铁路移动通信实验要点

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移动通信实验报告

移动通信实验报告

移动通信实验报告移动通信实验报告引言移动通信作为现代社会不可或缺的一部分,已经深入到我们的生活中。

本次实验旨在探索移动通信的原理和技术,并通过实际操作来加深对移动通信的理解。

一、实验目的本次实验的主要目的是了解移动通信的基本原理和技术,包括信号传输、调制解调、信道编码等方面。

通过实际操作,掌握移动通信的实际应用和调试技巧。

二、实验原理1. 信号传输移动通信中,信号传输是实现通信的基础。

信号传输主要包括信号的产生、调制和解调三个过程。

信号的产生通过数字信号处理器或模拟信号发生器等设备完成。

调制过程将产生的信号转换成适合传输的载波信号,常用的调制方式有调幅、调频和调相等。

解调过程则是将接收到的信号转换回原始信号。

2. 信道编码为了提高通信质量和可靠性,移动通信中通常采用信道编码技术。

信道编码主要通过添加冗余信息来提高信号的抗干扰能力和纠错能力。

常用的信道编码方式有卷积码、纠错码等。

三、实验内容1. 信号传输实验通过实验设备产生信号,并进行调制和解调操作。

观察信号的变化和传输效果,了解调制解调的原理和过程。

2. 信道编码实验使用信道编码器对信号进行编码,然后进行传输和解码。

观察编码前后信号的差异,了解信道编码的作用和效果。

3. 通信质量测试通过实验设备进行通信质量测试,包括信号强度、信噪比、误码率等指标的测量。

根据测试结果评估通信质量,并进行相应的调整和优化。

四、实验结果与分析通过实验操作和测试,我们得到了一系列的实验结果。

根据实验数据和观察,我们可以得出以下几点结论:1. 信号传输的质量受到多种因素的影响,包括信号强度、信道干扰、调制方式等。

合理选择调制方式和增强信号强度可以提高信号传输的质量。

2. 信道编码可以有效提高信号的抗干扰能力和纠错能力。

采用适当的信道编码方式,可以降低误码率,提高通信质量。

3. 通信质量测试是评估移动通信系统性能的重要手段。

通过对信号强度、信噪比和误码率等指标的测量,可以及时发现和解决通信质量问题。

铁路通信实验报告

铁路通信实验报告

实验名称:铁路通信系统实验实验日期:2023年X月X日实验地点:XX铁路通信实验室一、实验目的1. 理解铁路通信系统的基本原理和组成。

2. 掌握铁路通信设备的操作方法。

3. 分析铁路通信系统的信号传输特性。

4. 培养实验操作能力和分析问题能力。

二、实验原理铁路通信系统是铁路运输的重要组成部分,主要负责铁路沿线各车站、车辆段、列车之间的信息传输。

本实验主要研究铁路通信系统的基本原理和组成,包括铁路通信设备的操作、信号传输特性等内容。

三、实验内容1. 铁路通信设备操作(1)熟悉铁路通信设备的种类和功能。

(2)学习铁路通信设备的操作方法,如交换机、调制解调器等。

(3)进行铁路通信设备的实际操作,观察设备运行状态。

2. 信号传输特性分析(1)了解铁路通信信号传输的基本原理。

(2)分析铁路通信信号的传输特性,如带宽、延迟、误码率等。

(3)对比不同通信设备的传输特性,评估其适用性。

3. 铁路通信系统故障排查(1)学习铁路通信系统故障的常见原因。

(2)掌握铁路通信系统故障的排查方法。

(3)进行铁路通信系统故障的模拟排查,提高故障处理能力。

四、实验步骤1. 预备工作(1)检查实验设备是否完好,如交换机、调制解调器等。

(2)熟悉实验环境,了解实验设备的布局。

2. 铁路通信设备操作(1)打开交换机,观察设备运行状态。

(2)通过控制台设置交换机参数,如VLAN划分、端口速率等。

(3)连接调制解调器,进行数据传输测试。

3. 信号传输特性分析(1)使用网络分析仪测量通信信号的带宽、延迟、误码率等参数。

(2)对比不同通信设备的传输特性,分析其优缺点。

4. 铁路通信系统故障排查(1)模拟铁路通信系统故障,如交换机端口故障、线路中断等。

(2)根据故障现象,进行故障排查。

(3)分析故障原因,提出解决方案。

五、实验结果与分析1. 铁路通信设备操作实验结果显示,交换机运行正常,各端口连接正常。

通过控制台设置交换机参数,成功实现VLAN划分和端口速率设置。

移动通信实验报告

移动通信实验报告

北京邮电大学移动通信实验报告班级:专业:姓名:学号:班内序号:一、实验目的 (3)1、移动通信设备观察实验 (3)2、网管操作实验 (3)二、实验设备 (3)三、实验内容 (4)1、TD_SCDMA系统认识 (4)2、硬件认知 (3)2.1移动通信设备 (3)2.2 RNC设备认知 (4)2.3 Node B设备(基站设备) (6)2.4 LMT-B软件 (9)2.5通过OMT创建基站 (8)四、实验总结 (21)1、移动通信设备观察实验1.1 RNC设备观察实验a) 了解机柜结构b) 了解RNC机框结构及单板布局c) 了解RNC各种类型以及连接方式1.2 基站设备硬件观察实验a) 初步了解嵌入式通信设备组成b) 认知大唐移动基站设备EMB5116的基本结构c) 初步分析硬件功能设计2、网管操作实验a) 了解OMC系统的基本功能和操作b) 掌握OMT如何创建基站二、实验设备TD‐SCDMA 移动通信设备一套(EMB5116基站+TDR3000+展示用板卡)电脑1、TD_SCDMA系统认识全称是时分同步的码分多址技术(英文对应Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access)。

TD_SCDMA系统是时分双工的同步CDMA系统,它的设计参照了TDD(时分双工)在不成对的频带上的时域模式。

运用TDSCDMA这一技术,通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。

合适的TDSCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。

TD_SCDMA系统网络结构中的三个重要接口(Iu接口、 Iub接口、 Uu接口),认识了TD_SCDMA系统的物理层结构,熟悉了TD_SCDMA系统的六大关键技术以及其后续演进LTE。

2、硬件认知2.1整套移动通信设备如下:PS:图中蓝色为静电手环,操作时必须佩带,以免损坏设备。

移动通信实验实验报告

移动通信实验实验报告

一、实验目的1. 理解移动通信系统的基本组成和功能;2. 掌握移动通信系统中基带话音的基本特点;3. 学习并掌握移动通信系统中常见的调制解调技术;4. 了解移动通信信道的特性及其对信号传输的影响;5. 熟悉移动通信实验设备和软件的使用。

二、实验设备与软件1. 实验设备:移动通信实验箱、示波器、频谱分析仪、计算机等;2. 实验软件:MATLAB、C++等编程语言及相关移动通信仿真软件。

三、实验内容1. 移动通信系统组成及功能(1)实验目的:了解移动通信系统的组成,掌握移动通信系统的基本功能。

(2)实验内容:1)观察移动通信实验箱的组成,了解各个模块的功能;2)根据实验指导书,搭建移动通信实验系统;3)观察实验系统工作状态,分析各个模块的作用;4)总结移动通信系统的基本组成和功能。

2. 基带话音的基本特点(1)实验目的:了解基带话音的基本特点,掌握话音信号的传输特性。

(2)实验内容:1)观察实验箱中的话音信号发生器,了解话音信号的生成过程;2)使用示波器观察话音信号的波形,分析其时域和频域特性;3)总结基带话音的基本特点。

3. 调制解调技术(1)实验目的:学习并掌握移动通信系统中常见的调制解调技术。

(2)实验内容:1)观察实验箱中的调制解调模块,了解其工作原理;2)搭建调制解调实验系统,进行模拟信号的调制和解调;3)使用频谱分析仪观察调制信号的频谱特性,分析调制效果;4)总结常见的调制解调技术及其特点。

4. 移动通信信道特性(1)实验目的:了解移动通信信道的特性及其对信号传输的影响。

(2)实验内容:1)观察实验箱中的信道模拟模块,了解信道特性;2)搭建信道模拟实验系统,进行信道特性分析;3)使用示波器观察信道模拟结果,分析信道对信号传输的影响;4)总结移动通信信道的特性。

5. 实验软件使用(1)实验目的:熟悉MATLAB、C++等编程语言及相关移动通信仿真软件的使用。

(2)实验内容:1)学习MATLAB、C++等编程语言的基本语法和编程技巧;2)使用相关移动通信仿真软件进行信号处理和系统仿真;3)总结实验软件的使用方法和技巧。

移动通信实验指导书

移动通信实验指导书

移动通信实验指导书实验名称:移动通信实验实验目的:1. 了解移动通信的基本原理。

2. 熟悉GSM数字通信系统中的各种信令及其格式。

3. 利用实验平台,验证GSM数字通信系统中的一些基本功能,包括呼叫建立、清除和短信发送等。

实验原理:移动通信是指在无线电通信网络中,基站与终端设备之间通过无线电信道进行通信的一种方式。

移动通信系统的基本原理是将要发送的信息通过数字信号转换器转换成二进制数字序列,将之编码压缩后以射频信号的形式通过无线电信道传输给接收端,接收端进行解码反演后还原信息。

GSM数字通信系统为TDMA(Time Division Multiple Access,时分多址)技术,即将时间分成一段段时隙,不同用户在不同的时隙内完成其数据传输,这样就能使多个用户通过同一信道进行通信。

实验器材:1. 移动通信实验平台(包括手机终端、基站、通信网络等)。

2. 示波器、信号源、信号分析仪等通信测试仪器。

实验步骤:实验一:呼叫建立1. 打开手机终端,输入要拨打的电话号码,按下打电话键。

2. 接通后,在手机终端上观察呼叫建立过程中各个信令的显示及时序。

3. 在基站端,用信号源产生合适的射频信号,与手机终端建立呼叫通道,并用信号分析仪进行信号测试。

实验二:呼叫清除1. 在呼叫建立状态下,按下挂机键,结束通话。

2. 在手机终端上观察呼叫清除过程中各个信令的显示及时序。

3. 在基站端,观察呼叫清除过程中各个信令的显示及时序。

实验三:短信发送1. 打开手机终端,输入要发送的短信内容,按下发送键。

2. 在手机终端上观察短信发送过程中各个信令的显示及时序。

3. 在基站端,观察短信发送过程中各个信令的显示及时序。

实验四:TDMA时隙1. 在呼叫建立状态下,观察手机终端在时隙中的数据传输情况。

2. 使用示波器观察基站端产生的TDMA时隙信号,并进行相关分析。

注意事项:1. 操作时应仔细查看手机终端自带的操作手册,确保正确使用。

高速铁路上移动通信技术的研究与优化

高速铁路上移动通信技术的研究与优化

高速铁路上移动通信技术的研究与优化随着现代科技的快速发展,高速铁路成为许多国家发展重点,作为一种高效、环保的交通工具,它为人们的出行提供了更好的选择。

然而,高速铁路的特殊环境和高速运行的要求给移动通信技术带来了诸多挑战。

因此,研究与优化高速铁路上的移动通信技术显得尤为重要。

首先,高速铁路的特殊环境要求移动通信技术具备更高的传输速度和稳定性。

高速列车的运行速度通常在300公里/小时以上,这就要求通信技术能够在高速运动的列车上实现稳定的信号传输。

此外,高铁沿线通常存在大量的人群,如乘客、工作人员和游客等,这就会导致通信网络容量的需求迅速增加。

因此,高速铁路上的移动通信技术需要具备更高的带宽、更稳定的信号传输和更强的信号覆盖能力,以满足大量用户的需求。

其次,高速铁路上的移动通信技术需要考虑环境与外界干扰的因素。

高速列车的运行会产生空气动力学因素,如气流、风速等,这些因素会对通信信号的传输产生干扰。

此外,高速列车经过地铁隧道、山区等特殊地形时,也会遇到信号覆盖不良的情况。

为了克服这些问题,研究者需要对通信技术进行优化和改进,提高通信系统的抗干扰能力和信号覆盖范围,确保高速铁路上的通信质量稳定。

另外,高速铁路上的移动通信技术还需考虑列车上的移动设备的连通性。

随着智能手机和其他便携设备的普及,乘客对于列车上稳定、高速的网络连接有着更高的要求。

同时,由于列车高速运行和车厢间的隧道效应,移动设备的信号传输存在不稳定的情况。

优化高速铁路上的移动通信技术,需要提高移动设备和基站之间的信号传输效率,确保乘客能够畅通无阻地使用移动设备进行通讯和上网,提升用户体验。

为了研究和优化高速铁路上的移动通信技术,研究者可以采取以下措施:一是推动相关技术的研发。

在高铁车辆上使用符合高速行驶条件的天线,对传输信号进行优化,提高天线的性能和覆盖范围,确保通信信号的稳定性和可靠性。

同时,应该研究开发更高效和稳定的通信协议,以提高通信的速度和可靠性。

移动通信实验

移动通信实验移动通信实验一、实验目的本次实验旨在通过开展一系列移动通信实验,加深对移动通信原理、技术和应用的理解,提高实验者的动手实践和解决问题的能力。

二、实验内容1. 信道模型实验通过搭建信道模型实验平台,进行无线信号传输实验,验证信号在不同信道条件下的特性。

2. 调制实验在实验平台上进行调制实验,对不同调制方式的效果进行比较与分析,了解调制方式对信号传输的影响。

3. 天线实验通过天线实验,探究天线参数对信号接收和发送的影响,学习调整天线参数的方法。

4. 多址技术实验研究多址技术在无线通信中的应用,通过实验验证多址技术的可行性和效果。

5. 基站实验搭建基站实验平台,了解基站结构和工作原理,并通过实验模拟基站的工作过程。

三、实验步骤1. 完成实验前的准备工作,包括理解实验原理、阅读实验指导书、搭建实验平台等。

2. 对每个实验进行详细的实验设计,包括实验流程、所需设备和材料等。

3. 按照实验设计,依次进行各个实验步骤,并记录实验过程中的关键数据和观察结果。

4. 在实验结束后,根据实验数据和观察结果进行实验分析,实验的目的和意义。

5. 撰写实验报告,包括实验的背景介绍、实验设计、实验过程、实验结果和分析等内容。

四、实验要求1. 实验者要具备移动通信基础知识和实验操作技能。

2. 实验者要认真阅读实验指导书,并按照实验步骤进行实验操作。

3. 实验者要记录实验过程中的关键数据和观察结果,并进行实验分析和。

4. 实验者要按要求撰写实验报告,并在规定时间内提交。

五、实验设备和材料信道模型实验平台调制实验设备天线实验设备多址技术实验设备基站实验平台实验指导书计算机及相关软件六、实验结果与分析根据实验过程中记录的数据和观察结果,进行实验结果的整理和分析,分析实验结果与实验目的是否一致,对实验过程中出现的问题进行和分析,并提出改进建议。

七、实验通过本次实验,加深了对移动通信原理、技术和应用的理解,掌握了一系列移动通信实验的基本操作和实验方法。

《移动通信》实验

《移动通信》实验移动通信实验概述移动通信是指通过无线电波传输信息的通信方式。

本实验旨在了解移动通信的原理与应用,以及掌握移动通信相关设备的使用和调试方法。

实验设备移动通信仪移动通信基站模拟器移动方式实验步骤1. 搭建实验环境:将移动通信仪连接到移动通信基站模拟器上,并将移动方式连接到移动通信仪上。

2. 配置移动通信仪:根据实验需求,设置移动通信仪的参数,如频率、功率等。

3. 进行通信:通过移动方式对移动通信基站模拟器发起呼叫或短信,并观察仪的响应。

4. 分析结果:根据仪的反馈结果,分析通信链路的质量,如信号强度、信噪比等。

5. 调试移动通信设备:根据分析结果,对移动通信设备进行调试和优化,以提升通信质量。

实验目的通过本实验,可以加深对移动通信原理和设备的理解,掌握移动通信调试方法,进一步提升通信链路的质量和可靠性。

实验注意事项1. 实验中需要注意安全,遵守实验室规定的操作规程。

2. 在进行通信时,确保仪和设备处于稳定的工作状态。

3. 注意保护移动通信设备,避免损坏和误操作。

4. 调试过程中,可以尝试不同的参数配置,找到最佳的设置。

实验结果根据实验步骤和目的,我们可以获得以下实验结果:1. 移动通信仪的配置参数:根据实验需求,我们可以得到所用频率、功率等参数的配置结果。

2. 移动通信仪的响应结果:通过观察仪的反馈信息,我们可以得知通信链路的质量和性能情况。

3. 移动通信设备的调试优化结果:通过调试移动通信设备,可以找到最佳的配置,提升通信质量和可靠性。

结论本实验通过搭建实验环境,配置移动通信仪,进行通信,分析结果,通过调试移动通信设备,达到了加深对移动通信原理和设备的理解,提升通信链路质量的目的。

通过本实验的实践操作,对移动通信技术有了更深入的认识,对相关设备的使用和调试方法也更加熟悉。

参考资料1. 移动通信技术与应用,中国电子信息产业出版社,2020年。

2. 移动通信实验指导书,大学通信工程系,2021年。

移动通信实验报告

一、实验目的1. 了解移动通信系统的基本组成和功能。

2. 掌握移动通信系统中的关键技术,如调制解调、编码解码、多址接入等。

3. 熟悉移动通信系统的信号传输过程,分析信号传输过程中的干扰和噪声。

4. 通过实验验证移动通信系统的性能,为实际应用提供理论依据。

二、实验设备1. 移动通信实验箱一台;2. 台式计算机一台;3. 小交换机一台;4. 移动通信教材及实验指导书。

三、实验内容1. 移动通信系统组成及功能实验(1)实验目的:了解移动通信系统的组成,掌握移动通信系统的基本功能。

(2)实验内容:①观察移动通信实验箱的组成,了解各个模块的功能;②分析移动通信系统的组成,总结移动通信系统的基本功能;③通过实验验证移动通信系统的基本功能。

2. 调制解调实验(1)实验目的:掌握移动通信系统中的调制解调技术,了解调制解调的基本原理。

(2)实验内容:①观察调制解调实验模块,了解调制解调的基本过程;②分析不同调制方式的特点,如调幅(AM)、调频(FM)、调相(PM)等;③通过实验验证调制解调技术的性能。

(1)实验目的:掌握移动通信系统中的编码解码技术,了解编码解码的基本原理。

(2)实验内容:①观察编码解码实验模块,了解编码解码的基本过程;②分析不同编码方式的特点,如线性编码、非线性编码等;③通过实验验证编码解码技术的性能。

4. 多址接入实验(1)实验目的:掌握移动通信系统中的多址接入技术,了解多址接入的基本原理。

(2)实验内容:①观察多址接入实验模块,了解多址接入的基本过程;②分析不同多址接入方式的特点,如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等;③通过实验验证多址接入技术的性能。

5. 信号传输与干扰实验(1)实验目的:分析移动通信系统中的信号传输过程,了解干扰和噪声对信号的影响。

(2)实验内容:①观察信号传输与干扰实验模块,了解信号传输过程;②分析干扰和噪声对信号的影响,如多径干扰、加性噪声等;③通过实验验证干扰和噪声对信号的影响。

移动通信实验报告要点

实验一GSM通信系统实验(全球数字移动通信系统)一、实验目的通过本实验将正交调制及解调的单元实验串起来,让学生建立起GSM通信系统的概念,了解GSM通信系统的组成及特性。

二、实验内容1、搭建GSM数据通信系统。

2、观察GSM通信系统各部分信号。

三、基本原理由于GSM是一个全数字系统,话音和不同速率数据的传输都要进行数字化处理。

为了将源数据转换为最终信号并通过无线电波发射出去,需要经过几个连续的过程。

相反,在接收端需要经过一系列的反过程来重现原始数据。

下面我们主要针对数据的传输过程进行描述。

信源端的主要工作有1、信道编码信道编码用于改善传输质量,克服各种干扰因素对信号产生的不良影响,但它是以增加比特降低信息量为代价的。

信道编码的基本原理是在原始数据上附加一些冗余比特信息,增加的这些比特是通过某种约定从圆熟数据中经计算产生的,接收端的解码过程利用这些冗余的比特来检测误码并尽可能的纠正误码。

如果收到的数据经过同样的计算所得的冗余比特同收到的不一样时,我们就可以确定传输有误。

根据传输模式不同,在无线传输中使用了不同的码型。

GSM使用的编码方式主要有块卷积码、纠错循环码、奇偶码。

块卷积码主要用于纠错,当解调器采用最大似然估计方法时,可以产生十分有效的纠错结果,纠错循环码主要用于检测和纠正成组出现的误码,通常和块卷积码混合使用,用于捕捉和纠正遗漏的组误差。

奇偶码是一种普遍使用的最简单的检测误码的方法。

2、交织在移动通信中这种变参的信道上,比特差错通常是成串发生的。

这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。

但是,信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长差错串时才有效,为了解决这一问题,希望找到把一条消息中的相继比特分开的方法,即一条消息的相继比特以非相继的方式被发送,使突发差错信道变为离散信道。

这样,即使出现差错,也仅是单个或者很短的比特出现错误,也不会导致整个突发脉冲甚至消息块都无法被解码,这时可再用信道编码的纠错功能来纠正差错,恢复原来的消息,这种方法就是交织技术。

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《移动通信》实验实验一 QPSK 调制及解调实验一、 实验目的1、了解QPSK 调制解调原理及特性。

2、了解载波在QPSK 相干及非相干时的解调特性。

二、 实验内容1、观察I 、Q 两路基带信号的特征及与输入NRZ 码的关系。

2、观察IQ 调制解调过程中各信号变化。

3、观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。

三、 基本原理1、 QPSK 调制原理QPSK 又叫四相绝对相移调制,它是一种正交相移键控,其产生原理如图1所示sin()c t ω图1 QPSK 信号的产生QPSK 利用载波的四种不同相位来表征数字信息。

由于每一种载波相位代表两个比特信息,因此,对于输入的二进制数字序列应该先进行分组,将每两个比特编为一组,然后用四种不同的载波相位来表征。

我们把组成双比特码元的前一信息比特用a 代表,后一信息比特用b 代表。

双比特码元中两个信息比特ab 通常是按格雷码排列的,它与载波相位的关系如表1所示,矢量关系如图2所示。

图2(a )表示A 方式时QPSK 信号矢量图,图2用调相法产生QPSK 调制原理框图如图4所示。

01010011011100图2 二进制码经串并变换后码型由图2可以看到,QPSK的调制器可以看作是由两个BPSK调制器构成,输入的串行二进制信息序列经过串行变换,变成两路速率减半的序列,电平发生器分别产生双极性的二电ω和sin tω进行调制,相加后即可得到QPSK信号。

经平信号I(t)和Q(t),然后对cos t过串并变换后形成的两个支路如图5所示,一路为单数码元,另外一路为偶数码元,这两个支路互为正交,一个称为同相支路,即I支路;另外一路称为正交支路,即Q支路。

2、QPSK解调原理由于QPSK可以看作是两个正交2PSK信号的合成,故它可以采用与2PSK信号类似的解调方法进行解调,即由两个2PSK信号相干解调器构成,其原理框图如图3所示。

图3 QPSK解调原理框图四、实验原理1、实验模块简介本实验需用到基带成形模块、IQ调制解调模块、码元再生模块及PSK载波恢复模块。

(1)基带成形模块:本模块主要功能:产生PN31伪随机序列作为信源;将基带信号进行串并转换;按调制要求进行基带成形,形成两路正交基带信号。

(2)IQ调制解调模块:本模块主要功能:产生调制及解调用的正交载波;完成射频正交调制及小功率线性放大;完成射频信号正交解调。

(3)码元再生模块:本模块主要功能:从解调出的IQ基带信号中恢复位同步,并进行抽样判决,然后并串转换后输出。

(4)PSK载波恢复模块:本模块主要功能:与IQ调制解调模块上的解调电路连接起来组成一个完整的科斯塔斯环恢复PSK已调信号的载波,同时可用作一个独立的载波源。

本实验只使用其载波源。

2、实验系统原理框图基带成形模块产生的PN码(由PN31端输出)输入到串并转换电路中(由NRZ IN 端输入),进行串并转换后输出,成为IQ两路基带信号,IQ基带信号送入IQ调制解调模块中的IQ调制电路分别进行PSK调制,然后相加形成QPSK调制信号,经放大后输出。

QPSK已调信号载波为10.7MHz,是由21.4MHz本振源经正交分频产生。

QPSK已调信号送入IQ调制解调模块中的IQ解调电路分别进行PSK相干解调,相干载波由调制端的本振源经正交分频产生。

解调输出的IQ两路模拟基带信号送入码元再生模块进行抽样判决,转换为数字信元后再进行并串转换后输出。

抽样判决前IQ 信号需经整形变为二值信号,并且需恢复位同步信号。

位同步信号恢复由码元再生模块中的数字锁相环完成。

IQ解调电路的载波也可由PSK载波恢复模块上的本振源提供,此时解调变为非相干解调,从解调输出的模拟基带信号可以看出信号失真很大,无法进行码元再生。

I路图4 实验系统原理框图五、实验步骤1、关闭实验箱总电源,按如下要求连接好连线:1.1 在实验箱上正确安装基带成形模块(以下简称基带模块)、IQ调制解调模块(以下简称IQ模块)、码元再生模块(以下简称再生模块)和PSK载波恢复模块。

1.2 用台阶插座线完成如下连接:1.3 用同轴视频线完成如下连接2、打开实验箱总电源,再分别打开上述各实验模块电源。

3、按基带成形模块上“选择”键,选择QPSK模式(QPSK指示灯亮)。

4、用示波器观察基带模块上“I-OUT”及“Q-OUT”测试点,并分别与“NRZ IN”测试点的信号进行对比,观察串并转换情况。

注意由于串并转换的延迟作用,“I-OUT”、“Q-OUT”测试点的数据相对“NRZ IN”测试点延迟2个码元周期5、示波器探头接IQ调制“输出”端(观测点TH4),观察QPSK已调信号峰峰值,调电位器“W1”使峰峰值为1.2V左右。

6、示波器探头接IQ解调“I-OUT”及“Q-OUT”端,观察波形,调电位器“W1”使I、Q两路信号尽量接近两电平。

(调“W1”可微调信号相位,使解调时正交载波的相位与已调信号尽量接近,以减少解调失真)7、示波器探头分别接IQ解调“I-OUT”端及基带“I-OUT”端,注意观察两者是否一致,若一致表示解调正确,若不一致可能是载波相位不对,可将按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。

8、示波器探头分别接IQ解调“Q-OUT”端及基带“Q-OUT”端,注意观察两者是否一致,若一致表示解调正确,若不一致可能是载波相位不对,可将按IQ模块复位键复位或重新开关该模块电源复位。

9、按再生模块上“选择”键,选择QPSK模式(QPSK指示灯亮)。

10、示波器探头分别接再生模块上“NRZ”端和基带模块上“NRZ”端,观察两路码元是否一致(注意解调出的NRZ码比输入的NRZ码延迟3个码元周期),若一致表示解调正确,若不一致可回到步骤6重新实验。

六、思考题1、实验中,如果I、Q支路接反,即I接到Q,Q接到I,会有正确结果么?为什么?实验二、卷积码编码及译码实验一、实验目的通过本实验掌握卷积编码的特性、产生原理及方法,卷积码的译码方法,尤其是维特比译码的原理、过程、特性及其实现方法。

二、实验内容1、观察NRZ基带信号及其卷积编码信号。

2、观察帧同步信号的生成及巴克码的特性。

3、观察卷积编码信号打孔及码速率匹配方法。

4、观察接收端帧同步过程及帧同步信号。

5、观察译码结果并深入理解维特比译码的过程。

6、观察随机差错及突发差错对卷积译码的影响。

三、基本原理1、卷积码编码卷积码是一种纠错编码,它将输入的k个信息比特编成n个比特输出,特别适合以串行形式进行传输,时延小。

卷积码编码器的形式如图1-1所示,它包括:一个由N段组成的输入移位寄存器,每段有k段,共Nk个寄存器;一组n个模2和相加器;一个由n级组成的输出移位寄存器,对应于每段k个比特的输入序列,输出n个比特。

图1-1 卷积编码器的一般形式由图1-1可以看到,n个输出比特不仅与当前的k个输入信息有关,还与前(N-1)k个信息有关。

通常将N称为约束长度(有的书中也把约束长度定为nN或N-1)。

常把卷积码记为:(n、k、N),当k=1时,N-1就是寄存器的个数。

编码效率定义为:/c R k n =(1-1)卷积码的表示方法有图解表示法和解析表示法两种:解析法,它可以用数学公式直接表达,包括离散卷积法、生成矩阵法、码生成多项式法;图解表示法,包括树状图、网络图和状态图(最的图形表达形式)三种。

一般情况下,解析表示法比较适合于描述编码过程,而图形法比较适合于描述译码。

(1)图解表示法下面以(2,1,3)卷积编码器为例详细讲述卷积码的产生原理和表示方法。

(2,1,3)卷积码的约束长度为3,编码速率为1/2,编码器的结构如图1-2所示。

jj图1-2 (2,1,3)卷积编码器如图1-2所示,卷积码的输出信息p 1,j ,p 2,j 不仅与本地输入信息j m 有关,还与已存入到寄存器的1j m -、2j m -有关,关系式为:1,122,2j i j j j j j p m m m p m m ---=⊕⊕⎫⎪⎬=⊕⎪⎭(1-2)假定移位寄存器的初始状态m j -1、m j -2为00,则当第一个输入比特m j 为0时,由式(1-2)可知,输出的比特为00;当第一个输入比特m j 为1时,输出的比特为11。

随着后面比特的相继输入,寄存器中的比特相继右移,此时输出比特按照式(17-2)可以依次算得。

随着信息序列的不断输入,卷积编码器可能产生的各种序列可以用如图17-3所示的树状图表示。

树状图中,每条树杈上所标注的码元为输出比特,每个节点上标注对a 、b 、c 、d 分别为移位寄存器的状态,a 表示m j -2m j -1=00,b 表示m j -2m j -1=01,c 表示m j -2m j -1=10,d 表示m j -2m j -1=11,一般情况下,共有2N -1种状态。

每条树叉上所标注的码元为输出比特p 1,j p 2,j ,每条树叉的上支路对应输入比特0,下支路对应输入比特1。

树状图从a 点开始画,此时移位寄存器状态为00。

当第一个输入比特m j 为0时,输出比特特p 1,j p 2,j 为00;m j 为1时,输出比特p 1,j p 2,为11。

所以从最左边的a 点出发有两条支路可认选择,m j 为0时取上支路,m j 为1时取下支路。

依次类推可以得到如图1-3所示的树状图。

00110011100100111001110001100011100100110100111001110010起点abcdabcdabcdabcdabdcabaabdcabdc图1-3 (2,1,3)卷积码的树状图对于第j个输入比特有2j条支路,但当3j N=≥时,移位寄存器(树状图的节点)开始重复出现四个状态。

把图1-3中相同状态的节点合并在一起,可以得到卷积码的另外一种表示形式:网格图。

在网格图中,输入比特m j为0(对应码树中的上支路)时用实线表示,输入比特m j为1(对应码树中的下支路)时用虚线表示,各支路上标注的码元为输出比p1,j p2,j,比自上面下的四行节点分别表示a b c d四种状态。

(2,1,3)卷积码的网格图如图1-4所示。

由图1-4可知,从左至右第N节开始,网格图开始重复而完全相同。

取出图1-4中从第N节起的一节网格,便可得到图1-5所示的状态图。

状态图中的约定与前面的网络图和树状图相同,实线表示输入比特m j为0,虚线表示输入比特m j为1。

状态a 00状态b 01状态c 10状态d 11图1-4 (2,1,3)卷积码的网格图状态b 01状态a 00状态c 10状态d 11000110110010图1-5 (2,1,3)卷积码的状态图(2)解析法下面以(2,1,3)卷积编码器为例详细讲述卷积码的产生原理和表示方法。

(2,1,3)卷积码的约束长度为3,编码速率为1/2,编码器的结构如图1-6所示。

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