％－100％可调）图1-1 DDS信源信号波形1、DDS信源DDS直接数字频率合成信源输出波形种类、频率、幅度及方波B占空比均可通过“DDS 信源按键”调节（具体的操作方法见“实验步骤”），并对应液晶屏显示波形信息。
正弦波输出频率范围为1Hz～200KHz，幅度范围为200mV～4V。
三角波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。
锯齿波输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V。
方波A输出频率范围为1Hz～50KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比50％不变。
方波B输出频率范围为1Hz～20KHz，幅度范围为200mV～4V，占空比以5％步进可调。
输出波形如下图1-1所示。
2、数字信源（1）数字时钟信号24.576M：钟振输出时钟信号，频率为24.576MHz。
2048K：类似方波的时钟信号输出点，频率为2048 KHz。
64K：方波时钟信号输出点，频率为64 KHz。
32K：方波时钟信号输出点，频率为32KHz。
8K：方波时钟信号输出点，频率为8KHz。
（2）伪随机序列PN15： N＝15位的m序列输出点，码型为1111 0101 1001 000，15位一周期循环。
PN31：N＝31位的m序列输出点，码型为1111 1001 1010 0100 0010 1011 1011 000，31位一周期循环。
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“通信原理”实验报告
姓名：张倩雨 学号：2011329680211
实验三 模拟信号数字化传输系统的建模与分析
一、实验目的
1、进一步掌握Simulink 软件使用的基本方法；
2、熟悉信号的压缩扩张；
3、熟悉信号的量化；
4、熟悉PCM 编码与解码。
二、实验仪器
带有MATLAB 和SIMULINK 开发平台的微机。
三、实验原理
1、信号的压缩和扩张
非均匀量化等价为对输入信号进行动态范围压缩后再进行均匀量化。
中国和欧洲的PCM 数字电话系统采用A 律压扩方式，美国和日本则采用μ律方式。
设归一化的话音输入信号为x ∈[-1,1]，则A 律压缩器的输出信号y 是：
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+++=|)|ln 1(ln 1)sgn(ln 1y x A A
x A Ax
1
||11||≤<≤x A A
x
其中，sgn(x) 为符号函数。
A 律PCM 数字电话系统国际标准中，参数A=87.6。
Simulink 通信库中提供了“A-Law Compressor ”、“A-Law Expander ”以及“Mu-Law Compressor ”和“Mu-Law Expander ”来实现A 律和Ö律压缩扩张计算。
压缩系数为87.6的A 律压缩扩张曲线可以用折线来近似。
16段折线点坐标是
⎥⎦⎤⎢⎣⎡
-=1214181161321641128101281-641-321-161-81-41-21-1，，，，，，，，，，，，，，，，x
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡
-=187868584838281081-82-83-84-85-86-87-1y ，，，，，，，，，，，，，，，，
其中靠近原点的4段折线的斜率相等，可视为一段，因此总折线数为13段，故称13段折线
近似。
用Simulink 中的“Look-Up Table ” 查表模块可以实现对13段折线近似的压缩扩张计算的建模，其中，压缩模块的输入值向量设置为
[-1,-1/2,-1/4,-1/8,-1/16,-1/32,-1/64,-1/128,0,1/128,1/64,1/32,1/16,1/8,1/4,1/2,1]
输出值向量设置为 [-1:1/8:1]
扩张模块的设置与压缩模块相反。
2、PCM 编码与解码
PCM 是脉冲编码调制的简称，是现代数字电话系统的标准语音编码方式。
A 律PCM 数字电话系统中规定：传输话音信号频段为300Hz 到3400Hz ，采样率为8000次/秒，对样值进行13折线压缩后编码为8bit 二进制数字序列。
因此，PCM 编码输出的数码速率为64Kbps 。
PCM编码输出的二进制序列中，每个样值用8位二进制码表示，其中最高比特位表示样值的正负极性，规定负值用“0”表示，正值用“1”表示。
接下来3位比特表示样值的绝对值所在的8段折线的段落号，最后4位是样值处于段落内16个均匀间隔上的间隔序号。
在数学上，PCM编码的低7位相当于对样值的绝对值进行13折线近似压缩后的7bit均匀量化编码输出。
四、实验内容
1、设计一PCM编码器，要求该编码器能够对取值在[-1；1] 内的归一化信号样值进行编码。
当样值为正时,最高比特位为1。
当样值为负时，最高比特位为0。
如图。
参数设置如下：
Saturation：
Quantizer：
Integer to Bit Converter
Lookup Table：
2、设计一个对应于以上编码器的PCM解码器。
当样值为0.3108时：
当样值为-0.3108时：
子系统subsystem：
参数设置如下：
Relay：
Bit to Integer Converter：
Lookup Table：
3、在以上两项内容的基础上，建立PCM串行传输系统，并在传输信道中加入指定错误概率的随机误码。
子系统subsystem:
子系统subsystem1:
参数设置如下:
Signal Generator:
Zero-Order Hold:
Buffer:
Buffer1:
Binary Symmetric Channel: Configuration Parameter：
Scope显示：
Scope1显示：
五、实验心得
设计PCM编码解码器与串行传输系统时，要注意子系统的正确建立。
Simulink中的Relay为滞环比较器，一般用来作为调节有波动的系统的缓冲。
parameters 里的设置为：switch on point-阈值上限，switch off point-阈值下限，output when on-阈值上限输出值，output when off-阈值下限输出值。
例如某个信号的阈值上限为1.5，下限为0.5，上限输出为1，下限输出为0。
当该信号上升到大于1.5时，relay的输出为1。
若信号下一个周期小于1.5，但仍大于0.5时，其输出仍保持为1。
只有当信号下降到小于0.5时，才会输出0。
它的意义是使信号调节有一个足够的范围宽度，而不至于因为每个周期都进行调节。