第五次通信系统实验报告
光电子技术实验_实验五实验报告
光电⼦技术实验_实验五实验报告光电⼦技术实验报告实验五光纤通信系统设计⼀、实验⽬的1.掌握光纤传输系统的组成和性能测试⽅法。
2.了解线路编解码（CMI，HDB3）的原理和特性。
3.设计并搭建⼀个点到点光纤传输系统，测量发射光功率和接收机灵敏度，计算可传输的最远距离4.将EDFA⽤于光纤传输系统，了解EDFA的功率补偿在系统中的作⽤⼆、实验原理见后附预习报告三、实验装置“光纤传输实验系统”、EDFA、误码测试仪、双踪⽰波器、光功率计、光纤、可调光衰减器、直流稳压电源等。
四、实验内容1.使⽤光纤传输系统，利⽤伪随机码作为信源，观察直接调制激光器波形及眼图、接收端波形及眼图；学会使⽤眼图评价信号波形的⽅法。
2.学会误码仪使⽤⽅法，了解ITU-T误码测试指标的规定和测量⽅法。
测量光纤传输系统的接收机灵敏度和传输距离。
3.研究EDFA对光传输系统的功率补偿作⽤，将EDFA⽤于中继放⼤，经过研究测量得到最优的线路设计，使得总传输距离尽量长。
五、原始数据后附原始记录数据。
六、数据分析处理1.激光器P-I曲线测量根据原始测量的数据，绘制P-I曲线如下（原始数据及系统连接图见原始数据）：可见斜率突变点I约为10mA，因此取⼯作点为16.0mA，以保证⼯作在合适th区段。
2.测量传输距离系统图及各部分连接关系见后附原始数据。
通过测量误码刚出现时（误码仪显⽰或⽰波器眼图闭合）时信号功率衰减，从⽽计算传输距离i.眼图眼图刚闭合时如下图：此时测得输⼊功率Pin =-3.64dbm，输出功率Pout=-38.47dbm传输距离d=P in?P out0.2db/km=174.15km ii.误码仪误码仪刚刚开始接收到误码时，测得输⼊功率Pin =-3.64dbm，输出功率Pout=-37.52dbm传输距离d=P in?P out0.2db/km=169.90km对⽐误码仪和眼图测量结果，个⼈认为计算传输距离应以误码仪结果为准，理由如下：误码仪同时接收输⼊信号和输出信号，因此对误码的计数准确⽆误，能较准确的发现出现误码的临界点；但通过⽰波器观察眼图则较难判断临界点，分界模糊，受⼈眼主观性影响较强，因此测量结果不是很准确。
通信系统基础实验报告
一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和功能；2. 掌握通信系统中的基本概念和原理；3. 熟悉通信实验设备的使用方法；4. 培养实验操作能力和分析问题能力。
二、实验内容1. 实验设备：通信系统实验箱、示波器、信号发生器、频谱分析仪等；2. 实验步骤：（1）搭建通信系统实验平台，包括调制器、信道、解调器等模块；（2）进行模拟调制实验，包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）；（3）进行数字调制实验，包括二进制移幅键控（BPSK）、二进制移频键控（BFM）和二进制移相键控（BPM）；（4）进行信道特性实验，包括噪声信道、多径信道和频率选择性信道；（5）进行信号解调实验，包括模拟解调、数字解调和相干解调；（6）进行眼图分析实验，观察信号波形和码间串扰情况。
三、实验结果与分析1. 模拟调制实验通过实验，观察到调幅、调频和调相三种调制方式下的信号波形。
分析结果表明，调制后的信号具有较好的频谱特性，能够满足通信系统的要求。
2. 数字调制实验实验结果显示，BPSK、BFM和BPM三种数字调制方式下的信号波形均满足通信系统的要求。
通过眼图分析，发现三种调制方式均存在一定的码间串扰，但可以通过调整调制参数来降低码间串扰的影响。
3. 信道特性实验通过实验，观察到噪声信道、多径信道和频率选择性信道对信号的影响。
分析结果表明，噪声信道会导致信号失真，多径信道会导致信号码间串扰，频率选择性信道会导致信号带宽受限。
4. 信号解调实验实验结果显示，模拟解调、数字解调和相干解调均能正确恢复出原始信号。
通过比较三种解调方式，发现相干解调在码间串扰严重的情况下具有更好的性能。
5. 眼图分析实验实验结果表明，未受码间串扰影响的眼图具有较为清晰的开口，而受码间串扰影响的眼图则由于符号间的干扰而导致开口变小，甚至闭合。
通过对比不同调制方式下的眼图，可以直观地观察到码间串扰对数字信号传输的影响。
四、实验总结1. 通过本次实验，掌握了通信系统的基本组成和功能，了解了通信系统中的基本概念和原理；2. 熟悉了通信实验设备的使用方法，提高了实验操作能力；3. 通过对实验结果的分析，加深了对通信系统性能的理解，为后续通信系统设计奠定了基础。
通信系统认识实验报告
通信系统认识实验报告1. 实验目的本次实验的目的是通过搭建一个简单的通信系统，掌握通信系统的基本原理和结构，了解信息的传输和处理过程，以及系统中各个模块的功能和作用。
2. 实验原理通信系统是指将信息从发送方传输到接收方的系统，主要包括三个基本部分：发送方、传输介质和接收方。
发送方负责将要传输的信息编码成信号，并通过传输介质将信号传送到接收方，接收方则将信号解码还原成原始信息。
在本次实验中，我们搭建了一个基于光纤传输的通信系统。
光纤是一种高速传输信号的介质，它能够保证信号传输的稳定和可靠性。
本系统中，我们使用了编码器、解码器和光纤传输模块。
编码器的作用是将输入的信号转换成数字信号，并进行差错校验以确保传输的可靠性。
解码器则负责将接收到的数字信号解码还原成原始信号。
光纤传输模块则实现了将数字信号通过光纤进行传输的功能。
3. 实验过程3.1 搭建通信系统首先，我们需要准备实验所需的材料和设备，包括编码器、解码器和光纤传输模块。
然后，按照指导书上给出的连接方式，将各个模块连接起来。
3.2 设置编码器和解码器参数接下来，我们需要设置编码器和解码器的参数。
根据实验要求，我们选择了一种常用的差错校验编码方式，并根据信号特点选择了适当的参数。
经过一系列参数调整和测试，我们找到了一个较为理想的参数设置。
3.3 进行信号传输实验完成上述设置后，我们开始进行信号传输实验。
首先，我们在发送方输入一段简单的测试信号，并通过编码器将其转换成数字信号。
然后，将数字信号通过光纤传输模块发送到接收方。
接收方接收到数字信号后，通过解码器将其解码还原成原始信号。
最后，我们将原始信号与发送方输入信号进行对比，并检查是否有误码发生。
3.4 实验结果分析通过对比原始信号与发送方输入信号，我们发现在理想情况下，传输信号与原始信号完全一致。
然而在实验过程中，我们也发现了一些误码情况的发生。
经过分析，我们发现这些误码主要由于传输过程中的干扰和噪声引起。
通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告通信系统综合实验报告一、实验目的本实验旨在探究通信系统的各种关键要素，并通过实际操作和数据分析来验证理论知识的应用。
二、实验设备1. 信号发生器：用于产生不同频率、幅度和波形的信号。
2. 示波器：用于观测和测量信号的波形、幅值和频率等。
3. 混频器：用于合并和分离信号。
4. 模拟调制解调器：用于模拟信号的调制和解调。
5. 数字调制解调器：用于数字信号的调制和解调。
6. 信道模型：用于模拟信道传输过程中的噪声和损耗。
7. 通信接口：用于连接实验设备和计算机。
三、实验步骤1. 信号发生器设置- 将信号发生器连接到示波器，设置合适的频率和幅度。
- 通过示波器观察并记录信号波形。
2. 信号调制- 使用模拟调制解调器将基带信号调制为高频信号。
- 使用数字调制解调器将数字信号调制为高频信号。
- 观察和记录调制后的信号波形，并与之前的基带信号进行对比。
3. 信号解调- 使用模拟调制解调器将高频信号解调为基带信号。
- 使用数字调制解调器将高频信号解调为数字信号。
- 观察和记录解调后的信号波形，并与之前的高频信号进行对比。
4. 信道传输- 将信号通过信道模型进行传输，并引入一定的噪声和损耗。
- 观察和记录传输前后的信号波形，并分析噪声和损耗对信号质量的影响。
5. 实验数据分析- 根据实验中观察和记录的数据，分析信号调制、解调和信道传输的性能。
- 绘制实验结果图表，比较不同参数下的信号质量差异。
- 探讨实验中遇到的问题和改进措施。
四、实验结果与结论通过实验，我们验证了信号调制、解调和信道传输对于通信系统的重要性。
合理的调制方式和适当的信道模型可以提高信号的质量和传输效率。
同时，实验中观察到噪声和损耗对信号的影响，为进一步优化通信系统提供了思路和方向。
五、实验总结本实验通过实际操作和数据分析，深入了解了通信系统的综合应用。
实验过程中，我们不仅学习了相关的理论知识，还充分感受到了实际应用中的挑战和改进空间。
通信应用系统实验报告
一、实验目的1. 了解通信应用系统的基本组成和功能。
2. 掌握通信系统中的信号传输与处理方法。
3. 熟悉常用通信协议和标准。
4. 培养实际操作能力和问题解决能力。
二、实验器材1. 通信实验箱2. 计算机3. 信号发生器4. 示波器5. 信号分析仪6. 通信协议转换器三、实验原理通信应用系统主要包括信源、信道、信宿和编码解码器等组成部分。
信源产生原始信号，信道负责信号的传输，信宿接收并处理信号，编码解码器则用于信号的转换。
在通信过程中，信号可能会受到噪声、干扰等因素的影响，因此需要采取相应的处理方法来保证通信质量。
四、实验内容1. 信源与信宿（1）信源：使用信号发生器产生模拟信号，如正弦波、方波等。
（2）信宿：使用示波器接收并显示信号波形。
2. 信道（1）模拟信道：使用通信实验箱搭建模拟信道，观察信号在信道中的衰减、失真等现象。
（2）数字信道：使用通信实验箱搭建数字信道，观察信号在信道中的误码率、误码性能等现象。
3. 编码解码器（1）模拟信号编码：使用编码解码器将模拟信号转换为数字信号。
（2）数字信号解码：使用编码解码器将数字信号转换为模拟信号。
4. 通信协议（1）TCP/IP协议：使用计算机搭建TCP/IP网络，实现数据传输。
（2）蓝牙协议：使用蓝牙模块实现短距离无线通信。
5. 信号处理（1）滤波：使用滤波器对信号进行滤波，去除噪声和干扰。
（2）调制解调：使用调制解调器实现信号的调制和解调。
五、实验步骤1. 搭建实验系统：根据实验内容，搭建相应的实验系统。
2. 调整参数：根据实验要求，调整相关参数，如信道参数、滤波器参数等。
3. 观察现象：观察信号在信道中的传输情况，分析信号衰减、失真、误码等现象。
4. 数据处理：对实验数据进行处理和分析，得出结论。
5. 撰写实验报告：总结实验过程、实验结果和实验结论。
六、实验结果与分析1. 模拟信道：在模拟信道中，信号经过传输后会出现衰减、失真等现象。
通过调整信道参数，可以减小信号衰减和失真。
通信系统实验报告
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。
通信系统实验报告
通信系统实验报告第一点：实验背景与目的通信系统作为现代社会信息交流的重要基础，其稳定性和高效性直接关系到人们的日常生活和工作。
随着科技的快速发展，通信系统也在不断更新和升级，为了适应日益增长的信息传输需求，提高通信系统的性能和可靠性，本实验报告围绕通信系统的相关理论和实践展开。
本次实验的主要目的是让实验者深入了解通信系统的基本原理和工作机制，通过实际操作和观察，掌握通信系统的性能评估方法，并能够针对实际问题进行分析和解决。
通过实验，实验者能够更好地理解通信系统在现代社会中的重要性和应用价值，提高实验者对通信系统的兴趣和热情。
第二点：实验原理与方法通信系统实验基于一定的原理和方法进行，以下是实验中涉及的主要原理和方法：1.通信系统模型：通信系统主要由发送端、传输介质、接收端组成。
发送端将信息进行编码和调制，通过传输介质发送给接收端，接收端对接收到的信号进行解调和解码，恢复出原始信息。
2.信号调制与解调：调制是将基带信号转换为适合在传输介质上传播的信号的过程，解调则是将接收到的信号转换回基带信号的过程。
常用的调制方法有幅度调制、频率调制和相位调制等，解调方法有同步解调、平方解调等。
3.信号编码与解码：编码是将信息转换为适合传输的信号的过程，解码是将接收到的信号转换回原始信息的过程。
常用的编码方法有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）等。
4.信号滤波与噪声分析：信号滤波是为了去除传输过程中的噪声和干扰，提高信号质量。
噪声分析则是通过对信号的统计特性进行分析，评估通信系统的性能。
5.通信系统性能评估：通过模拟实验，可以对通信系统的误码率、信噪比、传输速率等性能指标进行评估。
常用的评估方法有误码率计算、信噪比计算等。
在实验过程中，实验者需要根据实验要求搭建通信系统实验平台，进行实际的信号传输和处理，观察实验结果，并根据实验数据进行分析和讨论。
通过实验，实验者能够深入理解通信系统的原理和方法，提高实验者的实验技能和科学研究能力。
无线通信系统实验实验报告
无线通信系统实验实验报告一、实验目的本次无线通信系统实验的主要目的是深入了解无线通信的基本原理和技术，通过实际操作和测量，掌握无线信号的传输、调制解调、编码解码等关键环节，提高对无线通信系统的认识和实践能力。
二、实验设备本次实验所使用的设备包括：信号发生器、频谱分析仪、无线收发模块、示波器、计算机等。
三、实验原理（一）无线信号的传输无线通信是通过电磁波在空间中传播来实现信息传递的。
电磁波的频率和波长决定了其传播特性和适用场景。
（二）调制解调调制是将原始信号加载到高频载波上，以便在无线信道中传输。
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。
解调则是从接收到的已调信号中恢复出原始信号。
（三）编码解码为了提高通信的可靠性和有效性，通常需要对原始数据进行编码处理，如纠错编码、压缩编码等。
在接收端，再进行相应的解码操作。
四、实验内容与步骤（一）无线信号的发射与接收1、设置信号发生器产生特定频率和幅度的正弦波信号。
2、将该信号输入到无线发射模块，通过天线发射出去。
3、使用无线接收模块接收信号，并通过示波器观察接收到的信号波形。
（二）调制实验1、分别进行 AM、FM 和 PM 调制实验，观察调制前后信号的频谱变化。
2、调整调制参数，如调制深度、频率偏移等，分析其对调制效果的影响。
（三）编码解码实验1、采用某种纠错编码算法对原始数据进行编码。
2、在接收端进行解码，并计算误码率，评估编码的性能。
五、实验数据记录与分析（一）无线信号发射与接收记录发射信号和接收信号的频率、幅度等参数，分析信号在传输过程中的衰减和失真情况。
（二）调制实验绘制调制前后信号的频谱图，对比不同调制方式下频谱的特点，以及调制参数对频谱的影响。
（三）编码解码实验记录不同编码方式下的误码率数据，分析编码的纠错能力和效率。
六、实验中遇到的问题及解决方法（一）信号干扰在实验过程中，由于周围环境中的其他无线信号干扰，导致接收信号不稳定。
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第五次通信系统实验报告
04011423 武曦实验三十GOLD序列特性实验
一、实验内容
1、观察伪随机序列及gold序列的频谱特性
2、观察伪随机序列的自相关特性
二、实验原理
1、m序列
m序列具有类似随机噪声的某些统筹特性，并且易于产生和复制，可以用多级移位寄存器实现。
其自相关函数满足
1=0 mod ()1
,0 mod
p R
p
p
τ
τ
τ
⎧
⎪
=⎨
-≠
⎪
⎩
，当
当
2、Gold序列
虽然m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作为地址码时，由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，由此导致地址数太少了。
而Gold序列不仅具有良好的自、互相关特性，而且地址数远远大于m序列的地址数，结构简单、易于实现，通常使用Gold序列，而不用m序列。
3、m序列和Gold序列的比较
（1）Gold序列是m序列的复合码，由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对模二和构成的。
（2）在Gold序列的构造中，每改变两个m序列的相对移位就可以得到一个新的Gold序列。
由于这一性质，使得码族中任意一个码序列都可作为地址码，地址数远远大于用m序列作地址码的数量。
（3）Gold序列的实现用串联的2n级的线性移位寄存器实现或者两个n级并联实现，m序列用m级的移位寄存器实现。
三、实验结果
1、伪随机序列的频谱特性
PN15码型及频谱：
采用8分频，码速率为768kHz/8=96kHz，频谱的sinc函数包络的零点在96kHz的整数倍处。
由于PN15是周期的序列，所以频谱是一个个离散的值，间隔为96kHz/15。
PN31码型及频谱：
采用8分频，码速率为768kHz/8=96kHz，频谱的sinc函数包络的零点在96kHz的整数倍处。
由于PN31是周期的序列，所以频谱是一个个离散的值，间隔为96kHz/31。
三种码型中，码速率相同，所占带宽也相同。
Gold序列码型及频谱：
Gold码速率内置为128Kbit/s，频谱的sinc函数包络的零点在128kHz的整数倍处，由于Gold码是周期127的序列，所以频谱是一个个离散的值，间隔为96kHz/127。
2、观察Gold序列的自相关特性
“TX3”测试点波形：
时域
频域
Gold序列时域中存在一个明显的尖峰，具有良好的自相关特性
实验三十一GOLD序列的捕获与跟踪实验
一、实验内容
1、观察延迟滞后锁相环（DLL）的鉴相特性曲线
2、收发端时钟无固有频差，进行扩频码的捕获与跟踪
3、收发端时钟有固有频差，进行扩频码的捕获与跟踪
二、实验原理
1、PN码的捕获
捕获是伪随机码同步的第一步，目的是搜索和捕获伪随机码的初始相位，使得与发送端码的相位误差小于1bit。
这里我们采用的是滑动相关法。
通过使接收机时钟周期性地移动一个相位增量，当相对滑动的结果使两组码的相位符合时，相关器的输出有尖峰的出现，就判断捕获完成。
2、PN码的跟踪
跟踪是伪随机码同步的第二步，目的是在捕获的基础上，使相位误差进一步减小，使所建立的同步保持下去，这一步为跟踪。
跟踪也是利用伪随机码的相关特性实现的，一般用延迟锁相环实现。
延迟锁定技术的目的使本地PN序列发生器跟踪或锁定于外来的PN序列。
三、实验结果
1、观察延迟滞后锁相环的鉴相特性曲线
“VCO-C”测试点波形：
2、扩频码的捕获与跟踪（无固有频差）
“G1-BS”和“G3-BS”测试点波形：
可发现G1-BS G3-BS没有发生相对滑动“N1-KP”和“GD-TX”测试点波形：
可发现N1-KP GD-TX码型一致
3、扩频码的捕获与跟踪（有固有频差）
外时钟跟踪调节“跟踪”电位器使G1-BS G3-BS波形相对滑动最小
捕获灯刚好由灭变亮G1-BS G3-BS没有相对滑动波形相同
按住复位键捕获灯灭，松开复位键捕获灯亮，仍然没有相对滑动，波形相同实验三十二扩频与解扩实验
一、实验内容
1、单路数字基带信号基带序列扩频，对比扩频前后频谱的变化
2、扩频信号2PSK调制，对比扩频前后2PSK调制信号的频谱
3、扩频调制信号先解扩，再解调，还原数字基带信号
二、实验过程
1、对比扩频前后信号频谱的变化
NRZ1 N1-KP码型
扩频后频谱：
扩频后信号带宽增大
2、扩频后2PSK调制信号的波形与频谱：
扩频后的2PSK 的频谱展宽了。
中心点位于455khz处。
左右两边为580khz，330khz。
3.1、解扩与解调
调节“捕获”“跟踪”电位器，使得G1-BS G3-BS信号同频同相
NRZ与PSK解调输出，码型一致
选择第二路，N2KP与PSK1波形：
思考题：
1.扩频通信的原理
扩频通信是将传输信息的频谱用某个特定的扩展函数展宽为宽频带信号后送入信道中传输，在接收端利用相应的手段解压缩，从而获得传输信息的通信系统。
这里采用的是直接序列扩频方式，它是利用待传信息信号与高速率的伪随机序列相乘，来控制射频信号的某个参量来扩展频谱，调制时采用的是2PSK。
2.商用CDMA
WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA采用直接扩频的模式
3.内外说时钟的比较
采用外时钟时，发送端和接受端有频差、相差，需要反复调节捕获与跟踪旋钮。