基带传输实验 - 图文

武汉大学教学实验报告

电子信息学院 *** 专业 2016 年 ** 月 18 日 实验名称 基带传输实验 指导教师

姓名 *** 年级 大三 学号 20143012***** 成绩 一、 预习部分 1. 实验目的 2. 实验基本原理 3. 主要仪器设备（含必要的元器件、工具） 码型转换 一、实验目的 1．熟悉RZ、BNRZ、BRZ、CMI、曼彻斯特、密勒、PST码型变换原理及工作过程； 2．观察数字基带信号的码型变换测量点波形。 二、实验仪器 1.RZ9681实验平台 2．实验模块： ? 主控模块A1 ? 基带信号产生与码型变换模块A2 3．100M双通道示波器 4．PC机（二次开发） 三、实验工作原理 1. 在实际的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性： 1) 相应的基带信号无直流分量，且低频分量少； 2) 便于从信号中提取定时信息； 3) 信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰； 4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化； 5) 编译码设备要尽可能简单 1.1 单极性不归零码（NRZ码） 单极性不归零码中，二进制代码“1”用幅度为的正电平表示，“0”用零电平表示。单极性码中含有直流成分，而且不能直接提取同步信号。 1.2 双极性不归零码（BNRZ码） 二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示。当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。 1.3 单极性归零码（RZ码） 单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。单极性码可以直接提取定时信息，仍然含有直流成分。 1.4 双极性归零码（BRZ码） 它是双极性码的归零形式，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。 1.5 曼彻斯特码 曼彻斯特码又称为数字双相码，它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示。 1.6 密勒码 米勒（Miller）码又称延迟调制码，它是双向码的在一种变形。 它的编码规则如下： “1”码用码元间隔中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。具体在选择“10”或“01”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元是“1”，则选择和这个“1”码相同的编码值；如果前一个码元为“0”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“0”编码为“00”，则紧跟的“1”码编码为“01”，如果“0”编码为“11”，则紧跟的“1”码编码为“10”。 “0”码则根据情情况选择用“00”或“11”表示。具体在选择“00”或“11”编码时需要考虑前一个码元编码的情况，如果前一个码元为“0”，则选择和这个“0”码不同的编码值；如果前一个码元为“1”，则编码以边界不出现跳变为准则，如果“1”码编码为“01”，则紧跟的“0”码编码应为“11”,如果“1”码编码为“10”，则紧跟的“0”码编码应为“00”。 1.7 成对选择三进码（PST码） PST码是成对选择三进码，其编码过程是：先将二进制代码两两分组，然后再把每一码组编码成两个三进制码字（＋、－、0）。因为两个三进制数字共有9种状态，故可灵活的选择其中4种状态。 线路编译码 一、实验目的 1．掌握AMI、HDB3.CMI码编译码规则； 2．了解AMI、HDB3.CMI码编译码实现方法； 二、实验仪器 1.RZ9681实验平台 2．实验模块： ? 主控模块A1 ? 基带信号产生与码型变换模块A2 3．100M双通道示波器 4．PC机（二次开发） 三、实验原理 1.AMI编码原理 AMI码的全称是传号交替反转码。这是一种将消息代码0（空号）和1（传号）按如下规则进行编码的码：代码的0仍变换为传输码的0，而把代码中的1交替地变换为传输码的＋1.－1.＋1.－1? 2.HDB3编码原理 HDB3码是三阶高密度码的简称。HDB3码保留了AMI码所有的优点（如前所述），还可将连“0”码限制在3个以内，克服了AMI码出现长连“0”过多，对提取定时钟不利的缺点。HDB3码的功率谱基本上与AMI码类似。由于HDB3码诸多优点，所以CCITT建议把HDB3码作为PCM传输系统的线路码型。 HDB3码编码规则如下： 1) 二进制序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，但当出现四个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替四个连“0”码。取代节中的V码、B码均代表“1”码，它们可正可负（即V+=＋1，V-=－1，B+=＋1，B-=－1）。 2) 取代节的安排顺序是：先用000V，当它不能用时，再用B00V。000V取代节的安排要满足以下两个要求： （1）各取代节之间的V码要极性交替出现（为了保证传号码极性交替出现，不引入直流成份）。 （2）V码要与前一个传号码的极性相同（为了在接收端能识别出哪个是原始传号码，哪个是V码？以恢复成原二进制码序列）。 当上述两个要求能同时满足时，用000V代替原二进制码序列中的4个连“0”（用000V+或000V-）；而当上述两个要求不能同时满足时，则改用B00V（B+00V+或B-00V-，实质上是将取代节000V中第一个“0”码改成B码）。 3.CMI码 CMI码是传号反转码的简称，与曼彻斯特码类似，也是一种双极性二电平码，其编码规则： “1”码交替的用“11“和”“00”两位码表示； “0”码固定的用“01”两位码表示。 眼图观测实验 一、实验目的 1．掌握眼图观测方法； 2．学会用眼图分析通信系统性能； 二、实验仪器 1.RZ9681实验平台 2．实验模块： ? 主控模块A1 ? 基带信号产生与码型变换模块A2 ? 信道编码与频带调制模块A4 ? 纠错译码与频带解调模块A5 3．100M双通道示波器 4．PC机（二次开发） 三、实验原理 在整个通信系统中，通常利用眼图方法估计和改善（通过调整）传输系统性能。我们知道，在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间串扰。在码间串扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的分析，常常甚至得不到近似结果。为了便于评价实际系统的性能，常用观察眼图进行分析。 眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。 1.什么是眼图? 所谓“眼图”，就是由解调后经过接收滤波器输出的基带信号，以码元时钟作为同步信号，基带信号一个或少数码元周期反复扫描在示波器屏幕上显示的波形称为眼图。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很像人的眼睛故称眼图。 2.眼图参数及系统性能 眼图的垂直张开度表示系统的抗噪声能力，水平张开度反映过门限失真量的大小。眼图的张开度受噪声和码间干扰的影响，当信道信噪比很大时眼图的张开度主要受码间干扰的影响，因此观察眼图的张开度就可以评估系统干扰的大小。 从眼图中我们可以得到以下信息： （1）最佳抽样时刻是“眼睛”张开最大的时刻。 （2）眼图斜边的斜率表示了定时误差灵敏度。斜率越大，对位定时误差越敏感。 （3）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。 （4）眼图中央的横轴位置应对应于判决门限电平。 （5）在抽样时刻上，眼图上下两阴影区的间隔距离的一半为噪声容限，若噪声瞬时值超过它就会出现错判。 （6）眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小，即过零点失真的变动范围；它对利用信号零交点的平均位置来提取定时信息的接收系统来说影响定时信息的提取。 二、 实验操作部分 1. 实验数据、表格及数据处理 2. 实验操作过程（可用图表示） 3. 实验结论 码型变换 四、测量点说明 1.主控模块 2.基带产生与码型变换模块A2 ? 2P1：基带数据输出； ? 2P3：基带时钟输出；