光纤通信原理实验指导

光纤通信原理实验指导（精选12篇）

1.光纤通信原理实验指导 篇一

通信原理实验报告

中南大学

《通信原理》实验报告

姓 名 班 级 学 号

课程名称 指导教师

通信原理 董健

通信原理实验报告

目录

通信原理实验报告

实验一 数字基带信号

一、实验目的

1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。

2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。

3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。

4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。

5、了解HDB3（AMI）编译码集成电路CD22103。

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）、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。

2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形

三、实验步骤

1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。接好电源线，打开电源开关。

2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。

用信源单元的FS作为示波器的外同步信号，示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可，进行下列观察：

（1）示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT，对照发光二极管的发光状态，判断数字信源单元是否已正常工作（1码对应的发光管亮，0码对应的发光管熄）；

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（2）用开关K1产生代码×1110010（×为任意代码，1110010为7位帧同步码），K2、K3产生任意信息代码，观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构，和NRZ码特点。

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3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。

（1）示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3，将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1，观察全1码对应的AMI码（开关K4置于左方AMI端）波形和HDB3码（开关K4置于右方HDB3端）波形。再将K1、K2、K3置为全0，观察全0码对应的AMI码和HDB3码。观察时应注意AMI、HDB3码的码元都是占空比为0.5的双极性归零矩形脉冲。编码输出AMI-HDB3比信源输入NRZ-OUT延迟了4个码元。

全1码对应的AMI码

全1码对应的HDB3码

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全0码对应的AMI码

（2）将K1、K2、K3置于0111 0010 0000 1100 0010 0000态，观察并记录对应的AMI码

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和HDB3码。

AMI码

HDB3码

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（3）将K1、K2、K3置于任意状态，K4先置左方（AMI）端再置右方（HDB3）端，CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET、BPF、BS-R和NRZ，观察这些信号波形。

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的DET

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的DET HDB3

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BPF

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的BS-R

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CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接AMI单元的NRZ

CH1接信源单元的NRZ-OUT，CH2依次接HDB3单元的NRZ

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四、根据实验现象回答

1.根据实验观察和纪录回答：

（1）不归零码和归零码的特点是什么？

不归零码特点：脉冲宽度τ 等于码元宽度Ts 归零码特点：τ ＜Ts（2）与信源代码中的“1”码相对应的AMI码及HDB3码是否一定相同？为什么？ 与信源代码中的“1”码对应的AMI 码及HDB3 码不一定相同。因信源代码中的 “1”码对应的AMI 码“1”、“-1”相间出现，而HDB3 码中的“1”，“-1”不但与信源代码中的“1”码有关，而且还与信源代码中的“0”码有关。

举例： 信源代码：

***001 AMI: 10000-110000-1000001 HDB3：10001-11-100-100010-1 2.总结从HDB3码中提取位同步信号的原理。HDB3位同步信号

整流窄带带通滤波器整形移相

HDB3中不含有离散谱fS(fS在数值上等于码速率)成分。整流后变为一个占空比等于0.5的单极性归零码，其连0个数不超过3，频谱中含有较强的离散谱fS成分，故可 通过窄带带通滤波器得到一个相位抖动较小的正弦信号，再经过整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信号。

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实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律 AK波形

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BK波形

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

CH1接2DPSK，CH2接AK

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CH1接2DPSK，CH2接BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）示波器CH1接AK、CH2接2FSK

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示波器CH1接AK、CH2接2ASK

四、实验总结

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

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实验三 模拟锁相环与载波同步

一、实验目的

1.掌握模拟锁相环的工作原理，以及环路的锁定状态、失锁状态、同步带、捕捉带等基本概念。

2.掌握用平方环法从2DPSK信号中提取相干载波的原理及模拟锁相环的设计方法。

3.了解相干载波相位模糊现象产生的原因。

二、实验内容

1.观察模拟锁相环的锁定状态、失锁状态及捕捉过程。2.观察环路的捕捉带和同步带。

3.用平方环法从2DPSK信号中提取载波同步信号，观察相位模糊现象。

三、实验步骤

本实验使用数字信源单元、数字调制单元和载波同步单元。

1.熟悉载波同步单元的工作原理。接好电源线，打开实验箱电源开关。

2.检查要用到的数字信源单元和数字调制单元是否工作正常（用示波器观察信源NRZ-OUT(AK)和调制2DPSK信号有无，两者逻辑关系正确与否）。

3.用示波器观察载波同步模块锁相环的锁定状态、失锁状态，测量环路的同步带、捕捉带。

（1）观察锁定状态与失锁状态

打开电源后用示波器观察ud，若ud为直流，则调节载波同步模块上的可变电容C34，ud随C34减小而减小，随C34增大而增大（为什么？请思考），这说明环路处于锁定状态。用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT，可以看到两个信号频率相等。若有频率计则可分别测量CAR和CAR-OUT频率。在锁定状态下，向某一方向变化C34，可使ud由直流变为交流，CAR和CAR-OUT频率不再相等，环路由锁定状态变为失锁。

接通电源后ud也可能是差拍信号，表示环路已处于失锁状态。失锁时ud的最大值和最小值就是锁定状态下ud的变化范围（对应于环路的同步范围）。环路处于失锁状态时，CAR和CAR-OUT频率不相等。调节C34使ud的差拍频率降低，当频率降低到某一程度时ud会突然变成直流，环路由失锁状态变为锁定状态。

4.观察环路的捕捉过程

先使环路处于失锁定状态，慢慢调节C34，使环路刚刚进入锁定状态后，关闭电源开关，然后再打开电源，用示波器观察ud，可以发现ud由差拍信号变为直流的变化瞬态过程。ud的这种变化表示了环路的捕捉过程。

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5.观察相干载波相位模糊现象

使环路锁定，用示波器同时观察调制单元的CAR和载波同步单元的CAR-OUT信号，反复断开、接通电源可以发现这两个信号有时同相、有时反相。

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四、实验总结

1.总结锁相环锁定状态及失锁状态的特点。

答：模拟锁相环锁定的特点：输入信号频率与反馈信号的频率相等，鉴相器输出电压为直流。模拟锁相环失锁的特点：鉴相器输出电压为不对称的差拍电压。2.设K0=18 HZ/V，根据实验结果计算环路同步带ΔfH及捕捉带ΔfP。答：代入指导书“3式”计算得：v112v，则

fH186108Hz；v28v，则fp18472Hz

3.由公式nRCKdKo及6811n计算环路参数ωn和ζ，式中 Kd=6

2(R25R68)C114

-6 V/rad，Ko=2π×18 rad/s.v，R25=2×10，R68=5×10，C11=2.2×10F。（fn=ωn/2π应远小于码速率，ζ应大于0.5)。

答：nn2186.5fn17.6Hz远小于码速率 ；111rad4362(210510)2.21051032.2106170.5（波特）；1110.6

24.总结用平方环提取相干载波的原理及相位模糊现象产生的原因。

答：平方运算输出信号中有2fc离散谱，模拟环输出信号频率等于2fc，二分频，滤波后得到干扰波；2电路有两个初始状态，导致提取的相干载波有两种相反的相位状态 5.设VCO固有振荡频率f0 不变，环路输入信号频率可以改变，试拟订测量环路同步带及捕捉带的步骤。

答：环路处于锁定状态后，慢慢增大C34，使ud增大到锁定状态下的最大值ud1（此值不大于+12V）；

① ud增大到锁定状态下的最大值ud1值为： 4.8 V

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②

继续增大C34，ud变为交流（上宽下窄的周期信号）。③ 环路失锁。再反向调节减小C34，ud的频率逐渐变低，不对称程度越来越大。

④ 直至变为直流。记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2；继续减小C34，使ud减小到锁定状态下的最小值ud3；

环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud2为：2.4 V ud减小到锁定状态下的最小值ud3为 ：1.6 V ⑤ 再继续减小C34，ud变为交流（下宽上窄的周期信号），环路再次失锁。然后反向增大C34，记环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4。环路刚刚由失锁状态进入锁定状态时鉴相器输出电压为ud4的值为：4.4 V

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实验四 数字解调与眼图

一、实验目的

1.掌握2DPSK相干解调原理。

2.掌握2FSK过零检测解调原理。

二、实验内容

1.用示波器观察2DPSK相干解调器各点波形。

2.用示波器观察2FSK过零检测解调器各点波形。3．用示波器观察眼图。

三、实验步骤

1.复习前面实验的内容并熟悉2DPSK解调单元及2FSK解调单元的工作原理，接通实验箱电源。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方NRZ端。

2.检查要用到的数字信源、数字调制及载波同步单元是否工作正常，保证载波同步单元处于同步态！

3.2DPSK解调实验

（1）将数字信源单元的BS-OUT用信号连线连接到2DPSK解调单元的BS-IN点,以信源单元的FS信号作为示波器外同步信号，将示波器的CH1接数字调制单元的BK，CH2（建议使用示波器探头的x10衰减档）接2DPSK解调单元的MU。MU与BK同相或反相，其波形应接近图4-3所示的理论波形。

（2）示波器的CH2接2DPSK解调单元的LPF，可看到LPF与MU同相。当一帧内BK中“1”码“0”码个数相同时，LPF的正、负极性信号电平与0电平对称，否则不对称

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（3）示波器的CH1接VC，调节电位器R39，保证VC处在0电平（当BK中“1”与“0”等概时LPF的中值即为0电平），此即为抽样判决器的最佳门限。

（4）观察数字调制单元的BK与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK之间的关系，再观察数字信源单元中AK信号与2DPSK解调单元的MU、LPF、BK、AK-OUT信号之间的关系。BK与 2DPSK 的MU

BK与 2DPSK 的LPF

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BK与 2DPSK 的BK

AK与 2DPSK 的MU

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AK与 2DPSK 的LPF

AK与 2DPSK 的BK

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AK与 2DPSK 的AK-OUT

（6）将数字调制单元单刀双掷开关K7置于右方（M序列）端，此时数字调制器输入的基带信号是伪随机序列（本系统中是M序列）信号。用示波器观察2DPSK解调单元LPF点，即可看到无噪声状态下的眼图。

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4.2FSK解调实验

将数字调制单元单刀双掷开关K7还原置于左方NRZ端。将数字信源单元的BS-OUT用信号连线换接到2FSK解调单元的BS-IN点,示波器探头CH1接数字调制单元中的AK，CH2分别接2FSK解调单元中的FD、LPF、CM及AK-OUT，观察2FSK过零检测解调器的解调过程（注意：低通及整形2都有倒相作用）。LPF的波形应接近图4-4所示的理论波形。

AK与 2FSK的 FD

AK与 2FSK的 LPF

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AK与 2FSK的 AK-OUT

四、实验总结

1.设绝对码为1001101，根据实验观察得到的规律，画出如果相干载波频率等于码速率的1.5倍，在CAR-OUT与CAR同相、反相时2DPSK相干解调MU、LPF、BS、BK、AK波形示意图，总结2DPSK克服相位模糊现象的机理。

当相干载波为-cosωt时，MU、LPF及BK与载波为cosωt时的状态反相，但AK仍不变（第一位与BK的起始电平有关）。2DPSK系统之所能克服相位模糊现象，是因为在发端将绝对码变为了相对码，在收端又将相对码变为绝对码，载波相位模糊可 使解调出来的相对码有两种相反的状态，但它们对应的绝对码是相同的。

2.光纤通信原理实验指导 篇二

“通信原理”是高等院校通信工程、电子信息工程等信息类专业非常重要的专业理论基础课, 它可使学生了解通信的基本概念、掌握通信系统的基本结构和原理, 并为通信专业的后续课程的学习打好坚实的理论基础。但该课程的特点是内容丰富、概念抽象、理论性强, 需要许多先修课程, 如《概率论》、《信号与系统》、《通信电子线路》等, 许多内容概念抽象、公式推导多, 使学生对该课程的理解较为困难, 所以学起来就会比较吃力, 因此, 《通信原理》课程对理论联系实际的要求是非常高的, 通信原理实验教学是该课程教学的重要组成部分, 完善有力的实验教学可在很大程度上起到良好的辅助作用, 帮助学生更好地理解该课程的内容。

2 现有实验模式的弊端

目前, 该课程的实验教学主要围绕现有的实验箱展开, 可做的实验个数有限, 且大多是验证个别知识点的验证性实验, 缺乏综合性和设计性实验;另外, 因为受到场地和资金的限制, 实验台套数受限, 学生做实验时一个实验需分3-4组, 每组至少2-3人, 所以他们的动手能力大大受限, 并且实验箱能做的实验模块本身基本已搭建完成, 学生需做的仅仅是连几条线, 或者不需连线来观察一下波形即可, 这也限制了它们动手能力的发展;此外, 通信技术日新月异, 新的技术不断产生, 而现有的实验箱很难满足学生对这些新技术的研究需要。因此, 对通信原理课程实验教学的改革迫在眉睫。

3 多平台实验模式改革

本文提出一种多平台实验模式“实验箱+计算机仿真+EDA技术”, 这三种平台各有优缺点, 灵活地利用它们, 将会很好地解决目前实验教学中存在的诸多问题。

3.1 实验箱

利用实验箱做实验效果感受比较直观, 比较适合于验证性实验, 有利于学生深入理解通信原理的单个知识点, 是进行更高级实验的基础。但对于综合性和设计性实验来说, 其灵活性和可操作性不强, 并且, 它还具有如前面内容所述的许多弊端。所以它的应用范围受限, 但也是一个不可或缺的实验平台。

3.2 计算机仿真

计算机软件仿真平台可大大提高实验内容的设计性, 提高了学生的自主学习能力, 实现了软硬件相结合的实践教学, 比较适合于设计性和综合性实验, 另外, 该平台的引入, 不但极大地缓解了实验室硬件设备资金投入方面的压力, 而且消除了由于通信设备发展迅速, 实验室设备面临不断更新的后顾之忧。此外, 该平台不仅可以作为实验教学的有力补充, 也可生动地展现波形, 从而用于辅助理论教学。

常用的仿真软件有System View和Matlab。其中System View是一个信号级的系统仿真软件, 在该软件环境下设计搭建系统然后仿真其通信过程, 比较适合各类大小的通信系统的仿真, 所以对综合性和设计性实验都比较适合。Matlab也可以灵活地仿真许多通信系统, 通过改变某些参数来观察通信系统的性能, 加深学生对知识的理解, 从而可以获得较好的教学效果, 尤其是Matlab中Smulink的通信部分, 几乎把常用的调制技术都已经封装成了具体的模块, 便于我们直接拿来搭建系统进行仿真。

利用计算机仿真进行实验教学虽有以上诸多优点, 但是仿真实验不如实物实验那样感觉真实直观, 所以该平台也只能作为实验教学的重要组成部分, 而不能作为全部。

3.3 EDA技术

EDA是以计算机为工作平台、以硬件描述语言 (VHDL) 为设计语言, 以可编程器件 (CPLD/FPGA) 为实验载体, 以ASIC/SOC芯片为目标器件来进行必要的元件建模和系统仿真的电子产品自动化设计过程。主要过程是利用计算机在MAX+PLUSⅡ环境下, 利用VHDL语言对要实现的通信电路编程, 然后将程序通过下载电缆加载到CPLD FPGA芯片中去再用示波器和频率计等完成外部测量。应用EDA技术, 在同样的硬件平台上, 加载不同的程序, 可实现不同的电路功能。

该实验平台可充分锻炼学生的综合能力, 且可通过硬件观察结果, 感觉真实直观。但该实验平台对学生的基础要求较高, 并且完成一个实验耗时较多, 所以它比较适合一些课时较多的实验, 或是实验教学之外的其他的实践教学, 如生产实习、毕业设计等, 另外, 该平台应用时最好和别的平台结合着用。

4 实验内容及手段改革

因为传统的实验模式仅有实验箱一种平台, 而它只适合做验证性实验, 所以以往的实验内容多是验证性的, 大大限制了学生的动手能力和通信系统的综合设计能力, 所以上述多平台的实验模式提出后, 相应的实验内容也要随之改动, 应该增加设计性和综合性实验的比重, 不同的实验内容灵活地选择实验平台来完成, 即为实验手段的改革。

验证性的实验应选择实验箱平台或计算机仿真平台, 设计性的实验应选择计算机仿真平台或EDA平台, 综合性的实验应采用计算机仿真平台和EDA平台相结合的方法, 难度大到一定程度的设计性或综合性实验, 可用作其它实践教学的内容。

5 结束语

该多平台实验模式不仅能高质量的完成该课程的实验教学, 还能完成课程设计、生产实习、毕业设计等其它实践教学, 并大大提高学生的动手能力和通信系统的综合设计能力。此外, 该模式成功应用于“通信原理”课程后, 也可推广于其它的课程。S

摘要：针对通信原理课程地位及特点决定的其实验的重要性, 以及目前通信原理实验模式存在的种种弊端, 提出一种多平台实验模式“实验箱+计算机仿真+EDA技术”, 它不仅能高质量的完成该课程的实验教学, 还能完成课程设计、生产实习、毕业设计等其它实践教学, 此外, 该模式也可推广于其它的课程。

关键词：通信原理实验,多平台实验模式,实验教学,实践教学

参考文献

[1]刘小群, 周云波.EDA技术在通信原理实验中的应用[J].科技广场, 2009, 9.

[2]孙爱晶, 张明远, 刘毓.软件仿真平台在通信原理实验教学改革中的实践[J].中国现代教育装备, 2009, 7.

[3]金小萍.融多种实验平台和方法于通信原理的实验教学中//全国高等学校电子技术研究会论文集[M].2008, 7.

3.光纤通信原理实验指导 篇三

【摘要】通过分析车载移动通信的特点，研究车联网之车载移动通信的教学和实践体系，对应用性本科院校分层次培养具有创新精神和实践能力的人才的指导方针，对于车载移动通信教学和实践环节进行了研究，根据专业方向特点，设计了车载移动通信的理论教学和实践教学内容。将知识体系与工程体系应用相结合，扩大学生视野、培养学生的分析能力、综合能力和创新能力。

【关键词】车载移动通信 车联网 教学实践

【课题项目】湖北省教育科学“十二五”规划2014年度重点课题（2014A031）资助，湖北省高等学校省级教学研究项目（2014328）资助，湖北省高等学校省级教学研究项目（2015344）资助。

【中图分类号】TN929.5 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）29-0032-01

一、引言

到2020年，物联网产业将有可能成为一个5万亿级的新兴产业[1]，车联网被认为是物联网最有可能率先实现并且最有实用价值的应用领域[2]，车联网已经得到了学术界、工业界以及政府部门的高度重视，相关的工业、技术标准已提上制订日程。然而，随着无线通信技术发展，3G、4G的全面应用，以及嵌入式技术的开发与应用日趋成熟，车载移动通信将作为车联网发展走到一个国家物联网发展的战略高度，对国家经济发展提高核心竞争力，随着车载移动系统应用对拓展汽车产业链，对促进我国北斗系统和4G网络应用具有深远影响。

车联网中车载移动通信技术涉学科种类多，培养学生发展方向多，这些跨学科多方向知识的融合和贯通必须通过综合的理论知识讲解和能够参与综合的实践环节来进行。通过互动路理论知识授课和提供优质的能够参与开发实验课，进行多层次的培养方式，培养学生的所学知识综合能力和工程程实践能力，并在此基础上创新精神，为其成为具备分析综合和实践应用型人才奠定坚实的基础。

二、车载移动通信教学体系研究

1.车载移动通信的理论教学体系

在理论教学体系教学中，需要贯彻广覆盖、多融合，培养具有只是综合和通过实践解决问题能力的指导方针，将理论教学、研讨和工程性研究相结合，以培养学生的综合能力和综合创新能力和解决问题实践能力为重点。高度重视理论启发式教学环节，推进问知识串联综合和问题研讨模式的改革和创新，培养学生的知识综合动手能力、理论分析问题和解决问题的能力；组织学生积极参与问题研讨和分析研究，进行学生创新性问题进行研讨和理论分析，提升学生知识综合能力和理论分析能力；并且能在实践教学环节进行模拟实现和部分解决，让学生能够把握车载移动通信学习方向和研究方向，如何通过车载移动通信系统把当前的计算机、数据库和网路技术，移动通信技术。车载网络技术，嵌入式开发技术、电子传感技术和GPS技术如何进行统一融合在一起解决当前车联网相关问题。

2.理论教学重点

车联网系统从整个体系架构上主要分为三个模块，分别是车载智能终端、数据处理云端及无线通信网络[3-4]，理论教学要贯穿车载移动通信是一个多学科多技术大融合的系统，主要讲解车载网络、移动通信、车联网，移动终智能终端开发技术。通过本课程的学习，使学生能够全面系统地掌握车载移动通信技术的相关硬件、软件和及其应用技术；并对车载网借助移动终端技术和移动通信技术实现车联网，对的车载网各种组网方式、4G移动通信和车载通讯系统（TELEMATICS）有一定的了解，满足学生将来的工作、学习要求。车载网络技术：介绍车载网络系统，车载网络各类总线及其接口技术，着重讲解Can总线基本构成和基本原理，以及常用其他车载网络总线的系统；移动通信技术：无线网络和移动通信基本原理，移动通信组网、3G移动通信技术及其应用；移动终智能终端开发技术：掌握各类智能终端开发技术的的核心内容，了解各类系统开发原理和各自的有优缺点，了解智能终端与各类系统平台信息交互技术和各自处理通信的方式。车载通讯系统：载通讯系统运作模式，功能特色，应用领域。最后综合结合专业特点和车载移动通信让同学提出问题进行集体讨论和解决方法进行研讨。

3.车载移动通信的实践教学体系

车载移动通信的实践教学体系的建设思路。（1）汽车传感器技术、车载总线技术、嵌入式系统原理、无线自组织网络、M2M技术概论、移动通信技术、RFID技術原理及应用等专业核心课程的需要。学生通过车载移动通实验，可以更好地感知车联网，增强学习兴趣。（2）充分利用系统开放性，主要通过增加车载移动通信系统相关硬件和增加开源性软件建立具有良好展示性效果的车载移动通信平台。在车载移动通信的实验过程中，一方面可以增加一些硬件，通过开源的软件就可进行开发和设计，能够在车联网技术的基础上，转化科研成果，使之应用于车联网方向专业实验设备，配套编制实验手册，从而整个专业实验凸显特色和亮点。（3）实现现有和原有实验室资源的集成。车载移动通信网本质上是多种技术的集成，通过智能终端与实验设备进行很好通信与实验、通过开放开源软件能力综合训练，实现完全开放实验平台，使得设备与实验打通。同时，充分利用校园网内的计算环境，力争形成云计算环境，从而车载移动通信从车载环境中底层感知到中间网络传输以及上层云计算的整体车联环境。（4）面向汽车行业特色的综合实验开发平台。通过增加传感器数据采集、Can总线控制、无线数据传输、GPS定位，WIFI热点，模拟集群通信和嵌入式技术为代表的车联网技术综合实验平台。

三、结语

车载移动通信作为车联网核心专业方向的课程，其技术涉及多个学科，因此通过理论教学和实践教学紧密结合将跨学科知识的进行融合和专业知识进行贯通，并将通过开放实验平台让学生由浅到深，并逐步具有综合和创新能力。真个车载移动通信通过理论与实践结合环节培养学生的工程素质、分析和实践解决问题能力和创新意识，培养应用型人才、工程人才和综合拔尖创新人才培养奠定一定基础。

参考文献：

[1]刘强，崔莉，陈海明5物联网关键技术与应用[J].计算机科学，2010.3（6）：1-4

[2]Wang Jianqiang，Wu Chenwen. A Novel Opportunistic Rou-ting Protocol Applied to Vehicular Ad Hoc Networks[C]/ /The 5th International Conference on Computer Science & Edu-cation.2010：1005-1009

[3]王群，钱焕延.车联网体系结构及感知层关键技术研究[J].电信科学，2012（12）：1-9

[4]武晓钊.车联网技术体系与产业链分析[J].中国流通经济，2012，（08）：47-52

作者简介：

4.光纤通信原理实验指导 篇四

一、通信原理课程实训的目的

1、掌握咏冲编码调制与解调的原理。

2、掌握脉冲编码调制与解调系统的动态范围和频率特性的定义及测置方法。

3、了解脉冲编码调制信号的频谱特性。

4、了解大规模集成电路TP3067的使用方法。

二、通信原理课程实训的内容

通信原理课程实训的内容包括PCM电路图的绘制与PCM电路板的调试与制作两个方面。

1、PCM原理讲解（一天）

2、通信原理PCM电路原理图的绘制与电路板的设计（一天）

3、PCM电路的安装与测试（二天）

4、撰写课程设计论文与答辩（一天）

三、通信原理课程实训的成绩评定

PCM电路图的绘制与PCM电路板的上芯片资料部分的成绩占总成绩的30%，PCM电路的制作与调试部分的成绩占总成绩的30%，课程实训说明书的撰写水平和答辩成绩占总成绩的40%，三部分成绩综合为总成绩。总成绩按优秀、良好、中等、及格与不及格五个等级评定。

成绩评定的依据：

1、实训方案的正确性与合理性；

2、元件的计算与选择的正确性；

3、PCM电路安装与调试能力；

4、课题的完成情况；

5、课程实训过程中的学习态度、工作作风与合作精神。

6、课程实训说明书的撰写水平和答辩成绩；

第一部分 PCM编解码原理

模拟信号进行抽样后，其抽样值还是随信号幅度连续变化的，当这些连续变化的抽样值通过有噪声的信道传输时，接收端就不能列所发送的抽样准确地估值。如果发

样、量化、编码，最后得到PCM编码信号。在单路编译码器中，经变换后的PCM码是在一个时隙中被发送出去的，在其他的时隙中编译码器是没有输出的，即对一个单路编译码器来说，它在一个PCM帧(32个时隙)里，只在一个特定的时隙中发送编码信号。同样，译码电路也只是在一个特定的时隙（此时隙应与发送时隙相同，否则接收不到PCM编码信号）里才从外部接收PCM编码信号，然后进行译码，经过带通滤波器、放大器后输出。具体电路图如图2-1所示。

图2-1 脉冲编码调制电路图

下面对PCM编译码专用集成电路TP3067芯片做一些简单的介绍。图2-2为TP3067的内部结构方框图，图2-3是TP3067的管脚排列图。

(6)Vcc:正电源引脚，Vcc-+5V+5%(7)FSR:接收帧同步脉冲，它启动BCLKR，于是PCM数据移入DR，FSR为8KHz脉冲序列。

(8)DR：接收数据帧输入。PCM数据随着FSR前沿移入DR。

(9)BCLKR/CLKSESL:在FSR的前沿把输入移入DR时位时钟，其频率可以从64KHz至2.048MHz。另一方面它也可能是一个逻辑输入，以此为在同步模式中的主时钟选择频率1.536MHz、1544MHz或2.048MHz，BCLKR用在发送和接收两个方向。

(10)MCLKR/PDN:接收主时钟，其频率可以为1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz。它允许与MCLKx异步，但为了取得最佳性能应当与MCLKx同步，当MCLKR连续连在低电位时，CLKx被选用为所有内部定时，当MCLKR连续工作在高电位时，器件就处于掉电模式。

(11)MCLKx:发送主时钟，其频率可以是1.536MHz、1.544MHz或2.048MHz，它允 许与MCLKR异步，同步工作能实现最佳性能。

(12)BCLKx:把PCM数据从Dx上移出的位时钟，其频率可以从64KHz至2.048MHz，但必须与MCLKx同步。

(13)Dx:由FSx启动的三态PCM数据输出。

(14)FSx:发送帧同步脉冲输入，它启动BCLKx并使Dx上PCM数据移出到Dx上。(15)TSx：开漏输出。在编码器时隙内为低脉冲。

(16)ANLB:模拟环路控制输入，在正常工作时必须置为逻辑“O”，当拉到逻辑“l” 时，发送滤波器和发送前置放大器输出的连接线被断开，而改为和接收功率放大器的VPO+输出连接。

(17)GSx:发送输入放大器的模拟输出，用来在外部调节增益。(18)VFxl-:发送输入放大器的倒相输入。(19)VFxIT:发送输入放大器的非倒相输入。(20)VBB:负电源引脚，VBB=-5V+5%。

③异步工作

在异步工作状态中，发送和接收时钟必须独立设置，MCLK和MCLR必须为2.048MHz，只要把静态逻辑电平加到MCLKx/PDN引脚上，就能实现这一点。FSx启动每个编码周期而且必须与MCLKx和BCLKx保持同步。FSR启动每一个译码周期而且必须与BCLKR同步。BCLKR必须为时钟信号。列于表8-4中的逻辑电平对于异步模式是不成立的。BCLKx和BCLKR工作频率可从64KHz变到2.048MHz。④短帧同步工作

COMBO既可以用短帧，也可以用长帧同步脉冲，在加电开始时，器件采用短帧模式。在这种模式中，FSx和FSr这两个帧同步脉冲的长度均为一个位时钟周期。在BCLKx的下降边沿当FSx为高时，BCLKx的下一个上升边沿可启动输出符号位的三态输出Dx的缓冲器，紧随其后的7个上升边沿以时钟送出剩余的7个位，而下一个下降边沿则阻止Dx输出。在BCLKR的下降边沿当FSr为高时(BCLKx在同步模式)，其下一个的下降边沿将锁住符号位，跟随其后的7个下降边沿锁住剩余的7个保留位。⑤长帧同步工作

为了应用长帧模式，FSx和FSr这两个帧同步脉冲的长度等于或大于位时钟周期的三倍。在64KHZ工作状态中，帧同步脉冲至少要在160ns内保持低电位。随着FSx或BCLKx的上升沿（无论哪一个先到）来到，Dx三态输出缓冲器启动，于是被时钟移出的第一比特为符号位，以后到来的BCLKx的7个上升沿以时钟移出剩余的7位码。随着第8个上升沿或FSx变低（无论哪一个后发生），Dx输出由BCLKx的下降沿来阻塞，在以后8个BCLKR的下降沿(BCLKR)，接收帧同步脉冲FSR的上升沿将锁住DR的PCM数据。⑥发送部件

发送部件的输入端为一个运算放大器，并配有两个调整增益的外接电阻。在低噪声和宽频带条件下，整个音频通带内的增益可达20dB以上。该运算放大器驱动一个增益为l的滤波器（由RC有源前置滤波器组成），后面跟随一个时钟频率为256KHz的8阶开关电容带通滤波器。该滤波器的输出直接驱动编码器的抽样保持电路。在制造中配入一个精密电压基准，以便提供额定峰值为2.5V的输入过载(tmax)。FSx帧同步脉冲控制滤波器输出的抽样，然后逐次逼近的编码周期就开始。8位码装入缓冲器

（4）将信号源模块产生的正弦波信号(频率2.5KH，峰一峰值为3V)从点“S-IN”输入模拟信号数字化模块，将信号源模块的信号输出点“64K”、“8K”“BS”分别与 模拟信号数字化模块的信号输入点“CLKB-IN”、“FRAMB-IN”、“2048K-IN” 连接，观察信号输出点“PCMB-OUT”的波形。将该点的信号送入频谱分析模块，观察该点信号的频谱，记录下来。

（5）连接“CLKB-IN”和“CLK2-IN”，“FRAMB-IN”和“FRAM2-IN”，连接信号输 出点“PCMB-OUT”和信号输入点“PCM2-IN”，观察信号输出点“OUT”的波形。将该点的信号送入频谱分析模块，观察该点信号的频谱，记录下来。

（6）改变输入正弦信号的幅度，使其峰，峰值分别等于和大于5V（若幅度无法达到5V，可将输入正弦信号先通过信号源模块的模拟信号放大通道，再送入模拟信号数字化模块），将示波器探头分别接在信号输出点“OUT”、“PCMB-OUT”上，观察满 载和过载时的脉冲幅度调制和解调波形，记录下来（应可观察到，当输入正弦波信号幅度大于5V时，PCM解码信号中带有明显的噪声）。

（7）改变输入正弦信号的频率，使其频率分别大于3400Hz或小于300Hz，观察点“OUT”、“PCMB-OUT”，记录下来（应可观察到，当输入正弦波的频率大于3400Hz或小于300Hz时，PCM解码信号幅度急剧减小）。

（8）用单放机或音频信号发生器的输出信号代替信号源模块的正弦波，从点“S-IN”输 入模拟信号数字化模块，重复上述操作和观察并记录下来。（可选）

（9）将信号输出点“OUT”输出的信号引入终端模块，用耳机听还原出来的声音，与单放机直接输出的声音比较，判断该通信系统性能的优劣。（可选）

4、输入、输出点参考说明

（1）输入点参考说明

5.通信原理第三次实验报告 篇五

班级：学号：姓名：指导老师：于秀兰 实验室：YF316 时间：第十三周周二 三、四节

实验目的

1、掌握数字基带传输系统的误码率计算；理解信道噪声和码间干扰对系统性能的影响；

2、掌握最佳基带传输系统中的“无码间干扰传输”和“匹配滤波器”的设计方法；

3、理解眼图的作用，理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。实验内容

1、误码率的计算

A/σ和误码率之间的性能曲线

2、眼图的生成

基带信号采用滚降频谱特性的波形 实验步骤及结果

1、随机产生10^6个二进制信息数据，采用双极性码，映射为±A。随机产生高斯噪声(要求A/σ为0～12dB)，叠加在发送信号上，直接按判决规则进行判决，然后与原始数据进行比较，统计出错的数据量，与发送数据量相除得到误码率。画出A/σ和误码率之间的性能曲线，并与理论误码率曲线相比较。（代码及仿真图见附录-1）

2、设基带信号波形为滚降系数为1的升余弦波形，符号周期1 s T =，试绘出不同滚降系数（a =1, 0.75, 0.5, 0.25）时的时域脉冲波形（代码及仿真图见附录-2）。随机生成一系列二进制序列，选择a =1的升余弦波形，画出多个信号的波形，（代码及仿真图见附录-3）。通过高斯白噪声信道，选择a =1的升余弦波形，分别绘制出无噪声干扰以及信噪比为30、20、10、0dB时的眼图。（代码及仿真图见附录-4）实验思考题

1、数字基带传输系统的误码率与哪些因素有关？

答：信道中存在噪声，信道，接收发滤波器的传输特性的不理想性。

2、码间干扰和信道噪声对眼图有什么影响？

答：码间干扰会使眼图波形失真，形成的眼图线迹杂乱，“眼睛”开的较小，且眼图不端正。当存在噪声时，噪声叠加在信号上，因而眼图的线迹更不清晰，于是“眼睛”张开得更小。

3、观察图3－5和图3－6，观察不同滚降系数对时域波形的影响。

答：当a=1时，是实际中常采用的升余弦频谱特性，他的波形最瘦，拖尾t^(-3)速率衰减，抑制码间串扰的效果最好。当滚降系数a越小时，波形越来越胖，尾巴的衰减越来越小。

4、图3－7可以得出什么结论？

答：信噪比越高，眼图的效果越好，当无噪声时，眼图形状清晰可见，“眼睛”张开较大，当信噪比为0时，眼图彻底混乱，看不清形状。

5、图3－3可以得出什么结论？

答：滚降系数越大，时域波形拖尾振荡起伏越小，衰减越快。

心得体会：

通过此次试验，我掌握数字基带传输系统的误码率计算，理解了信道噪声和码间干扰对系统性能的影响，并理解眼图的作用，理解码间干扰和信道噪声对眼图的影响。熟练了matlab语句的运用，并学会了如何用语句来实现相应的一些函数。

附录：

附录-1

附录-2

附录-3

6.光纤通信原理实验指导 篇六

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。

7.光纤通信原理实验指导 篇七

一、教学中存在的问题

目前在大多数开设通信原理实验课的高校, 所有的通信原理实验仍然全部采用实验箱来完成, 但是由于实验设备的性能问题, 在实验操作过程中会导致某些实验无法得出正确的结果, 而且学生也无法对实验原理框图进行逐点的波形分析, 实验效果并不理想。而且综合性创新性实验项目很少, 无法给学生提供更大的实验平台, 更谈不上创新能力的培养。采用实验箱做实验属于传统实验, 实验的正确与否依靠实验箱的性能, 而实验箱设备由于操作的学生较多, 出现损坏的情况比较严重, 而厂家来维修的时间有限, 所以会导致上实验课能用的实验箱的数目大大减少, 极大地影响了实验课的教学质量。而如果采用虚拟实验来做这些实验项目, 它与传统实验相比, 虚拟实验除了在性能、易用性、用户可定制性等方面具有更多优点外, 在工程应用和社会经济效益方面也具有突出优势。此外, 传统的通信原理实验主要通过硬件电路实现各功能模块, 由信号发生器产生信号, 用示波器观察各点波形。由于实验条件的限制, 往往得不到准确的实验结果, 而且学生面对复杂的电路板难以从系统的观点去分析各点波形关系。因此, 设计出一套与传统实验相配合的虚拟实验软件, 采用软件模拟的方法, 通过灵活调节各个实验参数, 灵活控制实验进程, 便可很好地弥补传统通信原理实验的不足, 同时可降低实验设备成本和节省经费, 实现在没有购买新模块的情况下完成实验项目。

二、教学改革探索

1. 教学内容的改革。

《通信系统原理实验》课所包含的内容很广, 里面涉及有基础性实验内容和综合性创新性实验内容, 实验学时又短, 如何在学时有限的情况下, 掌握如此多的实验内容, 如果采用传统的实验箱来做, 是全部完成不了的, 只有选取有代表性的实验来完成, 而如果采用计算机仿真来实现的话, 就有大量的时间来完成, 而且即使上课时间完成不了, 学生还可以回家继续来完成。这样对掌握基础理论知识提供了强有力的实验支持。目前, 虽然传统通信实验中有部分实验采用计算机仿真来实现, 但只是采用软件编译出结果, 看不到原理框图, 无法进行全面分析。为了让教学内容更丰富多彩, 在实验教学内容中将所有的实验内容采用统一软件仿真平台, 全部实验内容采用计算机仿真的方法在同一个平台下进行调用来完成。学生在该软件平台下完成课程大纲所要求的基础性实验项目, 而且能根据教师要求完成综合性创新性实验项目的仿真, 并能根据不断出现的新技术如3G等, 及时实现计算机仿真, 让学生真正掌握通信原理技术。软件平台界面如图1所示。

基本实验有眼图实验、AMI/HDB3编译码过程实验、抽样定理与PAM调制解调实验、PCM编译码实验、⊿M实验、FSK实验、BPSK实验等。针对现代调制解调新技术实验项目仿真, 包括GSM蜂窝移动通信使用的GMSK技术, CDMA使用的QP-SK和扩频技术, 无线局域网用到的QAM等。综合性实验项目有计算机数据传输通信系统综合实验, 使学生适应不断发展的通信技术, 帮助通信专业的学生在通信系统领域建立一个较为完整的框架体系, 有利于对其所学的知识进行综合和提高。创新性实验项目要求学生根据教师要求自动建模, 提高学生的创新能力和动手能力。

2. 教学手段的改革。

采用软件仿真的实验手段突破了传统的实验教学模式, 由于将通信原理实验课程大纲所要求的实验项目采用计算机仿真来实现, 提高了学生应用计算机仿真软件的能力, 而且它与实验箱配合起来使用可以使学生更好地掌握通信系统的构成及原理。①教学方式的改革:在教学实验过程中, 教师在上课前指导学生先进行理论知识的复习, 在每个实验的软件仿真界面中都有理论的内容;教师根据实验内容让学生进行框图的搭建, 让学生可以从系统的观点去分析原理框图中各点的波形图及各点之间关系, 而且还可以灵活设置各个实验参数, 进而分析不同参数为何会有不同的结果, 最后写出分析报告。②增加通信新技术的虚拟仿真, 使学生适应现代通信技术的发展, 满足社会对这方面人才的需求。③利用计算机网络的优势, 虚拟实验可以实现实验项目的远程操作, 弥补了实验场地和实验时间的不足。使学生上实验课不再受时间、地点及实验设备的限制, 从而提高了学生学习的主动性, 提高教师的教学效率。④考核方式:采用上课提问和分析报告两项来给成绩, 而不是采用以前那种实验报告的方式, 杜绝了学生抄袭的行为, 真正做到公平公正, 从而促进学生真正动手动脑去做实验。

随着科学技术的不断发展和社会竞争的日益激烈, 我们教学的总目标就是要让学生能够真正学到知识, 并在今后的工作中能学以致用, 成为国家所需的高级工程技术人才, 因此在教学过程中教师要不断地根据实际情况对教学内容和教学方法作一些改进, 培养学生综合应用能力, 增强分析问题、解决问题和动手的能力。通过自己在任教实践过程中对《通信系统原理实验》课进行的一些改革探索, 在教学中也取得了一定的效果, 但是, 课程教学改革是一项长期而艰巨的任务, 目前还只处于探讨和实践阶段, 并不完善, 需要在今后的工作实践中不断地加以总结和完善。

参考文献

[1]张辉, 曹丽娜.现代通信原理与技术[M].西安电子科技大学出版社, 2003.

[2][美]Vijay K.Garg著.第三代移动通信系统原理与工程设计IS-95 CDMA和cdma2000[M].于鹏, 白春霞, 刘睿, 等, 译.北京:电子工业出版社, 2001.

[3]达新宇, 等.现代通信新技术[M].西安电子科技大学出版社, 2002.

8.光纤通信原理论文 篇八

浅谈掺铒光纤放大器

光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤，它是掺铒光纤放大器的核心。从20世纪80年代后期开始，掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。

光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。在使用光纤的通信系统中，不需将光信号转换为电信号，直接对光信号进行放大的一种技术。

掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器，它是光纤通信中最伟大的发明之一。掺铒光纤放大器的工作原理：

掺铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤（长约10-30m）和泵浦光源组成。其工作原理是：掺铒光纤在泵浦光源（波长980nm或1480nm）的作用下产生受激辐射，而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化，这就相当于对输入光信号进行了放大。研究表明，掺铒光纤放大器通常可得到15-40db的增益，中继距离可以在原来的基础上提高100km以上。那么，人们不禁要问：科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素来提高光波的强度呢？我们知道，铒是稀土元素的一种，而稀土元素又有其特殊的结构特点。长期以来，人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法，来改善光学器件的性能，所以这并不是一个偶然的因素。另外，为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢？其实，泵浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm，但实践证明波长980nm的泵浦光源激光效率最高，次之是波长1480nm的泵浦光源。

掺铒光纤放大器的基本结构：

EDFA的基本结构，它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤，芯径3-5微米，掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。信号光与泵浦光在铒光纤内可以在同一方向(同向泵浦)、相反方向(反向泵浦)或两个方向(双向泵浦)传播。当信号光与泵光同时注入到铒光纤中时，铒离子在泵光作用下激发到高能级上，三能级系统)，并很快衰变到亚稳态能级上，在入射信号光作用下回到基态时发射对应于信号光的光子，使信号得到放大。其放大的自发发射(ASE)谱，带宽很大(达20-40nm)，且有两个峰值，分别对应于1530nm和1550nm。

掺铒光纤放大器的优点：

1.掺铒光纤的放大区域恰好与单模光纤的最低损耗区域相重合。那么，被掺铒光纤放大器放大的光在光纤中的传输损耗小，能传输比较远的距离。

2.对数字信号的格式及数据率“透明”。

单模光纤损耗谱和掺饵光纤放大器的增益谱

3.放大频带宽，能在同一根光纤中传输几十甚至上百个信道。

4.噪声指数低，接近量子极限，意味着可级联多个放大器。

5.增益饱和的恢复时间长，各个信道间的串扰极小。

掺铒光纤放大器的分类：

1.功率放大器（booster-Amplifier），处于合波器之后，用于对合波以后的多个波长信号进行功率提升，然后再进行传输，由于合波后的信号功率一般都比较大，所以，对一功率放大器的噪声指数、增益要求并不是很高，但要求放大后，有比较大的输出功率。

2.线路放大器（Line-Amplifier），处于功率放大器之后，用于周期性地补偿线路传输损耗，一般要求比较小的噪声指数，较大的输出光功率。

3.前置放大器（Pre-Amplifier），处于分波器之前，线路放大器之后，用于信号放大，提高接收机的灵敏度（在光信噪比(OSNR)满足要求情况下，较大的输入功率可以压制接收机本身的噪声，提高接收灵敏度），要求噪声指数很小，对输出功率没有太大的要求。掺铒光纤放大器的应用：

掺铒光纤放大器在常规光纤数字通信系统中应用，可以省去大量的光中继机，而且中继距离也大为增加，这对于长途光缆干线系统具有重要意义。其主要应用包括：

1、可作光距离放大器。传统的电子光纤中继器有许多局限性。如，数字信号和模拟信号相互转换时，中继器要作相应的改变；设备由低速率改变成高速率时，中继器要随之更换；只有传输同一波长的光信号，且结构复杂、价格昂贵，等等。掺铒光纤放大器则克服了这些缺点，不仅不必随信号方式的改变而改变，而且设备扩容或用于光波分复用时，也无需更换。

9.通信原理课程设计 篇九

电子信息工程系

课程设计计划书

课程名称：

通信原理

班

级：

姓

名：

学

号：

指导教师：

二○一一年六月一日

1、课程设计目的：

通过课程设计，巩固已经学过的有关数字调制系统的知识，加深对知识的理解和应用，学会应用Matlab Simulink工具对通信系统进行仿真。

2、课程设计时间安排：

课程设计时间为第一周。首先查找资料，掌握系统原理，熟悉仿真软件，然后构建仿真结构模型，最后调试运行并分析仿真结果。

3、课程设计内容及要求：

（1）基本工作原理：

二进制相位调制就是用二进制数字信息控制正弦载波的相位，使正弦载波的相位随着二进制数字信息的变化而变化。二进制绝对调相就是用数字信息直接控制载波的相位。例如，当数字信息为‘1’时，使载波反相；当数字信息为‘0’时，载波相位不变。2PSK信号可以看成是双极性基带信号乘以载波而产生的

解调方法： 信号产生

解调方法：

由于2PSK信号的频谱中无载波分量，所以2PSK信号的解调只有相干解调，这种相干解调又称极性比较法。2PSK解调框图为：

（2）设计系统：

框图：

设定参数： 正弦载波参数设置

与载波反向正弦波参数设置

伯努利二进制随机序列产生器

多路选择器参数设置

带通滤波器参数设置

低通滤波器参数设置

高斯白噪声参数设置

（3）Matlab仿真

调制部分

解调部分

误码率

4、总结：

通过理论指导，从仿真中可以看出在2PSK调制系统中由于存在信道干扰和码间干扰，会影响调制系统的性能，及存在一定的误码率，误码率与信噪比相关，当信噪比提高时。误码率下降。

在老师和同学的帮助下我顺利的完成了这次课程设计，且这次课程设计使用了MATLAB的SIMULINK功能对2PSK系统进行建模仿真，使我们对数字调制有了更进一步的认识，也对MATLAB中的SIMULINK有了一定的了解，熟悉了它的一些操作。

对于我来说，收获最大的是方法和能力；那些分析和解决问题的能力。在整个课程设计的过程中，我发现我们学生在经验方面十分缺乏，空有理论知识，没有理性的知识；有些东西可能与实际脱节。总体来说，我觉得像课程设计这种类型的作业对我们的帮助还是很大的，它需要我们将学过的相关知识系统地联系起来，从中暴露出自身的不足，以待改进！

5、参考书目：

[1] 现代通信系统----使用Matlab 刘树棠译 西安交通大学出版社

[2] 现代通信系统分析与仿真----Matlab 通信工具箱 李建新等编著 西安电子科技大学出版社

10.光纤通信原理实验指导 篇十

关键词：通信原理,实验教学,虚拟仿真,Matlab

通信原理是电子信息和通信工程类专业重要的专业基础课，也是此类专业研究生入学考试的必要科目之一。通信原理课程理论性和实践性都很强，学习中公式推导多、新概念多，学生不易理解。学生不仅应该掌握通信系统的基本原理和基本方法，还应熟记重要结论并灵活运用。实验教学作为理论教学的重要组成部分，对夯实理论基础和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[1]。

1 通信原理实验教学改革的必要性

传统的通信原理实验为单一的硬件验证性实验，通过多年的教学观察，这种实验方式存在以下几个方面的问题[2,3,4,5]:

(1）实验方式机械，实验台上的模块已经固化，绝大多数参数已设定好，学生按照讲义上的步骤一步一步接线，用示波器观察实验台上已预留好的指定测试点的波形，记录数据波形，即可完成实验；整个实验过程学生不用动脑分析实验原理，也不用弄明白实验电路的工作原理，只要实验箱完好，并接线正确，就可以在示波器上得到实验结果。

(2）实验内容不丰富，受实验台设备局限，实验内容均为验证性实验，学生对实验的感受不深，对设备的运行原理、运行情况了解不深，不利于培养学生的综合思维能力和创新能力。

(3）硬件实验室建设、维护成本高，通信工程实验室的建设中需要投入较大的人力和物力，由于硬件设备容易受损，加上个别学生的误操作，致使每学期实验课过后，完好的实验台逐渐减少，每年学校都要投入大量资金进行设备维护。

(4）实验缺乏系统性，以往通信原理的实验内容主要是AM调制与解调、数字基带信号、数字调制与解调、PCM脉冲编译码等几个典型的验证性实验，各个实验相对独立，不利于学生基于所学理论知识去系统化地了解整个通信的过程。

虚拟仿真实验系统是借助于图形图像、仿真和虚拟现实等技术在计算机上所营造的可辅助、甚至替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境。它是现代实验教学的发展模式，有效地补充和完善了传统实验，缓解实验方式机械、内容不丰富、实验设备不足和滞后等问题，其优势在于允许出现误操作，获得“零”维护保障，便于开展设备易损性、综合性、设计性实验[6,7]。

Matlab作为当前国际最流行的面向工程、数值和科学计算的高级语言，是通信系统虚拟仿真中最常用的语言之一，Matlab环境下的Simulink拥有丰富的系统建模、仿真和分析的动态仿真集成环境工具箱，而Matlab中的GUI提供了可视化的快速开发环境，使用者通过鼠标就能迅速产生各种GUI控件，从而帮助用户方便地设计出各种符合要求的图形用户界面。利用Matlab的上述功能完全可以实现在物理设备上所要完成的通信理论实验，不仅可将抽象理论知识运用图形、文字、数据等多种形式展现，更为实验教学提供一个界面友好、操作简便的虚拟环境[8,9,10]。

2 通信原理虚拟仿真实验教学方法

通信原理理论课在本科教学中，需要学生重点掌握的内容主要涵盖了模拟通信系统、数字通信系统和模拟信号数字化3大部分。传统的实验内容各自独立，缺乏系统性。在通信原理课程实验教学改革中，以典型通信系统为应用背景，按照理论授课的重点内容，将系统分解为多个部分，随着各部分实验内容的完成，典型的通信系统也就应运而生，使学生不但深刻理解了各实验部分的原理，而且激发了学生对枯燥专业理论的兴趣。

虚拟仿真实验系统在Matlab环境下，利用Simulink功能模块、调用M函数或编写S函数等，根据实验大纲要求开发通信原理仿真实验虚拟仪器库，然后将开放完成的虚拟仪器按照实验设计要求连接构建成通信系统。具体实施方法步骤为：

(1）按照理论内容系统化设计实验系统，根据教学大纲的要求，通信原理实验应该包括模拟通信系统、数字通信系统以及模拟信号数字化多路复用通信系统3大系统。

(2）根据所需实验，做整体系统设计，确定仿真选用的虚拟仪器及连接框图，汇总虚拟仪器功能，比如信号发生器应包含余弦信号、直流信号和单矩形脉冲信号等、滤波器应包含低通滤波器和带通滤波器等。

(3）利用Simulink功能模块或Matlab语言实现虚拟仪器功能，封装相应模块，按照通信系统的一般模型可包括：信源模块、滤波器模块、调制器模块、噪声模块、解调器模块、PCM编/解码模块和信号分析模块等。

(4）由虚拟仪器连接构成虚拟实验通信系统，设置仿真参数，如仿真时间、步长等。

(5）运行仿真模型并合理选择测量点，设计信号分析模块，分析仿真结果并与理想结果比较。

其中信号分析模块是对测量信号成分的分析，包括输出信噪比的计算、输出信号频谱分析；与物理硬件实验相比，利用物理硬件系统得到的观测值，计算系统指标中参杂了硬件噪声和读数误差的影响，并且有些参数无法读出，如噪声功率和信号频率，导致系统性能分析的不准确或无法计算，而利用Matlab实现的软件系统可直接精确提取系统运行参数，在Matlab软件平台中附加指标计算公式，用于方便比较和评价通信系统的性能。

通信原理虚拟仿真实验系统开发只要一台PC机，安装Matlab软件即可。由于Matlab在通信仿真领域的应用广泛，开发技术相关资料也很容易搜集；虚拟仿真实验系统开发完成后，投入实验课程中所需硬件条件为一台PC机，要求安装Matlab软件和虚拟仪器库，理论条件为学生掌握Matlab软件。在我校通信工程专业的培养方案中，第三学期开设了“Matlab程序设计”课程，第四学期开设“通信原理”理论课，第五学期开设“通信原理实验”课程；因此本课程实验的教学改革从开发到使用都具有较强可行性。我校通信原理课程配8个验证性实验，以最终构建典型通信系统为目的，结合理论授课重点，通过多个小实验的设计仿真和综合设计仿真，使学生不但巩固了理论知识，培养了分析解决实际问题的能力，同时也使学生能够从系统化的角度进一步理解通信系统的概念。

3 典型实验举例

AM调制解调通信系统是通信原理中最基本的一种模拟通信系统，文中该实验涉及到载波调制、相干解调、包络检波等基本通信理论。

3.1 AM调制原理简介

假设调制信号为m(t)，直流偏量为A0，载波为cosωct，则可得AM调制信号表达式为：

调制系数μ为：

由理论分析可知，当μ≤1时，可采用包络检波和相干解调两种解调法恢复出原始信号；而μ>1时将出现过调幅现象，只能采用想干解调法恢复原始信号。

3.2 基于Matlab/Simulink的AM调制解调实验设计

如图1所示，AM调制解调系统包括AM调制模块、AM解调模块和信噪比计算模块。通过该实验的设计，要求学生掌握乘法器的基本工作原理，由乘法器构成的振幅调制和载波调制电路的工作原理和特点，掌握包络检波和想干解调的工作原理和特点，了解不同调制系数μ对系统的影响。

AM调制器的结构如图2所示，其中通过加法器实现了调制信号m(t)与直流偏量A0的加和，输入端In3为载波信号，最终，通过乘法器形成了AM调制信号sAM(t)，从端口Out1输出。在Matlab/Simulink环境下将模块封装，则构成了图1中的AM调制器。

包络检波器的结构如图3所示，本实例中的包络检波器可直接采用Saturation模块来模拟具有单向导通性能的检波二极管，Saturation模块的上、下门限分别设置inf和0，检波后通过低通滤波器。该模块封装后，构成了图1中的包络检波器。

相干解调器的结构如图4所示，相干解调采用的载波由端口In2输入，与调制载波同频同相，可以直接从发送端载波引入，解调后通过低通滤波。该模块封装后，构成了图1中的相干解调器。

实验过程中，首先要求学生实现AM调制器、包络检波器和相干解调器3个模块，掌握系统的核心原理，然后将这3个关键模块连接，接入信号源、噪声、示波器和信噪比计算模块构成整体的AM调制解调通信系统。由于信噪比计算模块比较复杂，可直接由教师构造模块，讲解功能后由学生选用，方便进一步分析系统。

3.3 AM调制解调实验结果

本实例中，假设载波为cos(106×t)，直流偏量为A0=1，调制信号为m(t)=0.3 cos(103×t)。调制信号m(t)与m(t)+A0分别如图5上、下两波形所示。

由式（2）计算可得，本例中调制系数μ=0.3，则该系统可采用包络检波和相干解调两种解调方法。理论上，在大信噪比条件下，包络检波器的性能接近相干解调器性能，但随着输入信噪比逐渐降低，包络检波器将出现门限效应。实验中，可使学生通过修改噪声参数观察门限效应现象，通过修改调制信号幅度和直流偏量值观察不同调制系数下包络检波和相干解调的性能，加深对理论知识的理解。

当噪声方差为0.3时，解调器前端信号如图6所示，其中上部信号为无噪声信号，下部信号为方差为0.3的有噪信号。

噪声方差为0.3时，解调器输出波形如图7所示，其中上部信号为包络检波器输出，下部信号为相干解调器输出信号。由图可见此时包络检波器和相干解调器均可正常解调信号。

当噪声方差为1时，解调器输出波形如图8所示，从图中可观察到，此时包络检波器已经出现门限效应，而相干解调器可以正常工作。

4 结语

在“通信原理”实验课程中利用Matlab构建虚拟仿真实验系统，使得通信系统的仿真用计算机模拟实现，免去构建硬件实验系统的不便和开销，而且操作十分简便。通过这种实验方式不仅帮助学生深入理解课堂所学理论，而且为学生今后使用Matlab进行通信系统的分析和设计打下基础，有利于培养学生应用计算机辅助分析和设计控制系统的综合能力。

参考文献

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[2]钟丽辉,吕丹桔.基于Matlab的通信原理实验教学改革[J].电子设计工程,2012(6):76-78.

[3]程铃,徐冬冬.Matlab仿真在通信原理教学中的应用[J].实验室研究与探索,2010(2):117-119.

[4]马冬梅,朱正伟.通信原理实验教学的改革与探索[J].实验室科学,2010(4):17-19.

[5]刘宏波,李丽华,刘琴涛,等.Matlab在通信原理课程教学中应用案例[J].实验技术与管理,2009,26(10):87-89.

[6]孙爱晶,张明远,刘毓.软件仿真平台在通信原理实验教学改革中的实践[J].中国现代教育装备,2009(7):95-96.

[7]周翔.软件仿真在通信原理实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2011(34):131-131.

[8]赵乘浪,乔闪,曹周俊.基于Matlab面向课题的通信原理课程实践教学探索[J].实验室科学,2009(2):49-51.

[9]肖珂,张月清,贾宇琛,等.Matlab在“通信原理”课程实验中的应用[J].河北农业大学学报:农林教育版,2009,11(2):243-246.

11.通信原理学习总结 篇十一

开学到现在也有近两个月了，这学期我们就开了移动通信这一门课。到现在这门课程正式结束了。在这两个月的学习过程中，在段教授的悉心指导下，我们学到了很多，了解了很多，也掌握了很多知识。这些知识对即将毕业的我们来说太有用了。它不仅丰富了我们的脑海，同时也让我们多了一门技术。用段教授的话说就是“学了这门课，学好这门课，你们就不用担心找不到工作了”。在这我们真的应该感谢段教授。

段教授还是延续上学期教单片机的教学方法。把知识都融入到生活中去。我们听的津津有味，而且容易接受。第一节课段教授给我们讲了一些研究。他说到了我们的灵魂，人与人、人与自然、人与社会之间的关系。后面又开始讲精神科学、自然科学、社会科学之间各种各样的有趣关联。这让我深深的感受到我们作为一个研究体验者，作为“人”的重要性。总而言之，科学思维就是我们的灵魂。社会的需求就是科学思维的动力。

经过这段时间的学习，我对这门学科也有了进一步的了解，而且是我对这门学科产生了浓厚的兴趣，也知道移动通信课程是通信、电子、信息领域中最重要的专业基础课之一，是电子信息系各专业必修的专业基础课。而且与生活密切相关，在现在的应用中非常广泛。

移动通信系统由两部分组成：空间系统；地面系统。移动通信系统从20世纪80年代诞生以来，到2020年将大体经过5代的发展历程，而且到2010年，将从第3代过渡到第4代(4G)。到4G，除蜂窝电话系统外，宽带无线接入系统、毫米波LAN、智能传输系统(ITS)和同温层平台(HAPS)系统将投入使用。未来几代移动通信系统最明显的趋势是要求高数据速率、高机动性和无缝隙漫游。实现这些要求在技术上将面临更大的挑战。当然这也是我们将来要面对的问题。所以现在学好了，将来我们才能解决他们。甚至做得更好。有句话讲得好，将来是他们的，也是我们的，但说到底，还是我们的。所以我们要好好努力。创造未来。

在这次课程学习中，我们了解并体会了研究一般科学的方法，观察与教学、抽象与具体、归纳与演绎、分析与综合等等。在这里我们说到比较重点的一环，分析与综合。这是它涉及整个科学应用的。分析：就是把一个复杂的事物分解为各个部分，各个要素。然后分别加以考察的一种科学思维方法。比如说频谱的工作。综合则是把分析中得到的关于客观对象各个部分的认识按照其内在联系在科学思维中国联系起来形成对客观对象的整体认识的思维方法。

在学习的过程中，段教授教了我很多知识和一些解决问题的方法。如研究问题最重要就是要抓到问题的关键点，做到突出问题的核心，从而从根本上解决问题的突破口。这里体现了我们做学术研究的重要点，为自己以后继续的学习生活打下了坚实的基础。还有，我们要勤思善变，提高解决实际问题的应变能力。又如通过蜜蜂采蜜来给我们讲解蜂窝组网理论。还有一些分析方法如定性分析法，定量分析法，类比分析法等等，还有许多许多。真的，听段教授讲课，我们真的能学到很多东西。我非常喜欢段教授的那一句话“听了我的课，学好了，找不到好工作，你来找我”。段教授的这一句话给了我们很大的信心。

12.通信原理导论[范文] 篇十二

通信工程导论 学习报告

班 级

姓 名 学 号

得 分

2014年 10月

目

录

1、引言················································（1）

2、通信工程的支撑技术······························（2）

3、学习规划············································（3）

4结束语················································（3）

通信工程的支撑技术与学习规划 摘要：大学生活虽然度过了一年，但我对我所选择的专业还不是很了解。在大二的前两周学校给我们安排了这门课程，老师给我们介绍了通信的分类、发展以及相关的知识，通过学习，我对通信工程有了一定的认识，也意识到信息工程这类专业在未来美好的就业前景。了解通信就要了解通信工程的支撑技术，虽然察觉到这门专业课的难度，但是更加激起我学习的热情！我认为一个成功的人必有一个成功的规划，因此，我对我以后的学习进行了规划。

前言：无论是在古代还是在现在，信息交流是一直存在的。随着科技的发展，相继出现了各种通信技术，它拉近了人与人之间的距离，提高了经济效益，它深刻地改变了人类的生活方式和社会面貌。由于它的巨大作用使我不得不对它产生兴趣。下面我来介绍下通信工程的支撑技术。

正文：通信的基本形式是在信源与信宿之间建立一个传输（转移）信息的通道。通信系统就是用电、光等信号形式来传递信息的系统。信息的传递需要通信网来支撑。

一、通信工程的支撑技术

（一）、应用层技术

①、应用层业务

应用层业务主要包括模拟与数字视音频业务，数据通信业务和多媒体通信业务。

②终端技术

其一是将待传送的信息和传输链路上传送的信息进行相互转换。发送端，将信源产生的信息转换成适合于传输链路上传送的信号,在接收端则完成相反的变换。其二是将信号与传输链路相匹配，由信号处理设备完成；其三是信令的产生和识别，即用来产生和识别网内所需的信令，完成一系列控制作用。

它主要包括音频通信终端技术、（如：普通模拟电话机、录音机等）图像通信终端技术（如：传真机）、视频通信终端技术如（各种电视摄像机）、数据通信终端（如：调制解调器）。

（二）、业务网技术

①、电话网与电路交换技术

电话通过用户线接到交换机上，交换机根据用户信号自动进行话路的接通和拆除。

②、数据网与分组交换技术

公共数据网采用存储转发分组交换技术，主要包括：x.25分组交换网、帧中继网FR、数字数据网DDN、智能网IN等。

③、智能网技术、移动通信网技术、软交换技术。

（三）、传送网技术

传送网：完成信息从一个点到另一个点或几个点的功能的复杂网络。从物理实现角度看它包括传输媒介、传输系统和传输节点设备。

① 传输媒质

传输信息的物理媒质、传输信号的通道。包括有线（电缆、光纤光缆、电力线等）和无线（无线电波、激光等）。② 传输系统 频分复用技术、时分复用技术、码分复用技术 ③ 传输节点设备

配线架、电分插复用器ADM、电交叉连接器DXC、光分插复用器OADM光交叉连接器OXC。

（四）、支撑网技术

支撑网是业务网正常进行、增强网络功能、提供全网服务质量、以满足用户要求的网络，在各个支撑网中传送相应的控制、检测信号。包括信令网、同步网和电信管理网。① 信令网技术

实现网络节点间信令的传输和转换。②同步网技术

实现交换局、传输设备之间信号时针的同步 ③电信管理网技术

提高全网质量和充分利用网络设备而设置：用户管理、流量控制、故障检测等。

二、学习规划

大一时，我坚持刻苦的学习高数，坚持预习与复习，积极完成老师布置的作业，所以对于高数掌握的知识还算可以。在大一上学期就考过了英语四级，但是是低分飘过，所以决定以后更加认真学习英语。

由于我现在处在大二的上学期，很多专业课都没有学习，只能从学好基础课开始。除了我们学校要求的计算机二级证书与四级证书外，我打算考到计算机三级和六级证书。本学期我们学的复变函数和、电路原理和专业课有点关系，所以也显得有点难度，需要花费更多的时间去学习。在大一下学期由于种种原因我的六级没有考过，所以争取在大二上学期考过。本学期有很多物理实验是最让我恐惧的，但是我知道这是不可避免的，随着专业课的学习，实验也是我们学习的重要组成部分，我会在学习理论课的同时，二者结合，争取达到事半功倍的效果。为了提升自己、锻炼自己，我报名参加了“飞思卡尔”，希望能够提高自己的专业素养，完善自己。

根据我们学校的安排，大三要开始学习专业课了我准备把所有的精力都放在这个上面，多去实验室做实验，增强自己的动手能力，因为通信的很多东西都需要自己去实践操作。对于我未来能找到好的工作，我有点想考研的倾向。所以我决定在大三学习专业课的同时，多抽时间复习大一大二时学的数学及英语。

在大学四年级，在大学即将结束的一年里，有些人也许已经开始出去找工作了。由于现在考研的的艰难性以及时间的延长，我想我会加倍的努力学习，争取能考上我理想的大学-南邮。