通信原理实验思考题

关键词： 思考题 环节 原理 教学

通信原理实验思考题（通用8篇）

篇1：通信原理实验思考题

思考题

第三章

数字调制技术

实验一 FSK 传输系统实验、FSK 正交调制方式与传统的一般 FSK 调制方式有什么区别? 其有哪些特点?

一般FSK调制方式产生FSK信号的方法根据输入的数据比特是0还是1，在两个独立的振荡器中切换。采用这种方法产生的波形在切换的适合相位是不连续的。正交FSK调制方式产生FSK信号的方法是：首先产生FSK基带信号，利用基带信号对单一载波振荡器进行频率调制。

传统的FSK调制方式采用一个模拟开关在两个独立振荡器中间切换，这样产生的波形在码元切换点的相位是不连续的，而且在不同的频率下还需采用不同的滤波器，在应用上不方便。采用正交调制的优点在于 在不同的频率下可以自适应的将一个边带抑制掉，不需要专门设计滤波器，而且产生的波形相位也是连续的，从而具有良好的频谱特性。、TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？

TPi03 和TPi04 分别是基带 FSK 输出信号的同相支路和正交支路信号。测量两信号的时域信号波形时将输入全 1 码（或全 0 码），两信号是满足正交关系。即：TPi03的信号与TPi04信号频率相同，相位相差90︒

3、分析解调端的基带信号与发送端基带波形（TPi03）不同的原因？

这是由于解调端和发送端的本振源存在频差，实验时可以将解调器模块中的跳线置于右端，然后调节电位器，可以看出解调端基带信号与发送端趋于一致。

4、（思考）为什么在全 0 或全 1 码下观察不到位定时的抖动？ 因为在全0全1码下接收数据没有跳变沿，译码器无论何时开始从译码均能正确译码，因此译码器无需调整，当然就看不到抖动了。

实验二 BPSK 传输系统实验

1、写出眼图正确的观察方法；

对眼图的测试方法如下：用示波器的同步输入通道接收码元的时钟信号，用示波器的另一通道接在系统接收滤波器的输出端（例如 I 支路），然后调整示波器的水平扫描周期（或扫描频率），使其与接收码元的周

期同步。这时就可以在荧光屏上看到显示的图型很像人的眼睛，所以称为眼图 1）“眼睛”张开最大的时刻是最佳抽样时刻；（2）中间水平横线表示最佳判决门限电平；

（3）阴影区的垂直高度表示接收信号振幅失真范围。

（4）“眼睛”的斜率表示抽样时刻对定时误差的灵敏度，斜率越陡，对定时误差的灵敏度要求越高，即要求抽样时刻越准确。

（5）在无噪声情况下，“眼睛”张开的程度，即在抽样时刻的上下两阴影区间的距离之半，为噪声容限；若在抽样时刻的噪声超过这个容限，就可能发生错误判决。所以利用眼图可大致估计系统性能的优劣。

2、叙述 Nyquit 滤波作用。

一种截止频率fc等于采样率f的理想低通滤波器。通过Nyquist滤波，可以滤除2f、3f……附近的频率

在实际通信系统中，通常采用 Nyquist 波形成形技术，它具有以下三方面的优点：

1、发送频谱在发端将受到限制，提高信道频带利用率，减少邻道干扰；

2、在接收端采用相同的滤波技术，对 BPSK 信号进行最佳接收；

3、获得无码间串扰的信号传输；

3.思考：怎样的系统才是最佳的？匹配滤波器最佳接收机性能如何从系统指标中反映出来？采用什么手段测量？

匹配滤波器的最佳接收机性能可以通过系统的传输的信噪比，信道误码率等指标反映出来。

第四章

语音编码技术

实验一 PAM 编译码器系统

1、当fs＞2fh 和fs＜2fh 时，低通滤波器输出的波形是什么？总结一般规律。

一般规律：当Fs>2Fh时，通过低通滤波器能无失真的恢复原始信号波形，而当Fs<2Fh时，则不能恢复出原始信号

实验三 CVSD 编码器和CVSD 译码器系统

1、CVSD 编译码器系统由哪些部分组成？各部分的作用是什么？

CVSD 编码系统分别由 CVSD 发送模块和 CVSD 译码模块模块完成。CVSD 编码器模块将拟信号进行 CVSD 编码，转换为数字信号在信道上进行传输。CVSD 译码器模块将信道上接收到的数字信号进行 CVSD 码字译码处理，还原出模拟信号。

CVSD编码器主要由编码集成电路、运放、本地译码器、音节滤波器和非线性网络组成。

其中，运放的作用是将输入信号调整到需要的范围再进行信号处理；本地译码器是通过R806、R807、R808、C805和C804组成的积分网络完成本地译码；R813、R814和C806构成音节滤波器，用于对连码一致性脉冲进行平滑；U802B、D801、D802和周围电阻组成非线性网络，使得在大信号输入时，量化阶自适应的增加，实现斜率连续可变的自适应增量调制。

2、CVSD与△M相比性能有哪些提高？

△M是将信号瞬时值与前一个取样时刻的量化值之差进行量化，而且只对这个差值的符号进行编码，而不对差值的大小编码。它存在一个过载限制，那就是如果信号的斜率错误！未找到引用源。大于了错误！未找到引用源。，调制器将跟踪不上信号的变化，出现过载。

而CVSD在一定程度上缓解了这种过载情况的出现。它能自动检测增量并且自适应的调整量化阶电平（通过一致性检测实现），尽量使得调制器能够跟得上信号的变化。

3、根据实验结果，阐述可变斜率的调整过程。起初，系统设定一个默认的量化阶电平。如果信号增加，那么对应编码位为1，如果信号连续增加使得编码为连续出现了3个1，那么系统通过一致性脉冲检测到这种情况之后，自动的增加量化阶电平，争取信号的增加在量化阶电平的范围之内。如果之后信号的增加小于了量化阶电平，那么对应的编码输出为0，如果信号的增加仍然大于量化阶电平，那么对应编码输入仍为1，系统仍要增加量化阶电平，直到信号的增加小于量化阶电平为止。如果信号变化的频率足够快，系统可能会跟踪不上信号的变化，使得输出编码会出现连续的1或连续的0，甚至出现拖尾，即与原来的信号出现了时间上的延迟。信号连续减小对应调整过程也是如此。

第五章

码型变换技术

实验一 AMI/HDB3 码型变换实验

1、总结 HDB3 码的信号特征

答：HDB3 码的全称是三阶高密度双极性码。没有直流分量，易于提取定时信号，译码简单。

2、（思考）AMI数据延时量测量因考虑到什么因素？

应该考虑数据周期的长短，采用周期性的短序列测量到的延时都是不准确的，因而很可能此时的延时t=nT+t1,但是用示波器测量到得延时仅为t1，因此示波器测量的延时都是不准确的，而实际传输的数据都具有随机性，而且周期都很长，测量时不会出现上述错误。

3、（思考）具有长连 0 码格式的数据在 AMI 编译码系统中传输会带来什么问题，如何解决？

会造成收端无法提取位定时，因而不利于收端同步，在实际传输中需要将其转化成HDB3码才能进行传输。

4、（思考）为什么在实际传输系统中使用HDB3 码？用其他方法行吗（如扰码）？

HDB3码具有良好的抗连0特性，有利于收端定时的提取，采用扰码也可以。

篇2：通信原理实验思考题

1.ASK、FSK调制解调原理框图以及实验测量点标注及数据记录标示说明。2.基带信号为什么要调制后再传输？

3.ASK、FSK抗噪声性能以及频谱利用问题。

4.ASKOUT与ASK解调输出、FSKOUT与ASK解调输出输出之间经过了什

么电路？

注意：

在PSK调制解调实验结束提交PSK实验报告时，提交systemview软件仿真实验报告。

篇3：通信原理实验教学改革探析

实验教学作为高等学校教学工作的重要组成部分,对培养学生的动手能力、分析解决问题的能力、正确的思维方法及严谨的工作作风等方面起着不可替代的作用,它是培养实践型人才的重要途径。基于上述认识,实验课程应与现代科技同步发展,从而制订出实验课教学改革的具体实施方案。

1 通信原理实验课程特点

通信原理是通信、电子工程等专业的主干课程之一,是移动通信、光纤通信、卫星通信、计算机通信等后继专业课程的基础,也是许多高校研究生入学考试的课程之一。课程主要讲述信号传输的基本原理、方法和性能,结合实际的有线与无线通信系统的工作原理,使学生系统地了解和掌握现代通信的基础理论和设计思想。该课程内容丰富、理论抽象,对工程数学及其应用能力要求高,从而导致学生学习的难度偏大,很容易“畏难而退”。通过开设通信原理实验课程,使理论与实践的结合,既有助于提高学生的学习兴趣,加强理论知识的掌握,又可以培养学生的动手能力,将大大提升通信工程专业人才的培养质量。

鉴于目前通信原理实验课程的内容单一,以验证性实验为主,效果一般,重新规划通信原理实验课程,从教学资源和教学方法两个方面进行整合改革。

2 多种实验平台的整合

基于通信原理课程的特点以及实验设计的目的,实验平台的选择是至关重要的。在现有条件下,适合应用在通信原理实验当中的平台主要有通信原理实验箱、计算机仿真平台以及设计平台。在操作不同类型的通信原理实验过程中,这些平台各有优缺点,应针对各种实验方式的特点进行设计,达到最佳效果。

2.1 实验箱平台

实验箱平台一直是通信原理实验使用的传统教学方式,这种平台对验证性实验比较适用,有利于加深通信原理单个知识点的理解。对实验箱的使用,需着重考虑实验课和理论课的协调配合,避免出现实验内容与理论内容脱节,超前或滞后的方式,针对这一问题,在具体教学中可采用课程组长负责制,由课程组长整体协调理论课和实验课内容,以达到最佳实验效果。

2.2 软件仿真平台

可用于通信原理实验的仿真软件主要有两款:Systemview和Matlab。这两款软件都可进行通信系统的仿真设计与分析,有助于学生构建系统整体概念,是对理论课所学知识的一种综合应用。可让学生自己动手,对常用的模块自己编写文件,从具体模块的实现到整体系统的架构,可很好的加强学生对知识的掌握,有助于培养综合思维能力。

2.3 EDA的实验平台

EDA实验平台相对于传统的通过一些专用集成芯片搭建通信系统的实验方式,可以避免使用种类繁多的专用集成芯片,从而简化了电路。学生用硬件描述语言编写程序,可以在同一可编程逻辑器件上完成各种不同的通信技术,避免了连线的繁琐。并且可以在一个通用的基于EDA的硬件平台上,来实现所有的实验内容。而且要采用EDA技术,学生必须自己在充分掌握实验理论的基础上自己编写程序,这有别于传统实验中学生只需按照实验步骤连接电路甚至不需要了解原理也可以完成实验。这将大大调动学生的创造性和主观能动性,对提高学生的实验兴趣也有很大的帮助。

总体而言,实验平台的选择主要是充分利用学校现有的教学条件,尽量在现有条件下为学生提供更多的实验机会,充分培养学生的实践能力,提高学生的竞争力。

3 教学方法和内容的改革

实验开设是否成功和教学方法是分不开的。因此,为了融多种实验平台于通信原理的实验教学中,必须对传统的实验教学方法及内容进行相应的改革。从单一的验证性实验向多种实验模式相结合转变,从仅1个学期的单一通信原理实验,向穿插于整个大学时期的多种方式的混合实验课程转变。充分利用现有实验条件,将通信原理实验内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分。

3.1 验证性实验

验证性实验的关键是与理论知识的紧密结合,辅助学生理解掌握理论知识,因此从实验时间、实验方式、实验内容的安排上都应与理论课相协调,才能达到最好的实验效果。因此在验证性实验的改革调整中应贯穿这一原则,以期找到最佳的实验方案。针对这一情况,对验证性实验的教学内容以及实验方式进行改革。

(1)实验内容:验证性实验课应与理论课同步进行,紧密结合,实验时间应与理论课的主讲教师协调,灵活调整。实验内容应配合理论课的教学需要,着重对理论理解中的重点和难点进行实验,通过实验加强学生对理论知识的理解掌握。

(2)实验方法:可以采用学生动手和教师演示相结合的方式进行。学生以实验箱进行仿真实验为主,教师上课的过程可辅助以Matlab仿真结果,以加强学生对理论知识的理解掌握。实验箱除了验证通信原理理论知识外,还和通信原理知识的实际应用结合起来,譬如它还会要求学生对通信信号的时延和同步等问题进行分析,为实际通信电路的设计奠定较好的基础。

3.2 综合性实验

综合性实验的关键是让学生构建完整的通信系统概念,能将所学知识连贯起来,综合应用。因此在综合性实验的改革调整中应贯穿这一原则,以期找到最佳的实验方案。

(1)实验内容:综合性实验强调对通信系统整体的掌握。学生在理论课和验证性实验课上学习了通信系统各组成模块的内容,通过综合性实验,将信号的调制解调、编码解码、复用解复用、信道、滤波等多个环节结合在一起,构架一个完整的通信系统,完成信号的传输,培养综合运用能力。

(2)实验方法:以实验箱和仿真实验相结合的方式进行。对于一些简单的综合系统,可以利用实验箱完成,让学生利用之前做过验证性实验的模块,搭建一些简单的通信系统。对于大型通信系统,实验箱无法完成就可以采用软件仿真的方式进行。其中Systemview软件平台对设计综合性实验具有操作简单、贴切实际的硬件实现。因此,对大型的难度较大的通信系统,可以建议学生采用这个平台。但是对系统架构较简单的数字通信系统,建议学生采取Matlab的模块仿真加EDA设计进行操作,EDA实验平台对数字通信系统有很好的优势,也是结合实际工程设计的要求来进行。

3.3 设计性实验

通信原理课程的设计性实验主要目的是将理论与实际相结合,让学生根据给定的技术要求实现一些简单的通信模块,为以后的实际工作预演。

(1)实验内容:主要是按照要求的技术指标,设计实现具有一定功能的通信模块,比如实现一个用于普通电话机的话音信号编码器,或者实现一个具有一定增益要求的放大器等。

(2)实验方法:模块仿真和EDA设计相结合。当前在实际通信模块产品开发过程中,大多采用Matlab仿真加EDA或DSP设计工具实施,其中DSP工具对普通高等学校的学生来说难度较大,因此一般可考虑采用EDA设计工具,条件允许的情况下可为学生提供EDA和DSP两种平台,学生可以按照个人的兴趣自愿选择设计手段。譬如卷积编码模块的设计性实验,可以采用Matlab对确定的卷积编码器进行功能仿真,如果仿真和理论分析结果一致,则说明设计思路正确。在这基础上,再采用EDA开发系统或DSP开发系统对卷积编码器进行系统选型、实验和测试,并对其运行速率等性能进行分析,以便重新设置参数,进一步提高它的性能等。该实验过程可以缩短开发流程,降低开发成本,可以使学生掌握实际工程的设计方法,能更好地为今后的学习和工作做准备。

(3)教学安排:这部分实验不在实验教学学时内安排,目前主要以两种形式开展,一是作为毕业设计,二是在高年级开设专门的设计性实验课程,此时学生相关的软硬件知识已经学习了,通过设计性实验可以将各种知识整合,综合利用。在整个设计性实验过程中,实验室对学生全天候开放,学生可以在课余时间来实验室进行设计、制作和调试。此时学生没有其他因素干扰,可专心投入,收获较大,且对后面的就业非常有利。

设计性实验是偏重于应用的实验,通过实验过程,使学生具备一定的实践能力和创新能力,使实验教学真正成为培养学生实践能力的重要环节。

4 结束语

针对目前通信原理实验仅采用实验箱进行验证类实验,实验方式单一,效果较差,未充分利用现有的实验条件的情况,将多种类型的实验平台进行整合,在学院及系里教学规划和实验经费允许的情况下,将课程内容调整为验证性、综合性和创新性实验3部分,使实验内容既配合理论课程的教学,又与现代通信技术同步发展,使实验课程的教学从内容到形式上都有较大改观。

总之,通过采取多种实验模式相结合的灵活教学方法,最终目的只有一个,就是希望使学生经过大学4年的学习,成为具有扎实理论基础、较强动手能力的高素质人才,同时又具有较强的市场竞争力。

摘要：针对DSP原理与应用课程的特点,从教学内容、教学方法、教学手段和实践教学方面对DSP原理与应用课程的教学改革进行了探索与实践。通过改革,提升了教学效果,激发了学生的创新能力,提高了学生的实际动手能力,为学生毕业后从事DSP相关的工作奠定了良好的基础。

关键词：通信原理实验,教学改革,教学方法,设计性实验

参考文献

[1]Luo Yuanqiu,Wang Ting,Weinstein Steve,et al.Integrating optical and wireless services in the access network[C].2006 Optical Fiber Communication Conference,and the 2006 National Fiber Optic Engineers Conference,2006

[2]Liu Qingchong,Qiao Chunming,Mitchell Gregory,et al.Optical wireless communication networks for fi rst-and last-mile broadband access[J].Journal of Optical Networking,vo14,n12,2005,12:807～828

[3]Rockwell,David A,Mecherle G.Optical wireless:Low-cost,high-speed,optical access[J].Proceedings of SPIE-The International Society for Optical Engineering,2001

[4]张曙.基于RoF技术的EPON和WiMAX融合方案的研究[J].光通信技术,2010,16(3):53～54

[5]刘谦,丁敏英,陈林.正交频分复用在RoF系统中的应用研究[J].光通信技术,2010,8:55～57

篇4：通信原理实验思考题

[关键词]通信原理实验 实验效果 改进

通信技术的快速发展，要求通信专业的学生和科技人员不但要掌握扎实的理论基础，还应具有较强的工程概念和动手能力及开拓创新和快速适应工作的综合能力。《通信原理》是通信工程专业的重要专业基础课，内容广、难度大，为保证课堂教学效果，让学生牢固掌握基础理论，扎实培养学生分析解决通信基本问题的能力和积累一定的方法，配有相应的实验课程。传统的本科通信原理实验课程多以实验箱进行验证性实验为主，只需学生在相应的接口中插入导线，按照实验指导书的步骤正确连接即可实现，使得学生的实践动手能力得不到充分的锻炼，也起不到通过实验加深理论的作用。针对这个问题，有部分高校进行了改革，如采用EDA平台进行通信系统仿真设计[1]和FPGA平台+单片机进行系统设计[2]，但由于学时、条件等方面的限制，往往不能在通信原理实验课程中实现，而只能在通信专业课程设计环节中完成这方面的教学工作，对实验课程的效果改进帮助不大。

通信原理实验教学改进的基本思路

通信原理实验的学时数多为16-20学时，实验时间是在课堂教的相关内容结束以后交叉进行，能够进行8个验证性实验和1个综合性实验，典型的实验内容为PAM调制与解调、PCM调制与解调、FSK调制等项目，由通信原理实验箱实现。

我们在通信原理实验课程中选用的实验箱是南京恒缔公司的HDB621B，该实验箱能够满足验证性实验的基本要求。为了进一步提高通信原理实验环节的教学效果，在现有的实验学时的条件下，需要挖掘原有的实验设备的潜力。HDB621B实验箱采用模块化的结构，单次实验中学生只能使用其中某一部分，还不能模拟设计一个接近真实的通信系统，学生的实验侧重在数字技术，对一些常用的模拟技术并不涉及，这跟现在的通信原理教学大纲不是很相符，也欠缺对学生的综合设计能力的训练。在实验过程中，学生按照该实验箱配套的实验指导书规定的步骤，可以完成一系列通信原理实验。由于众所周知的原因，验证性实验的主要缺点是扩展性、操作性不强，学生除了按照事先规定好的步骤完成实验外，并不能根据实验原理实现额外的操作，只能被动地实验，其结果是完成实验以后，学生可能记录了大量的实验数据和波形，但是对这些数据的产生原理和目的，却没有一个深入的理解，实验效果也就无从谈起。

针对上述问题，在不额外购置新实验设备的情况下，较好的作法是深入挖掘原有实验箱的潜力，结合通信原理课程的特色，对实验箱进行改进。例如，实验箱原有的各种载波信号都是固定不变的，而这些载波信号是由高频振荡电路生成并引入各个模块，于是可以将原有的高频振荡电路中的电容由固定电容替换成可变电容，以此来获取各种不同的载波信号，学生可以自己改变可变电容的值，获得各种欠调节或过调节信号，经过与理想调制信号相比较，能够有一个更加深入的实验效果。在每次实验之前，由实验指导教师，将改进之处的电路结构和原理解释清楚，并要求学生着重加强在改进步骤处的实验，同时，指导教师应该强调在实验报告中对这部分内容的总结，以达到更好的实验效果。

对PAM实验的改进

PAM(Pulse Amplitude Modulation脉冲幅度调制)实验是通信原理实验的第一个系统性实验，下面将以这个实验为例说明本文所提及的对实验电路改进的方法。该实验的原理是利用抽样脉冲去调制基带信号，将幅度连续的模拟信号转换成幅度离散的已调信号，奈奎斯特低通抽样规定当抽样频率大于等于两倍的信号最高频率时，可以实现无失真抽样。在实验箱中，由555定时器生成了16kHz的方波信号作为抽样脉冲，但由于振荡电容固定，此方波信号的频率不可变。学生在做这部分实验的时候，只能得到一个16kHz的已调信号，过程和结果比较单调，不会产生很大的实验兴趣。

为了加深实验效果，可以将电路进行如下改进，将图1中CA601处的电容焊下，引出两个触点，在做PAM实验的时候提供一个可变电容箱给学生，要求他们在实验中将电容箱接入CA601对应的触点，并调节电容箱输出电容的大小，因为CA601电容是555定时器的输入振荡电容，就可获取多个不同频率的抽样脉冲，例如小于信号频率、约等于2倍信号频率和远大于两倍信号频率这3种信号，以这些抽样脉冲去调制原始信号，会产生过调、欠调和正好匹配的三种情况。于是，学生可以从实验结果波形(图2)明显感受到低通抽样定理的作用，实验效果良好。

图1 555定时器生成抽样脉冲电路图

（1）欠调信号 （2）过调信号 （3）适调信号

图2 PAM实验结果波形

在上述改进方法中，电路的改进只是一个方面，更为重要的一个环节是对学生的实验指导，任课教师在每次开始实验之前，应将改进的原因结合实验对应的通信基本原理进行详细说明，并要求学生按照实验原理自己设计频率范围，做到在实验的时候心中有数，而不是老师说什么学生就做什么，只有这样，才能更好的将实验与课程内容相结合，提高做实验的效果。

总结

本文主要论述了对通信原理实验的一些改进思路，归纳起来主要有以下几点：(1)综合考虑实验学时和设备的限制，在不对原有系统进行大规模更新的条件之下，对已有实验箱进行简单改造，成本低、见效快。(2)在验证性实验中依托通信原理的基本内容引入部分设计性元素，增强实验的操作性。(3)起到了良好的互动作用，可以部分地解决实验教学中以老师为中心的传统教学方法的缺点，充分调动学生的主动能动性，激发学生在实验之后主动去理解实验原理的热情。实践证明，在对通信原理实验进行改进之后，学生对通信原理实验的积极性和兴趣性都很高，从实验环节反馈到课堂教学环节的收获也有所提高，实验效果显著改善。

项目基金：贵州省科技基金(黔科合J字[2007]2201号),贵州省精品课程项目（2007）。

参考文献:

[1]张秀丽,鲍程红.通信原理综合性实验项目的设计与实践[J].宁波工程学院学报，2007，(12):14-17.

[2]寇艳红.通信原理开放性实验项目设计[J].实验技术与管理，2005，22(11):105-107.

[3]樊昌信，等.通信原理(第6版) [M]. 北京:国防工业出版社,2008.

篇5：通信原理实验报告

1、实验名称：

2、实验目的：

3、实验步骤：（详细记录你的实验过程）

例如：（1）安装MATLAB6.5软件；

（2）学习简单编程，画图plot（x,y）函数等

（3）进行抽样定理验证：首先确定余弦波形，设置其幅度？、频率？和相位？等参数，然后画出该波形；进一步，设置采样频率？。。画出抽样后序列；再改变余弦波形的参数和抽样频率的值，改为。。。，当抽样频率？>=余弦波形频率2倍时，怎么样？否则的话，怎么样。。

具体程序及图形见附录1（或者直接放在这里，写如下。）

（4）通过DSP软件验证抽样定理

该软件主要有什么功能，首先点“抽样”，选取各种参数：a, 矩形波，具体参数，出现图形

B，余弦波，具体参数，出现图形

然后点击“示例”中的。。。。。。具体参数，图形。。

4、思考题

5、实验心得

6、附录1

篇6：通信原理实验报告

1.1 无线信道特性分析 1.1.1 实验目的

1)了解无线信道各种衰落特性；

2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义；

3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。

1.1.2 实验内容

1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0-3-6-9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：

移动通信系统

1.1.3 实验作业

1)根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。

fm=200;t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05];p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9];t2=t.^2;E1=sum(p.*t2)/sum(p);E2=sum(p.*t)/sum(p);rms=sqrt(E1-E2.^2);B=1/(2*pi*rms)T=1/fm

2)设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程中，观察并分析瑞利信道输出的信道特征图（观察Impulse Response(IR)、Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering Function）。（配合截图来分析）Impulse Response(IR)

移动通信系统

从冲击响应可以看出，该信道有四条不同时延的路径。多径信道产生随机衰落，信道冲击响应幅值随机起伏变化。可以看出，该信道的冲激响应是多路冲激响应函数的叠加，产生严重的码间干扰。Frequency Response(FR)

频率响应特性图不再是平坦的，体现出了多径信道的频率选择性衰落。

移动通信系统

IR Waterfall

频率展宽后，信号的冲激响应不再平坦，是由于多径信道中不同信道的叠加影响

Doppler Spectrum

由于多普勒效应，接受信号的功率谱展宽扩展到fc-fm至fc+fm范围。

移动通信系统

3)观察并分析信号在经过瑞利衰落信道前后的星座图变化（截图并解释）。

前

标准的QPSK星座图，4个相位 后

移动通信系统

信号经过多径信道后，相位和幅值均发生了随机变化，信号不再分布在四个点附近，可以看出信号质量很差。说明多径信道对信号产生了巨大的干扰。PSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析

1.2BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析 1.2.1实验目的

掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系统的链路实现，仿真BPSK/QPSK信号在AWGN信道、单径瑞利衰落信道下的误码性能。

1.2.2实验作业

1)基于simulink搭建BPSK/QPSK通信链路，经过AWGN信道，接收端相干解调，仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~10dB时（间隔：

移动通信系统

1dB）误码性能曲线。仿真参数：

a)仿真点数：106

b)信源比特速率：1Mbps。

Bpsk通信链路

QPSK通信链路

BPSK AWGN参数

移动通信系统

QPSK AWGN参数

用bertool画出BPSK信号的误码率曲线（0~10dB）

移动通信系统

由此可见BPSK和QPSK的在同一Eb/No时误比特率基本一样，这与理论分析一致

2)在1的基础上，信号先经过平坦（单径）瑞利衰落，再经过AWGN信道，假设接收端通过理想信道估计获得了信道衰落值（勾选衰落信道模块的“Complex path gain port”）。仿真并绘出BPSK和QPSK信号在EbN0为0~40dB时（间隔：5dB）误码性能曲线。信道仿真参数：最大多普勒频移为100Hz。

BPSK通信链路

移动通信系统

QPSK通信链路

瑞利单径信道参数

移动通信系统

QPSK AWGN参数

移动通信系统

BPSK AWGN参数

BPSK/QPSK 0-40db误码率曲线

BPSK和QPSK在同一Eb/No的误比特率基本一致，这和理论基本一致

移动通信系统

2、分组题目

2.1SIMO系统性能仿真分析 2.1.1实验目的

1.掌握基于simulink的单发多收（SIMO）16QAM仿真通信链路；

2.仿真SIMO 16QAM信号在单径瑞利衰落信道下，不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。

2.1.2实验内容

1.掌握单发多收的原理，利用分集技术，搭建单发多收通信系统框图。2.利用MATLAB中simulink所包含的通信系统模块搭建基于各种分集技术类型的单发多收通信链路。

3.比较分析不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。

2.1.3实验原理

移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信号受到严重的衰落；阴影效应会使接收的信号过弱而造成信号的中断；信道存在噪声和干扰，也会使接收信号失真而造成误码。因此，在移动通信系统中需要采取一些数字信号处理技术来改善接收信号的质量。其中，多天线分集接收技术就是一个非常重要且常见的方法。

分集接收的基本思想就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。

分集技术总体来说分为两类，针对阴影衰落的宏观分集和针对微观衰落的微观分集。本实验主要注重微观分集。分集技术对信号的处理包含两个过程，首 先是要获得M个相互独立的多径信号分量，然后对它们进行处理以获得信噪比 的改善，这就是合并技术。合并方式共分为三种，选择合并、等增益合并和最大 比值合并。

选择合并是最简单的一种，在所接收的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出。最大比值合并会将所有路信号的能量和信息都利用上，会明显改善

移动通信系统

合并器输出的信噪比。基于这样的考虑，最大比值合并把各支路信号加权后合并。各路信号权值用数学方法得出。等增益合并性能上不及最大比值合并，但是却容易实现得多，其主要思想是将各路信号赋予相同权值相加。2.1.4 实验仿真 2.1.4.1实验框图

系统整体框图

移动通信系统

接收分集

二分集等增益合并

移动通信系统

三分集等增益合并

二分集选择合并

三分集选择合并

移动通信系统

二分集最大比值合并

三分集最大比值合并

2.1.4.2 仿真结果

从图中可以看到，通过等增益合并方式能够显著的减小误码率，并且随着Eb/N0 的增加而更好的显示出性能优越；相对比不同的分集数可看出，分集数的增加能 有效地减小误码率。

移动通信系统

由图可看到，三种合并方式都能显著地减小误码率，在分集数为二的情况下，效果最好的是最大比值合并，等增益次之，都优于选择合并；

2.1.5 实验结论

移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信道受到严重的衰落，所以必须采取相应的抗衰落的措施来提高系统性能。在本次课程设计中，我们小组学习研究了对三种不同分集合并技术在改善系统性能方面的效果的课题实验。通过仿真实验得出的不同分集的误码率，分集技术能有效地减小误码率从而提高系统性能；而通过对误码率曲线的分析，可以看出：对于三种分集合并技术，等分集前提下，最大比值合并优于等增益合并优于选择合并；而对于同一合并技术，增加分集数能优化其性能。

2.2直接序列扩频系统性能分析

2.2.1实验目的

1）了解直接序列扩频系统的原理

2）基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。

3）观察体会直接序列扩频对误码率的改善程度 2.2.2 实验内容

1)搭建基于simulink搭建直接序列扩频仿真通信链路，观察频谱和波形 2）仿真分析在不同信道条件下的误比特率性能。

移动通信系统

2.2.3实验原理

所谓直接序列扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而在接收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。

直扩系统的抗干扰能力是由接收机对干扰的抑制产生的，如果干扰信号的带宽与信息带宽相同（即窄带），此干扰信号经过发送机伪噪声码调制后将展宽为与发送信号相同的带宽，而其谱密度却降低了若干倍。相反，直扩信号经伪噪声码解扩后变成了窄带信息，从而使增益提高了若干倍。

实验原理框图

伯努利信源b(t)x(t)s(t)信道r(t)e(t)Tby(Tb)dt判决0y(t)c(t)cos(wct)c(t)cos(wct)

直接序列扩频通信系统

2.2.4实验仿真

直接序列扩频simulink仿真通信链路

a.伯努利序列参数和PN序列参数: 伯努利信源100bps

移动通信系统

PN序列2kbps

移动通信系统

b.扩频前后频谱变化: 扩频前频谱：

类似sinc函数的频谱

扩频后频谱：

频谱明显展宽 功率谱密度降低

移动通信系统

扩频调制后波形：

移动通信系统

解扩解调波形：

c.误比特率

AWGN信道（仿真点数1e6）

移动通信系统

BPSK理论误码率（-7到10dB的误比特率曲线)

篇7：现代通信原理实验教案

实验教案

杨 斌

实验一 数字基带信号及传输

一、实验目的：

1．了解单极性码、双极性码、归零码、非归零码等基带信号的产生原理及其波形的特点。

2．掌握ＡＭＩ码、ＨＤＢ３码、双相码的编码规则。3．掌握插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。4．学会设计简单的时分多路信号传输系统。

二、实验内容：

1．用示波器观察单极性非归零码（ＮＲＺ），传号交替反转码（ＡＭＩ），三阶高密度双极性码(HDB3)。

2．改变码序列，比较其单极性码，ＡＭＩ码，ＨＤＢ３码波形，并验证是否符合其编码规则。3．观察ＨＤＢ３编码中的四连零检测、补Ｖ、加Ｂ补奇、单／双极性变换的波形，并验证是否符合编码规则。

4．观察并比较单、双极性码（非归零、归零）、时钟信号、时序信号及双相码的波形和相位特点。

5．分析电路，设计实验方案，产生100％占空比的AMI码，比较100％占空比AMI码与50％占空比AMI码的功率谱。（选作）6．分析电路，设计实验方案，产生不同码速率的信息。（选作）7．尝试用信源电路的组合，产生其它码型。（选作）

三、预习要求：

1．复习教材中有关基带信号及时分复用的内容。2．认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

3．熟悉有关器件的功能及其应用方法以及两模块框图的信号流程和设计原理。4．对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器：、两路3A直流稳压电源

一台

2、双踪示波器

一台

3、频率计

一台

4、数字信源模块

一块

5、HDB3编译码模块

一块

6、频谱仪

一台（选做）2

五、基本实验参考实验步骤： 1．熟悉信源模块的工作原理。

2．调整直流电源输出分别为＋１２Ｖ，－１２Ｖ。3．用示波器观察数字信源模块上的各种波形。

（1）接通电源

用示波器观察两个通道探头分别接Ｐ１０的２５６kHZ时钟和Ｔ２０的单极性归零码并观察其波形。

（2）用Ｕ２１产生Ｘ１１１００１０（Ｘ为任意码，１１１００１０为７位帧同步码）、Ｕ２２、Ｕ２３、Ｕ２４产生任意信息代码，并观察本实验中集中插入帧同步码时分复用信号帧结构以及ＮＲＺ码的特点。

（3）用示波器观察P１９~P２１，P２２，P２３各点的波形。

（4）用示波器观察AMI码与单极性归零码的关系。（5）观察T１、T２、T３、T４四路时序信号的相位关系。（6）观察单极性非归零码与双相码的波形关系。

七、实验报告要求：

１．根据实验观察和记录各点波形（用座标纸绘），并分析波形与理论是否相符。２．比较不同信码中的ＡＭＩ码与ＨＤＢ３码波形是否相同，为什么？

３．什么是时序信号，比较各时序信号的相位关系，并分析时序信号在信号合路时的作用。

实验二

HDB3编、译码实验

一、实验目的： １． 加深对HDB3编、译码的工作原理的理解。２． 了解HDB3编码与译码器的电路组成及工作过程。３． 了解HDB3码信号中提取位同步信号（时钟）的方法。

二、实验内容： １． 观察HDB3编码器中的四连零检测、补V、加B补奇、单／双极性变换以及

HDB3码的波形，并验证是否符合编码规则。２． 观察HDB3译码器中的双／单极性变换、Ｖ码检测及扣Ｖ扣Ｂ后的译码波形以及时钟提取电路输出的位同步信号波形。３． 手动加入误码时，观察解码输入和检错显示。４． 当输入信码为外加伪随机信码时，设计实验方案观察输入信码和HDB3码的功率频谱。（选做）５． 设计实验方案，观察与比较100％占空比HDB3码与50％占空比HDB3码的功率谱。（选做）

三、预习及预习报告要求： １． 预习本实验的工作原理和实验内容。２． 对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器：、两路3A直流稳压电源

一台

2、双踪示波器

一台

3、频率计

一台

4、数字调制模块

一块

5、数字解调模块

一块

6、频谱仪

一台（选做）

五、实验报告要求：

１．根据实验观察和记录各点波形（用座标纸绘），要求绘出３２位码的完整波形，并分析波形与理论上的是否相符。

２．若把对应的ＡＭＩ码送入ＨＤＢ３译码中会出现什么现象？并说明道理。３．本实验的误码检测电路只能检测哪类误码差错，为什么？ ４．对本实验有何体会，有何改进意见？

实验三 数字调制与解调

2FSK调制与解调

一、实验目的：

1、了解二进制移频键控2FSK信号的产生过程及电路的实现方法。

2、了解非相干解调器过零检测的工作原理及电路的实现方法。

3、了解相干解调器锁相解调法的工作原理及电路的实现方法。

二、实验内容：

1、了解相位不连续2FSK信号的频谱特性，了解频偏△f=(f1-f2)/2不同时，传输2FSK信号所需带宽的情况与2ASK信号带宽进行比较。

2、了解2FSK（相位不连续）调制，非相干、相干解调电路的组成及工作原理。

3、观察2FSK调制，非相干、相干解调各点波形。

4、了解畸变信道模拟电路的原理，畸变信号送入过零检测电路与锁相解调电路，会产生如何结果。（选作）5、2FSK信号保持f1=1024KHz.改变f2使f2-f1=3fs时，改变f2使f2-f1=2fs时解调器解调效果。（选作）

6、改变f1、f2的频率大小，观察不同调制指数下的调制解调效果。（选作）

7、利用实验模块的电路，设计出其它解调方法，并自行验证。（选作）

三、预习要求：

1、复习教材有关2FSK调制与解调的理论。

2、复习模拟锁相环的原理和实验方法。

3、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

1、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器：、两路3A直流稳压电源

一台

2、双踪示波器

一台

3、频率计

一台

4、数字调制模块

一块

5、数字解调模块

一块

7、频谱仪

一台（选做）

五、实验报告要求

1、将数字调制器、过零检测器、锁相解调器观察输出波形画出，并给以必要的 说 明。

2、画图时将波形的相位关系正确表示出来，若波形之间产生相位差说明原因。

3、通过实验说明各种解调方法各有什么优缺点。

4、本实验有何收获，请提出改进意见。

2PSK、2DPSK调制与解调

一、实验目的

1、了解2PSK、2DPSK的调制原理及电路的实现方法；

2、掌握绝对码、相对码相互变换方法；

3、了解2PSK调制与解调存在的相位含糊问题；

4、了解2PSK、2DPSK的相干解调原理及电路的实现方法

二、实验内容

1、用示波器观察2PSK、2DPSK调制器信号波形与绝对码比较是否符合调制规律；

2、用示波器观察2PSK、2DPSK信号频谱；

3、用示波器观察2PSK、2DPSK信号解调器信号波形；

4、观察相位含糊所产生的后果；

5、观测绝/相、相/绝变换的规律，设计出另一种定义的绝/相、相/绝变换电路，并测试。（选作）

6、设计实验方案，比较不同信道带宽下调制解调的性能。（选作）

7、利用各种实验模块的电路，自行组合出差分非相干解调的实验。（选作）

8、加入噪声后，设计实验方案测试误码情况。（选作）

三、预习要求：

1、复习教材有关2PSK、2DPSK的调制与解调的理论。

2、复习绝/相、相/绝变换的原理。

3、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

4、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器

1、两路3A直流稳压电源一台

2、频率计一台

3、双踪示波器一台

4、数字调制模块一块

5、数字解调模块一块

6、频谱仪一台

7、连接线若干

五、实验报告要求

1、画出2DPSK调制器、相干解调器详细方框图。

2、根据实验测试记录依次画绝对码为11101100时2DPSK调制器、相干解调器各点波形，并作必要说明。

实验四 P CM 基带通话系统设计

一、实验目的

1、将所做过的独立实验内容综合运用，组成两个采用PCM的2人可通话的基带传输系统。

2、了解独立实验模块在系统实验中所起的作用。改变独立实验模块的参数，直观感受对系统的影响。

3、掌握独立实验模块之间正确的连接方法。

二、实验内容

1、掌握独立实验模块之间正确的连接方法。

2、连接不用时域均衡器的PCM两人通话的基带传输系统。

3、连接使用时域均衡器的PCM两人通话的基带传输系统。（选作）

4、设计实验方案，用其它线路码进行基带传输系统。（选作）

注意：以上实验信号的流程是单向的。要实现2人通话，将耳机交叉后。

三、预习要求

1、复习教材前面相关各章节的理论。

2、认真预习本实验指导书的工作原理和实验内容。

3、对于选作实验，自行设计实验方案及测试步骤。

四、实验仪器

1、两路3A直流电源一台

2、频率计一台

3、示波器一台

4、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、帧同步提取模块、终端模块、PCM编译码模块各一块。

5、连接线若干

五、实验原理

1、不使用时域均衡器模块的基带传输系统：

该系统传输的HDB3码是理想码，即不产生畸变、也不需采取均衡措施。基带传输系统发端：包括PCM编码器、HDB3编码器、复接器等。这些电路都以数字信源模块的时钟相位作为基准，因此PCM编码器所需的时钟、帧同步信号、主时钟都是由信源模块提供。其信号流程图如下：

基带传输系统收端：包括HDB3译码器、时钟提取电路、帧同步提取模块、终端模块，这些电路都是后面模块以前面模块的时钟相位作为基准。因此，PCM译码器需要外时钟、外帧同步信号。而主时钟可根据集成电路的要求，采用异步时钟。我们采用PCM模块自身的主时钟2048KHz。其信号流程如下图：

2、使用时域均衡器的基带传输系统：

该系统所传输的HDB 3码产生畸变。这是模拟传输线传输中的由于时延、衰减等等造成的信码畸变。在收端必须采用均衡的办法加以弥补。其信号流程如下图：

基带传输系统发端时相同的，收端则增加了时域均衡器。在时域均衡器内有信码畸变电路，它应该属于传输线部分。除此之外还有时钟提取电路，它真实的反映了收端时钟的产生过程。在收端同样是后面的模块以前面模块的时钟相位为基准。

使用时域均衡器模块的基带传输系统实验，应该复习时域均衡器模块实验的内容和方法，当信码畸变电路固定后，正确调整可变系数求和电路，使得眼图波形张开最大。改变时钟延时使其处于最佳取样时刻，否则会产生大量误码使信号中断。

六、实验步骤

1、连接好整个系统的电源线和信号线

2、连接不使用时域均衡器的基带传输系统

3、采用数等衬言源模块、时域均衡器模块，复习正确调试时域均衡器的方法

4、连接使用时域均衡器的基带传输系统

七、实验报告

1、画出发端、收端关键波形，且绘出相位关系

2、画出可通话2DPSK方框原理图

篇8：通信原理实验教学体系的建设

通信原理是通信工程专业最重要的专业基础课程, 通过实验课程的学习, 可以加强学生对理论课程中的基本定理、调制/解调方法、码型变换等知识的学习和认识, 提高学生认识电路原理图的能力, 学习常用测试仪器的使用, 培养学生分析问题和解决问题的能力, 为今后专业课程的学习打下良好基础。

二、通信原理实验教学体系的建设

1. 实验硬件教学体系建设

实验教学中心应当作为校级实验教学中心, 实行校、院两级领导, 由信息科学技术学院具体建设和管理。中心承担多学科、多专业的实验教学任务, 教学覆盖面广。实验教学中心应当具备电工基础、电子信息技术、电子工程、通信工程、电子科学与技术等实验室的实验室群, 向下还应当分设电路、电工、电子工艺、数字电路、模拟电路等多个实验分室。

2. 建立新型开放性实验教学体系

实验教学体系紧紧围绕“原理—技术—系统—全程全网”知识链, 以提高学生实践能力为目标, 工程训练为基础, 创新能力培养为重点, 以先进实验内容带动实验室建设, 优先建设内容先进、受益面大, 并体现通信与网络专业特色的项目。

3. 教学方法的改革

(1) 多层次的实验类型设置。 (1) 验证性实验。对验证性实验, 教师应采取实际操作和仿真实验相结合的教学方法。传统通信原理验证性实验主要是在实验箱上操作, 并通过示波器观测实验波形。由于本课程的特点, 在模拟现实情况下, 实验波形大多存在不同程度的延时和失真。因此, 对验证性实验的时延、同步分量等性能的测量, 以及理论知识的验证, 还是采用实验箱, 但观测点的波形可以采用MATLAB绘制, 这样有利于学生对实验过程和实验结果的把握, 从而提高实验的效果。 (2) 设计性实验。对“通信原理”课程的设计性实验, 教师可以结合学时的数量, 主要是对通信系统的关键模块进行设计。譬如卷积编码模块的设计性实验, 可以采用MATLAB对确定的卷积编码器进行功能仿真, 如果仿真和理论分析结果一致, 则说明设计思路正确。通过这种方法, 可以使学生掌握实际工程的设计方法, 能更好地为今后的学习和工作做准备。 (3) 综合性实验。综合性实验是给定一个实际的控制系统, 要求分析系统各方面的性能, 需要综合运用所学的自动控制原理知识, 如单节倒立摆控制系统要求学生从理论上对单节倒立摆系统建模, 采用PID算法设计调节器, 在Matlab平台仿真获得适当的PID参数范围, 并对实际的单节倒立摆控制系统进行实验, 观察记录实验结果。

(2) 发挥学生主体地位, 推行双主体教学体系。在课堂上, 教师只要充当一个辅佐学生的角色即可, 在学生遇到问题时, 对其进行引导性的回答, 提高学生解决问题的能力。实验操作过程中教师应及时纠正学生的错误方法, 并在实验结束后, 对学生的实验成果与掌握状况进行评估。

(3) 挖掘课内外资源, 构建“探究型实验”体系。学校应依托学校实验教学中心, 多方法、多途径开展由学生自主设计、自主实验、自主分析结果的探究性实验, 力求实现“三结合”的新型实验课程教学方法。教师要整合实验教学内容, 创建新型实验教学平台, 开展本科生“探究性实验”教学探索, 设计以学生为中心的体验式、引导式新型实验教学模式, 构建新实验课程体系。

(4) 从“固定”实验到实战竞赛。教师要利用开放性实验室, 鼓励学员参加电子设计大赛、机械电子设计大赛等实战竞赛, 使学员真正参与实战较量, 通过比赛中的讨论交流, 不仅可以锻炼学员的实际操作能力, 拓展学生的思路, 而且还可以培养学生的创新意识和创新思维, 增强集体荣誉感和自信心。

通信原理实验教学体系的构建应当按照“加强理论基础, 注重实践能力, 提高综合素质, 面向社会需求”的教学指导思想, 始终坚持“课程与实验结合, 课内与课外结合, 理论与实践结合, 学习与创新结合, 教学与研究结合”的实验教学理念, 以学生为主体, 以教师为主导, 把动脑和动手能力、创新和研究能力、实践和发展能力的培养作为一位合格的大学生应该具备的基本要求。

摘要：通信原理实验教学体系的建设, 使教师和学生能够通过科学完备的实验教学体系, 把实验中心的人才培养目标与社会对人才的不同需求有机地结合在一起。本文分析了通信原理及其实验教学目标, 并探讨了通信原理实验教学体系的建设措施。

关键词：通信原理,实验,教学体系

参考文献

[1]张会生.通信原理[M].北京:高等教育出版社, 2011.