通信原理(虛擬仿真實(shí)驗(yàn))

1、實(shí)驗(yàn)五雙極性不歸零碼一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握雙極性不歸零碼的基本特征2.掌握雙極性不歸零碼的波形及功率譜的測(cè)量方法3.學(xué)會(huì)用示波器和功率譜分析儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.雙極性不歸零碼編碼器4.示波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理雙極性不歸零碼是用正電平和負(fù)電平分別表示二進(jìn)制碼 和 的碼型，它與雙極性歸零碼類(lèi)似，但雙極性非歸零碼的波形在整個(gè)碼元持續(xù)期間電平保持不變雙極性非歸零碼的特點(diǎn)是：從統(tǒng)計(jì)平均來(lái)看，該碼型信號(hào)在 和 的數(shù)目各占一半時(shí)無(wú)直流分量，并且接收時(shí)判決電平為，容易設(shè)置并且穩(wěn)定，因此抗干擾能力強(qiáng)此外，可以在電纜等無(wú)接地的傳輸線上傳輸，因此雙極性非歸

2、零碼應(yīng)用極廣雙極性非歸零碼常用于低速數(shù)字通信雙極性碼的主要缺點(diǎn)是：與單極性非歸零碼一樣，不能直接從雙極性非歸零碼中提取同步信號(hào)，并且 碼和 碼不等概時(shí)，仍有直流成分。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.按照?qǐng)D3.5-1 所示實(shí)驗(yàn)框圖搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。2.設(shè)置參數(shù)：設(shè)置序列碼產(chǎn)生器序列數(shù)N=128；觀察其波形及功率譜。3.調(diào)節(jié)序列數(shù)N 分別等于64.256，重復(fù)步驟2.圖3.5-1 雙極性不歸零碼實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)五步驟2圖N=128實(shí)驗(yàn)五步驟3圖N=64N=256六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）分析雙極性不歸零碼波形及功率譜。（2）總結(jié)雙極性不歸零碼的波形及功率譜的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)六一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握雙極性歸零碼的基本特征2.掌握雙極性

3、歸零碼的波形及功率譜的測(cè)量方法3.學(xué)會(huì)用示波器和功率譜分析儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.雙極性歸零碼編碼器4.示波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理雙極性歸零碼是二進(jìn)制碼0 和1 分別對(duì)應(yīng)于正和負(fù)電平的波形的編碼，在每個(gè)碼之間都有間隙產(chǎn)生這種碼既具有雙極性特性，又具有歸零的特性雙極性歸零碼的特點(diǎn)是：接收端根據(jù)接收波形歸于零電平就可以判決1 比特的信息已接收完畢，然后準(zhǔn)備下一比特信息的接收，因此發(fā)送端不必按一定的周期發(fā)送信息可以認(rèn)為正負(fù)脈沖的前沿起了起動(dòng)信號(hào)的作用，后沿起了終止信號(hào)的作用因此可以經(jīng)常保持正確的比特同步即收發(fā)之間元需特別的定時(shí)，且各符號(hào)獨(dú)立地構(gòu)

4、成起止方式，此方式也叫做自同步方式由于這一特性，雙極性歸零碼的應(yīng)用十分廣泛。實(shí)驗(yàn)六步驟2N=128步驟三N=64N=256六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（1）分析雙極性歸零碼波形及功率譜。（2）總結(jié)雙極性歸零碼的波形及功率譜的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)七信息交替反轉(zhuǎn)碼（AMI）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解AMI 碼的編碼方式。2.掌AMI 碼的功率譜分析方法。2.掌握AMI 碼的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.AMI 編碼器4.示波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理AMI 英文全稱是Alternate Mark Inversion，AMI 雙極性碼，是指“信號(hào)交替反轉(zhuǎn)”，即零電平表示0，而1 則使電平在正

5、.負(fù)極間交替翻轉(zhuǎn)。雙極性碼是三進(jìn)制碼，1 為反轉(zhuǎn)，0 為保持零電平。根據(jù)信號(hào)是否歸零，還可以劃分為歸零碼和非歸零碼，歸零碼碼元中間的信號(hào)回歸到0 電平，而非歸零碼遇1 電平翻轉(zhuǎn)，零時(shí)不變。作為編碼方案的雙極性不歸零碼,"1"碼和"0"碼都有電流,但是"1"碼是正電流,"0"碼是負(fù)電流,正和負(fù)的幅度相等,故稱為雙極性碼。此時(shí)的判決門(mén)限為零電平,接收端使用零判決器或正負(fù)判決器,接收信號(hào)的值若在零電平以上為正,判為"1"碼;若在零電平以下為負(fù),判為"0"碼。實(shí)驗(yàn)七圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.

6、論述AMI 的編碼方式。2.分析AMI 碼的波形及功率譜。3.總結(jié)AMI 碼的測(cè)量方法。答：1. 原信息碼的0仍編為傳輸碼的0； 原信息碼的1在編為傳輸碼時(shí)，交替地變換為+1，-1，+1，-1，。實(shí)驗(yàn)八傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解各CMI 碼的編碼方式。2.掌握CMI 碼的功率譜分析方法。3.掌握CMI 碼的不同特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.CMI 編碼器4.示波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理CMI（Coded Mark Inversion）碼是傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼的簡(jiǎn)稱，與雙相碼類(lèi)似，它也是一種雙極性二電平碼。其編碼規(guī)則是“1”碼交替用“11”和“00”兩位

7、碼表示；“0”碼固定地用“01”表示。CMI 碼易于實(shí)現(xiàn)，含有豐富的定時(shí)信息。此外，由于10 為禁用碼組，不會(huì)出現(xiàn)三個(gè)以上的連碼，這個(gè)規(guī)律可以用來(lái)宏觀檢錯(cuò)。該碼已被ITU-T 推薦為PCM 四次群的接口碼型，有時(shí)也用在速率低于8.44Mb/s 的光纜傳輸系統(tǒng)中。實(shí)驗(yàn)八圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.論述CMI 的編碼方式。2.分析CMI 碼的波形及功率譜。3.總結(jié)CMI 碼的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)九三階高密度雙極性碼（HDB3）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解HDB3 碼的編碼方式。2.掌握HDB3 碼的功率譜分析方法。3.掌握HDB3 碼的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.HDB3 碼編碼器4.示

8、波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理數(shù)字基帶信號(hào)的傳輸是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要組成部分。在數(shù)字通信中，有些場(chǎng)合可不經(jīng)過(guò)載波調(diào)制和解調(diào)過(guò)程，而對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行直接傳輸。采用AMI 碼的信號(hào)交替反轉(zhuǎn)，有可能出現(xiàn)四連零現(xiàn)象，這不利于接收端的定時(shí)信號(hào)提取。而HDB3 碼因其無(wú)直流成份.低頻成份少和連0 個(gè)數(shù)最多不超過(guò)三個(gè)等特點(diǎn)，而對(duì)定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)十分有利，并已成為CCITT 協(xié)會(huì)推薦使用的基帶傳輸碼型之一。編碼規(guī)則：1 先將消息代碼變換成AMI 碼，若AMI 碼中連0 的個(gè)數(shù)小于4,此時(shí)的AMI 碼就是HDB3 碼;2 若AMI 碼中連0 的個(gè)數(shù)大于3,則將每4 個(gè)連0 小段的第4 個(gè)0 變換成與前一個(gè)非0 符

9、號(hào)(+1 或-1)同極性的符號(hào),用表示(+1+,-1-);3 為了不破壞極性交替反轉(zhuǎn)，當(dāng)相鄰符號(hào)之間有偶數(shù)個(gè)非0 符號(hào)時(shí)，再將該小段的第1 個(gè)0 變換成+B 或-B,符號(hào)的極性與前一非零符號(hào)的相反，并讓后面的非零符號(hào)從符號(hào)開(kāi)始再交替變化。例如:消息代碼: 1 0 0 0 0 1 0 0 0 01 1 0 0 0 0 1 1AMI 碼: +1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0+1 -1 0 0 0 0 +1 -1HDB3 碼: +1 0 0 0 +V -1 0 0 0 -V+1 -1 +B 0 0 +V -1 +1實(shí)驗(yàn)九圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.論述HDB3 的編碼方式。2.分析HDB3 碼的波形及

10、功率譜。3.總結(jié)HDB3 碼的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)十 曼徹斯特碼一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解曼徹斯特碼的編碼方式。2.掌握曼徹斯特碼的功率譜分析方法。3.掌握曼徹斯特碼的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.曼徹斯特碼編碼器4.示波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理曼徹斯特碼Manchester code (又稱裂相碼.雙向碼），一種用電平跳變來(lái)表示1 或0 的編碼，其變化規(guī)則很簡(jiǎn)單，即每個(gè)碼元均用兩個(gè)不同相位的電平信號(hào)表示，也就是一個(gè)周期的方波，但0 碼和1 碼的相位正好相反。其對(duì)應(yīng)關(guān)系為：0-01 1-10信碼0 1 0 0 1 0 1 1 0 雙向碼01 10 01 01 10 0

11、1 10 10 01曼徹斯特編碼是一種自同步的編碼方式，即時(shí)鐘同步信號(hào)就隱藏在數(shù)據(jù)波形中。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)；從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示"0"。還有一種是差分曼徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時(shí)鐘定時(shí)，而用每位開(kāi)始時(shí)有無(wú)跳變表示"0"或"1"，有跳變?yōu)?quot;0"，無(wú)跳變?yōu)?quot;1"。實(shí)驗(yàn)十圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.論述曼徹斯特碼的編碼方式。2.分析曼徹斯特碼的波形及功率譜。3.總結(jié)曼徹斯特碼的測(cè)量方法實(shí)驗(yàn)十一差分碼一、

12、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解差分碼的編碼方式。2.掌握差分碼的功率譜分析方法。3.掌握差分碼的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.差分碼編碼器4.示波器5.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理通信中的差分編碼，差分編碼輸入序列an，差分編碼輸出序列bn，二者都為0.1序列，則差分編碼輸出結(jié)果為bn=an 異或bn-1，并不是bn=an異或an-1（即所謂的：對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，除第一個(gè)元素外，將其中各元素都表示為各該元素與其前一元素的差的編碼。）前者多用在2DPSK 調(diào)制，后者多用在MSK 調(diào)制預(yù)編碼。同時(shí)后者是碼反變換器的數(shù)學(xué)表達(dá)式，即用來(lái)解差分編碼用的。差分碼利用相鄰碼元之間的信號(hào)波形變化與否

13、來(lái)分別表示絕對(duì)碼的"1"或"0"。譬如以相鄰碼元的信號(hào)波形變化表示"1"，以相鄰碼元信號(hào)波形不變表示"0"，所以差分碼又被稱為相對(duì)碼。實(shí)驗(yàn)十一圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.論述差分碼的編碼方式。2.分析差分碼的波形及功率譜。3.總結(jié)差分碼的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)十七二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解OOK 信號(hào)產(chǎn)生的方法及其實(shí)現(xiàn)的方法。2.了解OOK 信號(hào)波形和功率譜的特點(diǎn)及其測(cè)量的方法。3.了解OOK 信號(hào)的解調(diào)及其實(shí)現(xiàn)的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)）2.功率譜分析儀3.示波器4.序列碼產(chǎn)生器5.單極性不歸零

14、碼編碼器6.乘法器7.白高斯噪聲信道8.低通濾波器9.判決器三、實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制通斷鍵控（OOK）方式是以單極性不歸零碼序列來(lái)控制正弦波的導(dǎo)通與關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)。乘法器產(chǎn)生OOK信號(hào)的原理框圖其功率譜密度如下所示：功率譜密度對(duì)OOK 信號(hào)的解調(diào)方式有相干解調(diào)和非相干解調(diào)兩種。相干解調(diào)的框圖如下所示：其中時(shí)鐘提取部分由余弦信號(hào)代替，注意調(diào)節(jié)其頻率相位與載波信號(hào)相同。另一種解調(diào)時(shí)非相干解調(diào)，如下圖：圖3.17-4 OOK 非相干解調(diào)框圖本實(shí)驗(yàn)采用相干解調(diào)方案。實(shí)驗(yàn)十七圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.簡(jiǎn)述通斷鍵控OOK 調(diào)制解調(diào)的原理。2.分析OOK 波形的特點(diǎn)。3.總結(jié)OOK 的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)十八二進(jìn)制相頻鍵控（BPS

15、K）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解用數(shù)字信號(hào)的離散值對(duì)載波的幅度.頻率.相位進(jìn)行鍵控，可獲得的三種調(diào)制方式；2.掌握PSK 的調(diào)制.解調(diào)原理，了解“0”相和“”相載頻信號(hào)的產(chǎn)生方法；3.知道PSK 在目前中.高速傳輸數(shù)據(jù)中的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)）3.單極性不歸零碼編碼器4.雙極性不歸零碼編碼器5.乘法器6.白高斯噪聲信道7.低通濾波器8.判決器9.示波器10.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）是根據(jù)數(shù)字基帶信號(hào)的兩個(gè)電平，使載波相位在兩個(gè)不同的數(shù)值之間切換的一種相位調(diào)制方法。通常，兩個(gè)載波相位相差弧度。故有時(shí)又稱為反相鍵控（PRK）。假如被調(diào)制的信號(hào)

16、是二進(jìn)制信號(hào)用正負(fù)電平表示，則2PSK 與雙邊帶抑制載波調(diào)幅（DSB）完全等效。PSK 信號(hào)可由下式表示：SPSK(t)=A*a(n)*cos(0t+)1.調(diào)制部分：在2PSK 中，通常用相位0°或180°分別表示1 或-1。在此用調(diào)相法生成2PSK，將數(shù)字信號(hào)與載波直接相乘，產(chǎn)生DSB 信號(hào)。圖3.18-1 BPSK 調(diào)制原理框圖解調(diào)部分：BPSK 必須采用相干解調(diào)，如何得到同步載波是關(guān)鍵。圖3.18-2 BPSK 解調(diào)原理框圖實(shí)驗(yàn)十八圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.用示波器觀察系統(tǒng)調(diào)制后的波形；2.繪制各測(cè)量點(diǎn)的波形圖。實(shí)驗(yàn)十九二進(jìn)制差分移相鍵控（DPSK）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解差分移

17、相鍵控（DPSK）的作用及其實(shí)現(xiàn)方法。2.掌握DPSK 的調(diào)制.解調(diào)原理。3.了解DPSK 與BPSK 相比的優(yōu)缺點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)） 2.差分編碼器3.頻譜儀4.乘法器4.示波器6.判決器5.碼序列信號(hào)產(chǎn)生器8.模二加9.白高斯噪聲信道10.單極性不歸零碼編碼器11.雙極性不歸零碼編碼器12.延遲器13.低通濾波器三、實(shí)驗(yàn)原理DPSK 調(diào)制的原理是將雙極性不歸零碼序列進(jìn)行差分編碼，得到二進(jìn)制差分信號(hào)，再經(jīng)過(guò)正弦載波的調(diào)制，得到DPSK 信號(hào)。實(shí)際上，在調(diào)制端的碼序列為絕對(duì)碼時(shí)，輸出為2PSK，調(diào)制端的碼序列為相對(duì)碼時(shí)，輸出為DPSK。圖3.19-1 DPSK 調(diào)制框圖也

18、就是說(shuō)，DPSK 是用相對(duì)碼控制正弦載波的相位的調(diào)制方式。對(duì)于2PSK調(diào)制，在接收端可以用平方環(huán)或科斯塔斯環(huán)提取載波，但存在相位模糊問(wèn)題，2DPSK 的優(yōu)點(diǎn)在于它可以克服在接收端提取載波時(shí)的相位模糊問(wèn)題。圖3.19-2 DPSK 相干解調(diào)框圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖3.19-3 所示搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境2.設(shè)置設(shè)備參數(shù)：雙極性不歸零碼編碼器：碼速率設(shè)為2000000bps載波信號(hào)（余弦信號(hào)1）：頻率f=400Hz，幅度A=1，相位phase=0；解調(diào)時(shí)鐘提取信號(hào)（余弦信號(hào)2）：頻率f=400Hz，幅度A=1，相位phase=0；低通濾波器：通帶截止頻率fp=30Hz，阻帶截止頻率fs=50Hz，采樣頻率s

19、ample=800Hz；3.觀察運(yùn)行結(jié)果的調(diào)制信號(hào)，調(diào)制輸出信號(hào)以及其對(duì)應(yīng)的功率譜，分析此結(jié)果，驗(yàn)證DPSK 調(diào)制。實(shí)驗(yàn)十九圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.簡(jiǎn)述差分移相鍵控DPSK 的原理。2.分析DPSK 波形及頻譜。3.總結(jié)DPSK 的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)二十 二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）-連續(xù)相位一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解連續(xù)相位2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生及實(shí)現(xiàn)的方法。2.測(cè)量連續(xù)相位2FSK 信號(hào)的波形和功率譜密度。3.了解用鎖相環(huán)進(jìn)行2FSK 信號(hào)解調(diào)的原理和實(shí)現(xiàn)的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.調(diào)頻器4.白高斯噪聲信道5.鑒頻器6.包絡(luò)檢波器7.示波器8.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理2FS

20、K 是用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)區(qū)控制正弦載波的頻率，發(fā)送傳號(hào)（數(shù)據(jù)“1”）時(shí)，載波頻率是，發(fā)送空號(hào)（數(shù)據(jù)“0”）時(shí)的載波頻率是。2FSK 信號(hào)可分為相位不連續(xù)2FSK 信號(hào)即相位連續(xù)2FSK 兩種，本實(shí)驗(yàn)采用的是相位連續(xù)2FSK。用壓控振蕩器VCO 來(lái)產(chǎn)生相位連續(xù)的2FSK 信號(hào)，如下圖：圖3.20-1 2FSK 調(diào)制框圖用鎖相環(huán)解調(diào)框圖如下所示：圖3.20-2 2FSK 鎖相環(huán)解調(diào)框圖圖3.20-3 相位連續(xù)的2FSK 信號(hào)波形四、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖20.4 所示搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境2.設(shè)置設(shè)備參數(shù)：調(diào)頻器：載波信號(hào)頻率（待定）f0=40Hz，調(diào)頻系數(shù)為5.0觀察運(yùn)行結(jié)果的調(diào)制信號(hào)，調(diào)制輸出信號(hào)以及其對(duì)應(yīng)

21、的功率譜，分析此結(jié)果，驗(yàn)證2FSK 調(diào)制與解調(diào)圖3.20-4 2FSK 實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)二十結(jié)果圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.簡(jiǎn)述移頻鍵控2FSK 的原理。2.分析2FSK 波形及頻譜。3.總結(jié)2FSK 的測(cè)量方法。實(shí)驗(yàn)二十一二進(jìn)制移頻鍵控（2FSK）不連續(xù)相位一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解不連續(xù)相位2FSK 信號(hào)的產(chǎn)生及實(shí)現(xiàn)的方法。2.測(cè)量不連續(xù)相位2FSK 信號(hào)的波形和功率譜密度。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.單極性不歸零碼編碼器3.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)） 4.正開(kāi)關(guān)5.負(fù)開(kāi)關(guān)6.加法器7.示波器8.功率譜分析儀三、實(shí)驗(yàn)原理2FSK 是用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)區(qū)控制正弦載波的頻率，發(fā)送傳號(hào)（數(shù)據(jù)“1”）時(shí)，載波頻率是

22、f1，發(fā)送空號(hào)（數(shù)據(jù)“0”）時(shí)的載波頻率是f2。2FSK 信號(hào)可分為相位不連續(xù)2FSK 信號(hào)和相位連續(xù)2FSK 兩種，本實(shí)驗(yàn)采用的是不相位連續(xù)2FSK，主要介紹調(diào)制實(shí)驗(yàn)。其表達(dá)式為：四、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖21.1 所示搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境2.設(shè)置設(shè)備參數(shù)：余弦信號(hào)1：信號(hào)頻率f=20Hz；幅度A=1；相位p=0；余弦信號(hào)2：信號(hào)頻率f=5Hz； 幅度A=1；相位p=0；觀察運(yùn)行結(jié)果的調(diào)制輸出信號(hào)以及其對(duì)應(yīng)的功率譜，分析此結(jié)果，驗(yàn)證2FSK 調(diào)制。圖3.21-1 2FSK 實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)二十一結(jié)果圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.簡(jiǎn)述不連續(xù)相位移頻鍵控2FSK 的原理。2.分析不連續(xù)相位2FSK 波形及頻譜。實(shí)驗(yàn)二十二十六

23、進(jìn)制正交幅度調(diào)制（16QAM）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握16QAM 調(diào)制解調(diào)原理；2.掌握實(shí)驗(yàn)平臺(tái)虛擬仿真軟件使用方法；3.設(shè)計(jì)16QAM 調(diào)制與解調(diào)仿真電路，觀察同支路.正交支路波形及16QAM 星座圖。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)） 2.4-2 判決器3.串并轉(zhuǎn)換器4.乘法器5.示波器6.低通濾波器7.序列碼信號(hào)產(chǎn)生器8.并串轉(zhuǎn)換器9.白高斯噪聲信道10.單極性不歸零碼編碼器11.2-4 進(jìn)制轉(zhuǎn)換器三、實(shí)驗(yàn)原理QAM 就是用兩路數(shù)字信號(hào)分別對(duì)兩個(gè)互相正交的同載波進(jìn)行同步調(diào)制，再將兩個(gè)已調(diào)的雙邊帶信號(hào)合成后進(jìn)行傳輸。由于采用了幅度調(diào)制與解調(diào)，不但實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，而且在帶寬和功率利用上也最有效。但

24、16QAM 不屬于恒定包絡(luò)調(diào)制方式，因而不適用于具有非線性部件的信道。16QAM 第i 個(gè)信號(hào)的表達(dá)式為：Si(t)=Aicos(0t+i) (i=1,2,16)。116QAM 調(diào)制原理：16QAM 的產(chǎn)生有兩種方法：（1）.正交調(diào)幅法：它是用兩路正交的4 電平ASK 信號(hào)迭加而成；（2）.復(fù)合相移法：它是用兩路獨(dú)立的4 電平PSK 信號(hào)迭加而成。在此采用正交調(diào)幅法，原理框圖如下圖22.1 所示：圖3.22-1 16QAM 調(diào)制框圖圖中串/并變換器將速率為RB 的二進(jìn)制碼元序列分為兩路，速率為RB/2。2-4 點(diǎn)評(píng)變換為Rb/2 的二進(jìn)制碼元序列變成速率為RS =RB/log216的4 個(gè)電平

25、信號(hào)，4 電平信號(hào)與載波信號(hào)相乘，完成正交調(diào)制。兩路信號(hào)疊加后產(chǎn)生16QAM 信號(hào)。在兩路速率為RB/2 的二進(jìn)制碼元序列中，經(jīng)24 電平變換器輸出為4 電平信號(hào)，即M=16。經(jīng)4 電平正交幅度調(diào)制和疊加后，輸出16 個(gè)信號(hào)狀態(tài)，即16QAM。RS =RB/log216= RB/4216QAM 解調(diào)原理：（1）解調(diào)方法采用正交相干解調(diào)的方法解調(diào)。一路對(duì)cosCt 相乘，一路對(duì)sinCt 相乘，然后經(jīng)過(guò)低通濾波器，濾去乘法器產(chǎn)生的高頻分量，獲得有用信號(hào)。經(jīng)過(guò)低通濾波器輸出信號(hào)經(jīng)抽樣判決可恢復(fù)出電平信號(hào)。16QAM 正交相干解調(diào)如圖22.2 所示。圖3.22-2 16QAM 相干解調(diào)框圖（2）16

26、QAM 調(diào)制解調(diào)整體系統(tǒng)框圖如下所示：圖3.22-3 16QAM 調(diào)制解調(diào)框圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.如圖22.4 所示搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境2.設(shè)置設(shè)備參數(shù)：余弦信號(hào)1：頻率f=400Hz，相位p=0；幅度A=1；余弦信號(hào)2：頻率f=400Hz，相位p=1.57（/2）；幅度A=1；余弦信號(hào)3：頻率f=400Hz，相位p=0；幅度A=1；余弦信號(hào)4：頻率f=400Hz，相位p=1.57（/2）；幅度A=1；低通濾波器1：通帶截止頻率fs=30Hz，fp=50Hz，sample=800Hz；低通濾波器2：通帶截止頻率fs=30Hz，fp=50Hz，sample=800Hz；觀察運(yùn)行結(jié)果的調(diào)制信號(hào)，調(diào)制輸出

27、信號(hào)以及其對(duì)應(yīng)的功率譜，分析此結(jié)果，驗(yàn)證QAM 調(diào)制與解調(diào)圖3.22-4 16QAM 實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)22結(jié)果圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.用示波器觀察系統(tǒng)調(diào)制.解調(diào)后的功率譜；2.繪制各端口的波形圖；3.自行所設(shè)計(jì)星座圖電路及其驗(yàn)證測(cè)試結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二十三 四相移相鍵控（QPSK）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解用數(shù)字信號(hào)的離散值對(duì)載波的相位進(jìn)行鍵控，可獲得的調(diào)制方式；2.掌握QPSK 的調(diào)制.解調(diào)原理，了解四種載頻信號(hào)的產(chǎn)生方法；3.了解QPSK 相對(duì)于2PSK 的優(yōu)缺點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.串并變換器3.單極性不歸零碼編碼器4.雙極性不歸零碼編碼器5.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)） 6.乘法器7.白高斯噪聲信道8.

28、低通濾波器9.判決器10.并串變換器11.示波器三、實(shí)驗(yàn)原理四相移相鍵控（QPSK）又名四進(jìn)制移相鍵控，該信號(hào)的正線載波有4個(gè)可能的離散相位狀態(tài)，每個(gè)載波相位攜帶2 個(gè)二進(jìn)制符號(hào)，其信號(hào)表達(dá)式為：圖3.23-1 QPSK 星座圖圖3.23-2 QPSK 調(diào)制框圖圖3.23-3 QPSK 解調(diào)框圖在QPSK 調(diào)制框圖中，采用雙極性不歸零碼作為基帶信號(hào)，它由序列碼產(chǎn)生器經(jīng)過(guò)單極性不歸零碼編碼器及雙極性不歸零碼編碼器編碼所得；在QPSK 解調(diào)框圖中g(shù)R（t）使用低通濾波器。QPSK 信號(hào)，它的頻帶利用率較高，但會(huì)產(chǎn)生180°的載波相位跳變。這種相位跳變引起包絡(luò)起伏，當(dāng)通過(guò)非線性部件后，會(huì)導(dǎo)

29、致頻譜擴(kuò)展，增加對(duì)相鄰波道的干擾，因此對(duì)放大器線性度敏感。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1.結(jié)合圖3.23-4 所示實(shí)驗(yàn)器材和原理框圖在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上搭建實(shí)驗(yàn)電路；2.設(shè)置實(shí)驗(yàn)器材相關(guān)參數(shù)：余弦信號(hào)1：幅度A=1；頻率f=400Hz；相位p=0；余弦信號(hào)2：幅度A=1；頻率f=400Hz；相位p=1.57（/2）；余弦信號(hào)3：幅度A=1；頻率f=400Hz；相位p=0；余弦信號(hào)4：幅度A=1；頻率f=400Hz；相位p=1.57（/2）；其中余弦信號(hào)1.2 是作為載波信號(hào)，余弦信號(hào)3.4 作為解調(diào)所需時(shí)鐘同步信號(hào)低通信號(hào)1：通帶截止頻率fp=30Hz；阻帶截止頻率fs=80Hz；采樣頻率s=800Hz；低通信

30、號(hào)2：通帶截止頻率fp=30Hz；阻帶截止頻率fs=80Hz；采樣頻率s=800Hz；這兩個(gè)低通濾波器作為解調(diào)濾波所用。3.運(yùn)行之后，序列碼產(chǎn)生器經(jīng)過(guò)單極性不歸零碼編碼器之后即為輸入的調(diào)制信號(hào)，觀察此信號(hào)與輸出解調(diào)信號(hào)，是否達(dá)到了解調(diào)效果。使用示波器觀察串并轉(zhuǎn)換之后經(jīng)過(guò)編碼的雙極性不歸零碼輸出與調(diào)制信號(hào)的關(guān)系，驗(yàn)證串并轉(zhuǎn)換的正確性。圖3.23-4 實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)二十三結(jié)果圖六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.簡(jiǎn)述QPSK 調(diào)制解調(diào)的原理。2.分析QPSK 串并轉(zhuǎn)換的方式。實(shí)驗(yàn)二十四 差分四相移相鍵控（DQPSK）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解DQPSK 調(diào)制解調(diào)方式的特點(diǎn)；2.掌握DQPSK 的調(diào)制.解調(diào)原理，了解四種載頻信號(hào)的產(chǎn)生方法；3.了解DQPSK 相對(duì)于QPSK 的優(yōu)缺點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.序列碼產(chǎn)生器2.串并變換器3.單極性不歸零碼編碼器4.差分碼編碼器5.雙極性不歸零碼編碼器6.信號(hào)發(fā)生器（余弦信號(hào)）7.乘法器8.白高斯噪聲