通信实验讲义.docx

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通信实验讲义

　　实验四2ASK/2FSK数字调制及解调实验实验任务

　　任务一

　　2ASK调制

　　1、将PC机网口与eNodeX硬件设备网口连接好，上

　　电；登录e-Labradio仿真系统，创建实验文件，从左侧树形导航窗

　　口选择拖曳到新建的实验区，选择实验所需连接硬件输出模块和示波

　　器。

　　2、按表格所示进行连线。

（1）硬件设备与硬件示波器连线

（2）

　　仿真软件连线

　　（3）仪器仪表连接（软件观测）仿真示波器1：

　　CH1输入信号源：

数字信号源CH2输入信号源：

128K载波仿

　　真示波器2：

　　CH1输入信号源：

数字信号源CH2输入ASK调制：

调制输出

　　连接硬件输出模块：

观测点，模拟信号和数字信号（送到硬件观测）

　　TH1信号源：

数字信号源CH1ASK调制：

调制输出

　　（4）eNodeX硬

　　件设备连线（GPIO扩展模块）

　　（5）运行仿真，在仿真界面的实验框图内任意空白位置右键或

　　者鼠标左键双击选择配置实验参数，实验参数设置为：

数字码型设置

　　PN15、基带频率设置为32KHz。

　　（6）波形观测1）记录仿真示波器

　　1、仿真示波器2和硬件示波器输出的波形，验证ASK调制原理。

分析

　　调制输出信号载波个数与数字码型速率得关系。

2）将PN序列输出

　　频率改为64KHz，观察载波个数是否发生变化。

任务二2ASK解调

　　1、保持ASK调制连线不变，实验参数设置为：

数字码型设置PN15、调制输出信号和整流输出测试点，记录波形结果；同理将ASK调制输出信号和整流输出测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

（2）用仿真示波器观测整流输出和LPF-ASK测试点，记录波形结果；同理将整流输出和LPF-ASK测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

　　（3）用仿真示波器观测LPF-ASK和ASK解调输出测试点，记录波形结果；同理将LPF-ASK和ASK解调输出测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

实时改变实验参数设置的门限判决阈值，观测ASK解调输出波形的变化。

　　（4）用仿真示波器观测数字信号源和ASK解调输出测试点，记录波形结果；同理将数字信号源和ASK解调输出测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

对比ASK解调还原的效果。

　　（5）眼图信号观测。

用仿真示波器以信号源的时钟信号为触发，测ASK解调端LPF-ASK测试点，观测眼图。

同理将信号源的时钟信号和ASK解调端LPF-ASK测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，以信号源的时钟信号为触发，观测眼图。

任务三2FSK调制

　　1、将PC机网口与eNodeX硬件设备网口连接好，上电；登录e-Labradio仿真系统，创建实验文件，从左侧树形导航窗口选择拖曳到新建的实验区，选择实验所需连接硬件输出模块和示波器。

　　2、按表格所示进行连线。

　　（3）仪器仪表连接（软件观测）35仿真示波器1：

CH1输入FSK调制：

NRZ-ICH2输入FSK调制：

NRZ-Q仿真示波器2：

　　CH1输入FSK调制：

NRZ-ICH2输入FSK调制：

I仿真示波器3：

　　CH1输入FSK调制：

NRZ-QCH2输入FSK调制：

Q仿真示波器4：

CH1输入信号源：

数字信号源CH2输入FSK调制：

调制输出连接硬件输出模块：

观测点，模拟信号和数字信号（送到硬件观测）TH1信号源：

数字信号源CH1FSK调制：

调制输出

　　（4）eNodeX硬件设备连线（GPIO扩展模块）

　　（5）运行仿真，在仿真界面的实验框图内任意空白位置右键或者鼠标左键双击选择配置实验参数，实验参数设置为：

数字码型设置PN15、基带频率设置为32KHz。

　　（6）波形观测1）记录仿真示波器和硬件示波器输出的波形，验证FSK调制原理。

分析调制输出信号载波个数与数字码型速率得关系。

2）将PN序列输出频率改为64KHz，观察载波个数是否发生变化。

任务四2FSK解调

　　1、保持FSK调制连线不变，实验参数设置为：

数字码型设置PN15、基带频率设置为32KHz。

　　2、波形观测

（1）用仿真示波器观测FSK调制输出信号和单稳相加输出测试点，记录波形结果；同理将FSK调制输出信号和单稳相加输出测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

（2）用仿真示波器观测单稳相加输出和LPF-FSK测试点，记录波形结果；同理将单稳相加输出和LPF-FSK测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

　　（3）用仿真示波器观测LPF-FSK和FSK解调输出测试点，记录波形结果；同理将LPF-FSK和FSK解调输出测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

实时改变实验参数设置的门限判决阈值，观测FSK解调输出波形的变化。

　　（4）用仿真示波器观测数字信号源和FSK解调输出测试点，记录波形结果；同理将数字信号源和FSK解调输出测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，记录波形结果。

对比FSK解调还原的效果。

　　（5）眼图信号观测。

用仿真示波器以信号源的时钟信号为触发，测FSK解调端LPF-FSK测试点，观测眼图。

同理将信号源的时钟信号和FSK解调端LPF-FSK测试点引到连接硬件输出模块，eNodeX硬件输出信号用真实示波器观测，以信号源的时钟信号为触发，观测眼图。

　　实验五QPSK调制及解调实验实验任务任务一QPSK调制概述：

本项目是观测QPSK调制信号的时域或频域波形，了解调制信号产生机理及成形波形的星座图。

1

　　1、实验准备1）实验连线：

将PC机网口与eNodeX硬件设备网口连接好，登录e-labradio软件，进入e-labradio基础实验教学平台，创建新文档，从左侧树形导航窗口选择，双击，拖出QPSK调制及解调实验实验框图，并进行下表所示连线操作：

　　2）实验参数设置：

双击实验框图任意空白位置，在弹出的窗口，进行以下实验参数设置：

设置数字码型为PN15，基带频率为32KHz在实验框图任意空白处，点击鼠标右键，在弹出窗口选择，进行

　　以下仿真参数设置：

设置采样频率为

　　4.096MS/sec，缓存区大小为1024Sample。

注：

采样频率越高，信号波形越平滑，反之，信号波形阶梯状越明显。

2

　　2、实验操作及波形观测与分析软件观测：

点击软件左侧，双击，拖出示波器进行连线观测；硬件观测：

点击软件左侧，双击，拖出硬件连接模块，通过硬件连接模块将信号传输到硬件设备eNodeX，并使用示波器对相关端口进行观测；

（1）观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形。

示波器CH1接I路基带信号，CH2接Q路的基带信号。

（2）用直流耦合对比观测I路信号成形前后的波形。

示波器探头CH1接I路基带信号，CH2接I路成型输出。

　　（3）用直流耦合对比观测Q路信号成形前后的波形，示波器探头CH1接Q路基带信号，CH2接Q路成型输出。

　　（4）观察QPSK星座图，示波器探头CH1接I路成型输出，CH2接Q路成型输出，调节示波器为XY模式。

　　（5）对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形。

示波器探头CH1接I路成型输出，CH2接I路调制输出。

　　（6）对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形。

示波器探头CH1接Q路成型输出，CH2接Q路调制输出。

　　（7）观测QPSK调制信号，示波器探头CH1接QPSK输出。

任务二QPSK相干解调概述：

本项目是对比观测QPSK解调信号和原始基带信号的波形，了解QPSK相干解调的实现方法。

1

　　1、实验准备

　　1）实验连线：

软件停止运行，保持上述任务一中的连线不变，继续按表格所示进行以下连线。

　　2）实验参数设置：

设置同任务一。

　　2

　　2、实验操作及波形观测与分析

（1）对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形。

示波器探头CH1接信号源数字信号源，CH2接QPSK解调的数据。

（2）对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形，示波器探头CH1接信号源的时钟信号，CH2接QPSK解调的时钟。

　　（3）对比观测原始I路信号与解调后I路信号的波形。

示波器探头CH1接QPSK调制的I路基带信号，CH2接QPSK解调的I路判决输出。

　　（4）对比观测原始Q路信号与解调后Q路信号的波形，示波器探头CH1接QPSK调制的Q路基带信号，CH2接QPSK解调的Q路判决输出。

　　（5）对比观测I路下变频信号经低通滤波后的波形，示波器探头CH1接I路下变频信号，CH2接I-OUT。

　　（5）对比观测Q路下变频信号经低通滤波后的波形，示波器探头CH1接Q路下变频信号，CH2接Q-OUT。

　　实验六信道编译码技术实验

　　四、实验任务任务一汉明码编码规则验证概述：

本任务通过改变输入数字信号的码型，观测延时输出，编码输出及译码输出，验证汉明码编译码规则。

1

　　1、实验准备将PC机网口与eNodeX硬件设备网口连接好，上电；登录e-Labradio仿真系统，创建新文档窗口（即创建一个仿真工作台的窗口），从左侧树形导航窗口双击，拖出汉明码编译码实验框图到新建的实验区，选择实验所需连接硬件输出模块和示波器。

2

　　2、实验操作及连线3

　　3、实验参数设置双击实验框图任意空白位置，在弹出的窗口，进行以下实验参数设置：

选择输出码型为32比特数据，将第一行8bit数据设置为10100000，第二行至第四行均设置为00000000；设置输入时钟为32KHz，选择无差错；

　　4

　　4、实验波形观测

（1）观测汉明编码输出数据注：

为方便观测，可以以汉明编码的帧同步作为编码输出波形的对比观测点。

此时以帧同步的上升沿为触发。

（2）设置32比特数据的第一行前四位，观测编码输出并填入下表中：

任务二汉明码检纠错性能检验概述：

本任务通过插入不同个数的错误，对比观测译码数据与输入编码数据，验证汉明码的检纠错能力。

1

　　1、实验操作及连线

（1）仿真软件连线保持任务一中的连线。

　　2

　　2、实验参数设置及波形观测双击实验框图任意空白位置，在弹出的窗口，选择插入一个错；

（1）对比观测汉明译码的译码数据与基带数据，验证汉明码的纠错能力。

（2）对比观测插错指示与误码指示，验证汉明码的检错能力。

　　在窗口逐一选择插入不同错误。

重复步骤

（1）

（2），验证汉明码的检纠错能力。

　　（3）将示波器触发源通道接汉明编码的帧同步，示波器另外一个通道插错指示，可以观测插错的位置。

　　（4）将示波器触发源通道接误码指示，示波器另外一个通道接延时输出2，可以观测检错的位置。

任务三循环码编码规则验证及检纠错性能检验将任务

　　一、二的汉明码对应换成循环码再做一次