基带、频带传输系统实验(武汉大学)
第5章-数字信号的频带传输系统说课讲解
第波5形章 数字信号频带传输系统
相对码与绝对码的关系：
an表示绝对码、 bn表示相对码
bn anbn1
第5章 数字信号频带传输系统
cos ct
开关电路
0° e2DPSK (t)
180°移 相
码 变 换 s(t)
bn anbn1
2DPSK信号产生原理图
第5章 数字信号频带传输系统
e2D PS K (t)
在二进制情况下，1对应于载波频率f1， 0对应于载波频率f2。
第5章 数字信号频带传输系统
2FSK信号在形式上如同两个不同频率交替发送的
2ASK信号相叠加，因此已调信号的时域表达式为：
e 2 F S K ( t) [ a n g ( t n T s ) ] c o s1 t [ a n g ( t n T s ) ] c o s2 t
(2) 2ASK信号的解调 方法有两种： 相干解调（同步检测法） 非相干解调（包络检波法）
第5章 数字信号频带传输系统
e2Ask(t)
sAM (t)
2ASK信号的非相干解
调
线性包络检波器
BPF
LED
LPF m0 (t)
AM信号的非相干解调
第5章 数字信号频带传输系统
a
b
e2Ask(t)
c
d
1
1
0
在2ASK中，载波幅度随着调制信号1和0的 取值而在两个状态之间变化。
第5章 数字信号频带传输系统
令二进制数字基带信号为：
s(t)
ang(tnT s),an1 0
概率为P 概率为1-P
n
则 e2ASK(t)s(t)cosct
为双边带调幅信号的时域表达式
数字频带传输系统实验报告(通信原理)
电子信息与自动化学院《通信原理》实验报告学号： 姓名：实验五：数字频带传输系统实验 一、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t f A c π2cos ，则2ASK ：()()cos 2T n s c n s t a g t nT A f t π⎧⎫=-⎨⎬⎩⎭∑{}1,0∈n a ，()⎩⎨⎧≤≤=其他 0T t 0 1st g 。
可以看到，上式是数字基带信号()()∑-=nsnnT 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0=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 0 1s t g ，12f f h -=为频偏。
北邮-《数通信》期末复习题带答案
北邮-《数通信》期末复习题带答案阶段作业⼀、判断题[判断下列各题是否正确，正确者在题后括号内打“√”，否则打“×”]1.数据链路与数据电路是⼀回事。
（×）2.国际电报2号码是5单位代码。
（√）3.信号码元与传输代码总是相同。
（×）4.数据通信系统中的传输信道为狭义信道。
（×）5.数据通信系统中的DCE⼀律为调制解调器。
（×）6.数字数据传输也是⼀种基带传输。
（√）7.X.51建议⽐X.50建议⽤得多。
（×）8.常⽤的MQAM有4QAM、8QAM、16QAM等。
（×）9.MQAM中M指的是星座图上的点数。
（√）10.基带数据传输系统中的基带形成滤波器对应着⼀个物理设备。
（×）11.X.50建议的复⽤⽅式是⽐特交织。
（×）12.相对调相的参考相位为0。
（×）13.理论上讲，只有横截滤波器N时，才能消除符号间⼲扰。
（√）14.余弦低通的冲激响应波形有符号间⼲扰，不宜做为基带形成⽹络。
（×）15.⽔平奇偶监督码的检错能⼒不如⼆维奇偶监督码。
（√）16.卷积码某⼀码组中的监督码仅对本码组起监督作⽤。
（×）17.信息反馈不需要信道编码器。
（√）18.监督码元只对信息位起监督作⽤。
（×）19.循环码属于⾮线性码。
（×）20.相对调相⽐绝对调相的频带利⽤率⾼。
（×）21.频带传输系统与基带传输系统的主要区别在于增加了调制、解调器。
（√）22.数字调频的频带利⽤率最低。
（√）23.理想低通形成⽹络是滚降低通形成⽹络的特例。
（√）24.r越⼤，纠、检错能⼒越强。
（√）25.数字数据传输系统中主要采⽤X.51建议。
（×）26.⼆维奇偶监督码的检错能⼒⽐循环码强。
（×）27.混合纠错检错不需反向信道。
（×）28.所有分组⽹的分组平均长度⼀律选为128字节。
实验7频带传输系统综合实验-信息系统综合实践实验中心-桂林电子
实验7 频带传输系统综合实验一、实验目的：1、将所做过的独立实验进行组合，构成可通话的频带传输系统。
掌握系统工作原理，了解信号流程并完成两人通话功能。
2、分析系统连接后所遇到的问题，且提出解决向题的方料3、了解载波相位误差，位同步相位误差对系统的性能的影响。
4、了解相位抖动对系统的影响。
二、实验内容：1、了解二人通话的2DPSK频带传输系统的原理，掌握实验模块的正确组合和连线。
2、了解决收端载波相位误差，位同步相位误差对系统造成影响的方法。
3、观察相位抖动对系统的影响。
4、分析系统组成后容易出现什么问题，提出解决问题的方法。
5、当发端发送固定数字信号时，将收、发端关键波形按相位关系绘画出来。
且加以说明。
三、预习要求1、复习前面各章有关的独立实验内容。
2、了解可通话2DPSK频带传输实验的原理。
3、自行设计实验方案及测试步骤。
四、实验仪器1、直流电源一台2、示波器一台3、数字信源模块、数字调制模块、载波时钟提取模块、数字解调模块、帧同步/终端模块、PCM编译码模块各一块。
五、实验原理图3-16-1 系统流程图1. 数字信源中的多路信号的复接原理数字信源模块的原理框图如附图所示。
1.1时序信号的产生本模块通过二进制分频器，得到１６kＨＺ和８kＨＺ方波信号，然后送入２／４译码器，得到反相的脉宽为八个时钟周期的四个脉冲信号，经反相器后得到正相的时序脉冲信号。
其波形及相位关系如图1所示。
图1 复接器中的时序脉冲信号1.2四路数据码的复接本信源模块中的四路独立的八位数码，在以上四路时序信号的控制下，依次选通模拟开关１、２、３、４，按顺序依次将四路数码接入同一通道，形成了一路串行码，完成四路数据码的复接。
在本基带传输实验中，将其中第一路数据码置成帧同步码（巴克码）Ｘ１１１００１０。
2. 数字终端模块的分接器原理原理框图如附图所示。
2.1时序脉冲产生电路由Ｕ７、Ｕ８、Ｕ９（７４ＬＳ１６４）八位移存器和Ｕ１２（７４ＬＳ０４）非门、Ｕ１０（７４ＬＳ７４）Ｄ触发器组成。
基带传输
基带传输又叫数字传输，是指把要传输的数据转换为数字信号，使用固定的频率在信道上传输。
例如计算机网络中的信号就是基带传输的。
和基带相对的是频带传输，又叫模拟传输，是指信号在电话线等这样的普通线路上，以正弦波形式传播的方式。
我们现有的电话、模拟电视信号等，都是属于频带传输在数字传输系统中，其传输对象通常是二进制数字信息，它可能来自计算机、网络或其它数字设备的各种数字代码。
也可能来自数字电话终端的脉冲编码信号，设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些离散波形可以是未经调制的不同电平信号，也可以是调制后的信号形式。
由于未经调制的脉冲电信号所占据的频带通常从直流和低频开始。
因而称为数字基带信号。
在某些有线信道中，特别是传输距离不大远的情况下，数字基带信号可以直接传送，我们称之为数字信号的基带传输基带传输的定义在数据通信中，表示计算机二进制的比特序列的数字数据信号是典型的矩形脉冲信号;矩形脉冲信号的固有频带称做基本频带,简称为基带,矩形脉冲信号就叫做基带信号;在数字通信信道上，直接传送基带信号的方法称为基带传输;在发送端，基带传输的数据经过编码器变换变为直接传输的基带信号，例如曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码信号;在接收端由解码器恢复成与发送端相同的矩形脉冲信号;基带传输是一种最基本的数据传输方式（1）基带传输基带传输是按照数字信号原有的波形（以脉冲形式）在信道上直接传输，它要求信道具有较宽的通频带。
基带传输不需要调制、解调，设备花费少，适用于较小范围的数据传输。
基带传输时，通常对数字信号进行一定的编码，数据编码常用三种方法：非归零码NRZ、曼彻斯特编码和差动曼彻斯特编码。
后两种编码不含直流分量，包含时钟脉冲，便于双方自同步，因此，得到了广泛的应用。
（2）频带传输频带传输是一种采用调制、解调技术的传输形式。
在发送端，采用调制手段，对数字信号进行某种变换，将代表数据的二进制“1”和“0”，变换成具有一定频带范围的模拟信号，以适应在模拟信道上传输；在接收端，通过解调手段进行相反变换，把模拟的调制信号复原为“1”或“0”。
16-QAM基带传输系统.
16－QAM 基带传输系统1． 引言随着通信业迅速的发展，传统通信系统的容量已经越来越不能满足当前用户的要求，而可用频谱资源有限，业不能靠无限增加频道数目来解决系统容量问题。
另外，人们亦不能满足通信单一的语音服务，希望能利用移动电话进行图像等多媒体信息的通信。
但由于图像通信比电话需要更大的信道容量。
高效、可靠的数字传输系统对于数字图像通信系统的实现很重要，正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
为了加深对QAM 调制解调数字传输系统的理解，本实验对整个16－QAM 基带传输系统的仿真，结构框图如图1所示:2． QAM 调制解调原理2．1 QAM 调制正交幅度调制QAM 是数字通信中一种经常利用的数字调制技术，尤其是多进制QAM 具有很高的频带利用率，在通信业务日益增多使得频带利用率成为主要矛盾的情况下，正交幅度调制方式是一种比较好的选择。
正交幅度调制（QAM ）信号采用了两个正交载波t f t f c c ππ2sin 2cos 和，每一个载波都被一个独立的信息比特序列所调制。
发送信号波形如图2.1.1所示,2sin )(2cos )()(t f t g A t f t g A t u c T ms c T mc m ππ+= M m ,...,2,1=图2.1.1 M=16QAM 信号星座图式中{mc A }和{ms A }是电平集合，这些电平是通过将k 比特序列映射为信号振幅而获得的。
例如一个16位正交幅度调制信号的星座图如下图所示，该星座是通过用M ＝4PAM 信号对每个正交载波进行振幅调制得到的。
利用PAM 分别调制两个正交载波可得到矩形信号星座。
QAM 可以看成是振幅调制和相位调制的结合。
因此发送的QAM 信号波形可表示为),2cos()()(n c T m mn t f t g A t u θπ+= ,,....,2,11M m = ,,....,2,12M n = 如果,211k M =,222k M =那么QAM 方法就可以达到以符号速率)(21k k R B +同时发送12221log M M k k =+个二进制数据。
数字信号频带传输
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第5章 数字信号频带传输
5.3.4 相对相移键控2DPSK 的解调
由2DPSK信号的产生过程可以看出，2DPSK信号也可采用相干解调的方法恢复基带 信号。这时判决输出的是相对码，必须再经过差分解码把相对码序列变为绝对码序 列。如图5-16所示。
2DPSK信号还可采用相位比较法， 也叫差分相干解调法。这种方法不需 要恢复相干载波，通过比较前后码元 的载波相位来完成解调，其原理框图 及各点波形如图5-17所示。
数字信号的载波调制也有三种方式： 1）数字信号对载波振幅的调制即幅移键控(ASK)； 2）数字信号对载波频率的调制即频移键控(FSK)； 3）数字信号对载波相位的调制即相移键控(PSK)。
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第5章 数字信号频带传输
5.1 二进制幅移键控ASK系统
幅移键控是研究数字调制的基础，记作ASK(Amplitude Shift Keying)。幅移键控是 数字信号幅度调制中的一种典型调制方式，就是用数字基带信号去控制载波的幅度 变化。
图5-16 2DPSK信号的相干解调
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第5章 数字信号频带传输
a
b
c
d
0 01
01
01
01
e
图5-17 2DPSK信号的相位比较法解调
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第5章 数字信号频带传输
5.4 多进制数字调制系统
通常把状态数大于2的信号称为多进制信号。将多进制数字信号(也可由基带二进 制信号变换而成)对载波进行调制，在接收端进行相反的变换，这种过程就叫多进 制数字调制与解调，或简称为多进制数字调制。
在实际通信系统中，为克服相位模糊对相干 解调的影响，最常用的办法是对调制器输入端 的数字基带信号进行差分编码后再进行绝对调 相，我们把这种调相称为相对调相。
传输实验报告范文
一、实验目的1. 理解并掌握传输系统的基本原理和组成。
2. 学习传输系统中各种信号的传输特性。
3. 掌握传输系统性能指标的测试方法。
4. 分析和评估传输系统的实际应用效果。
二、实验原理传输系统是现代通信技术中不可或缺的部分，它负责将信号从一个地方传输到另一个地方。
本实验主要研究传输系统中的基带传输和频带传输，以及模拟信号和数字信号的传输特性。
三、实验仪器与设备1. 信号发生器2. 传输线路（如同轴电缆、光纤等）3. 示波器4. 计算机及相应的软件四、实验内容1. 基带传输实验（1）实验步骤1.1 将信号发生器产生的基带信号输入到传输线路中。
1.2 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。
1.3 记录传输线路的衰减和失真情况。
（2）实验结果与分析通过实验，我们观察到传输线路对基带信号的衰减和失真情况。
分析结果表明，传输线路的衰减和失真主要受线路长度、介质损耗、线路结构等因素的影响。
2. 频带传输实验（1）实验步骤2.1 将信号发生器产生的频带信号输入到传输线路中。
2.2 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。
2.3 记录传输线路的衰减和失真情况。
（2）实验结果与分析通过实验，我们观察到传输线路对频带信号的衰减和失真情况。
分析结果表明，传输线路对频带信号的衰减和失真主要受线路带宽、滤波器特性等因素的影响。
3. 模拟信号与数字信号传输实验（1）实验步骤3.1 将信号发生器产生的模拟信号输入到传输线路中。
3.2 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。
3.3 记录传输线路的衰减和失真情况。
3.4 将信号发生器产生的数字信号输入到传输线路中。
3.5 使用示波器观察传输线路两端的信号波形。
3.6 记录传输线路的衰减和失真情况。
（2）实验结果与分析通过实验，我们观察到传输线路对模拟信号和数字信号的衰减和失真情况。
分析结果表明，传输线路对模拟信号和数字信号的衰减和失真主要受线路特性、信号调制方式等因素的影响。
五、实验结论1. 传输线路对基带信号和频带信号的衰减和失真情况受线路长度、介质损耗、线路结构、线路带宽、滤波器特性等因素的影响。
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道时隙关系；将6P2和6P4信号分别接入P4喇叭，判断基带系统工作是否正常；
图1-2 LED指示
图1-3汉明编码解码对应示波器波形
5．点击“8-LED”，如右图，选“8-bit”，这时A6模块上部8位发光二极管亮暗和复
时分复用有FPGA实现；（A3模块完成）
信道编码有FPGA编程实现；（A4模块完成）
纠错译码有FPGA编程实现；（A5模块完成）
时分解复用有FPGA编程实现；（A6模块完成）
信源译码有FPGA编程实现；（A6模块完成）
4、实验内容及步骤
1．实验模块在位检查
在关闭系统电源的情况下，确认下列模块在位：
基带产生与码型变换模块-A2；
信源编码与复用模块-A3；
信道编码与频带调制-A4；
纠错译码与频带解调-A5；
信源译码与解复用模块-A6；
2．信号线连接
用鼠标在液晶上选择“通信系统实验”中“基带通信系统”
图1-1基带通信系统实验
3．加电
打开系统电源开关，A2.A3.A4.A5.A6模块右上角红色电源指示灯亮，几秒后A2.A3.A4.A5.A6模块左上角绿色运行指示灯开始闪烁，说明模块工作正常。若两个指示灯工作不正常，需关电查找原因。
二、实验效果分析
我通过这次实验，掌握了基带通信系统和频带通信系统的构建方法，深刻理解了基带通信系统频带通信系统中各要素的作用，学会了基带通信系统频带通信系统的调试与性能指标测量。
三、教师评语
指导教师年月日
2、实验仪器
1．RZ9681实验平台
2．实验模块：主控模块、基带数据产生与码型变换-A2、信源编码与复用模块-A3、信道编码与频带调制模块-A4
、纠错译码与频带解调模块-A5、信源译码与解复用模块-A8
3．100M双通道示波器
4．信号连接线
3、实验原理
基带通信系统是一个完整的经：信源编码、时分复用、信道纠错编码、信道传输、信道纠错译码、时分解复用、信源译码等数字通信要素构成的从信源到信宿的通信系统。系统流程图见图1-1：
1．掌握频带通信系统构建；
2．理解频带通信系统中各要素的作用；
3．学会频带通信系统调试与性能指标测量。
2、实验仪器
1．RZ9681实验平台
2．实验模块：主控模块、基带数据产生与码型变换-A2、信源编码与复用模块-A3、信道编码与频带调制模块-A4
、纠错译码与频带解调模块-A5、信源译码与解复用模块-A6
纠错译码有FPGA编程实现；（A5模块完成）
信源译码有FPGA编程实现；（A6模块完成）
4、实验内容及步骤
1．实验模块在位检查
在关闭系统电源的情况下，确认下列模块在位：
基带产生与码型变换模块-A2；
信源编码与复用模块-A3；
信道编码与频带调制-A4；
纠错译码与频带解调-A5；
信源译码与解复用模块-A6。
信道纠错编码：可选汉明、交织、循环、卷积；编码后速率：64K；
频带调制：PSK（或DPSK），载频：1024K；
2．电路实现
CVSD编码有STM32F4编程实现；（A3模块完成）
信道编码有FPGA编程实现；（A4模块完成）
频带调制有FPGA和DA编程实现；（A4模块完成）
频带解调有小规模硬件实现；（A5模块完成）
1．本实验平台各通信单元性能指标：
信源编码：采用CVSD编码，速率64K；PCM编码，速率64K；
时分复用：帧头、PCM编码、开关量（设置数据）、CVSD编码；速率：256Kb/s
信道纠错编码：可选汉明、交织、循环、卷积；编码后速率：512Kb/s；
2．电路实现：
CVSD编码和PC编码有FPGA实现；（A3模块完成）
3．100M双通道示波器
4．信号连接线
3、实验原理
频带通信系统是一个完整的经：信源编码、信道纠错编码、频带调制、信道传输（加噪）、频带解调、信道纠错译码、信源译码等数字通信要素构成的从信源到信宿的通信系统。系统流程图见图2-1：
1．本实验平台各通信单元性能指标：
信源编码：采用CVSD编码，速率32K；
用模块“8bit”设置数据对应；
6．选择信道编码方式和加错位置，通过8位发光二极管和喇叭声音分析信道编码作用；
图1-4交织编码解码对应波形图1-5循环编码解码对应波形
图1-6卷积编码解码对应波形
7．关机拆线
实验结束，关闭电源，拆除信号连线，并按要求放置好实验附件和实验模块。
实验二：频带传输通信系统
1、实验目的
果4TP5和5TP6信号一致，说明频带调制解调系统工作正常；如果4TP5和5TP6信号反相，点击图2-1“相位切换”；
图2-2 PSK解调参数
图2-3对应示波器波形
5．改变信道纠错编译码方式和加错位数，验证信道纠错编码在无线通信中的作用；
6．实验结束
实验结束，关闭电源，拆掉信号连线，并按要求放置好实验附件和实验模块。
2．信号线连接
用鼠标在液晶上选择“通信系统实验”中“频带通信系统”
图2-1频带通信系统实验
3．加电
打开系统电源开关，A2、A3、A4、A5、A6模块右上角红色电源指示灯亮，几秒后A2、A3、A4、A5、A6模块左上角绿色运行指示灯开始闪烁，说明模块工作正常。若两个指示灯工作不正常，需关电查找原因。
4．调模块A5编码开关，并通过右图选择PSK I或PSK Q，用示波器测并比较4TP5和5TP6信号，如
武汉大学教学实验报告
电子信息学院通信工程专业2018年12月20日
实验名称基带传输系统、频带传习部分
1.实验目的
2.实验基本原理
实验一：基带传输系统实验
1、实验目的
1．掌握基带通信系统构建；
2．理解基带通信系统中各要素的作用；
3．学会基带通信系统调试与性能指标测量。