幀同步實驗報告

實驗八幀同步信號恢復(fù)實驗一、實驗?zāi)康恼莆瞻涂舜a識別原理。2.掌握同步保護(hù)原理。3.掌握假同步、漏同步、捕捉態(tài)、維持態(tài)概念。二、實驗內(nèi)容觀察幀同步碼無錯誤時幀同步器的維持態(tài)。觀察幀同步碼有一位錯誤時幀同步器的維持態(tài)和捕捉態(tài)。3.觀察同步器的假同步現(xiàn)象和同步保護(hù)作用。三、基本原理（a）原理說明一、幀同步碼插入方式及碼型 1．集中插入（連貫插入）在一幀開始的n位集中插入n比特幀同步碼，pdh中的a律pcm基群、二次群、三次、四次群，M律pcm二次群、三次群、四次群以及sdh中各個等級的同步傳輸模塊都采用集中插入式。 2．分散插入式（間隔插入式）n比特幀同步碼分散地插入到n幀內(nèi)，每幀插入1比持，p律pcm基群及Am系統(tǒng)采用分散插入式。分散插入式無國際標(biāo)準(zhǔn)，集中插入式有國際標(biāo)準(zhǔn)。幀同步碼出現(xiàn)的周期為幀周期的整數(shù)信，即在每n幀（n±1）的相同位置插入幀同步碼。3．幀同步碼碼型選擇原則 （1）假同步概率?。?）有尖銳的自相關(guān)特性，以減小漏同步概率如a律pcm基群的幀同步碼為001101，設(shè)“1”對應(yīng)正電平1，“0”碼對應(yīng)負(fù)電平-1，則此幀同步碼的自相關(guān)特性如下圖所示r（j）3-1-4-3-5-57-10-1-534-53j-1二、幀同步碼識別介紹常用的集中插入幀同步碼的識別方法。設(shè)幀同碼為0011011，當(dāng)幀同步碼全部進(jìn)入移位寄存器時它的7個輸出端全為高電平，相加器3個輸u0l出端全為高電平，表示ui=1+2+4=7。門限l由3個輸入電平?jīng)Q定，它們的權(quán)值分別為1，2，4。移位寄存器i比較器的功能為u。??據(jù)此可得以下波形：0,u?li??1,u?lpcm碼流u0三、識別器性能設(shè)誤碼率為pe,n幀碼位，l=n-m,(即允許幀同步碼錯m位)，求漏識別概率pl和假識別概率p2以及同步識別時間ts。 1.漏識別概率??正確識別概率為?cnpe(1?pe)n??，故??0mp1?1?(n?p?(1?p)??ee?0mn??，m=0時p1?npe門限l越低，pe越小，則漏識別概率越小。 2.假識別概率n位信碼產(chǎn)生一個假識別信號的概率為p2?2?nc????0mnm?0時p2?2?n門限越高，幀碼位數(shù)越多，則假識別概率越小。3．同步識別時間tsp1=p2=0時，ts=nts,n為一個同步幀中碼元位數(shù)，ts為碼元寬度 一個同步幀中產(chǎn)生一個假識別信號概率為(n?n)p2?np2,故當(dāng)plHO、p2M0時ts?(1?p1?np2)nts分散插入幀同步碼的同步識別時間為ts?n2ts可見集中插入式同步識別時間遠(yuǎn)小于分散插入式的同步識別時間。四、同步保護(hù)無同步保護(hù)時，同步系統(tǒng)的漏同步概率pl等于識別器漏識別概率pl，假同步概率pj等于識別器的假識別概率平p2。由上述分析可見。當(dāng)信道誤碼率一定時，增大幀碼長度、降低門限可減少漏同步概率，同時使假同步概率也足夠低，但幀碼太長，將降低有效信息的傳輸速度，是不允許的。這一矛盾可用同步保護(hù)電路解決。1．后方保護(hù)當(dāng)幀同步系統(tǒng)處于捕捉態(tài)時，連續(xù)?個同步幀時間內(nèi)識別器有輸出時，同步系統(tǒng)進(jìn)入同步狀態(tài)，輸出幀同步信號。此措施可減小假同步概率。也可以在采取此措施的同時提高門限電平以進(jìn)一步減小假同步概率。 2．前方保護(hù)當(dāng)幀同步系統(tǒng)處于同步態(tài)時，連續(xù)0個同步幀時間內(nèi)識別器檢測不到幀同步碼，則系統(tǒng)回到捕捉態(tài)。此措施可以減小漏同步(假失步)概率。也可以在采取此措施的同時降低限電平，以進(jìn)一步減小漏同步概率。3．同步性能設(shè)門限等于幀碼碼元數(shù)n同步幀長為n比持，同步周期為tf秒，則?pl?(npe)pj?n?2?n?(1??)n(1??)npe?]??tf22同步建立時間tp?[1?(b)電路原理在時分復(fù)用通信系統(tǒng)中，為了正確地傳輸信息，必須在信息碼流中插入一定數(shù)量的幀同步碼，可以集中插入、也可以分散插入。本實驗系統(tǒng)中幀同步碼為7位巴克碼，集中插入到每幀的第2至第8個碼元位置上。幀同步模塊的原理框圖及電原理圖分別如圖8-1、圖8-2所示。 本模塊有以下測試點及輸入輸出點：?nrz-in數(shù)字基帶信號輸入點?bs-in位同步信號輸入點？gal 巴克碼識別器輸出信號測試點 ？三24 24分頻器輸出信號測試TOC\o"1-5"\h\z點?th判決門限電平測試點?fs-out幀同步信號輸出點/測試點 圖8-1中各單元與圖8-2中元器件的對應(yīng)關(guān)系如下： ？三24分頻器 計數(shù)器； ？移位寄存器四位移位寄存器?相加器可編程邏輯器件?判決器可編程邏輯器件?單穩(wěn) ?與門1 ?與門2 ?與門3 ?與門4 ?或門 ?三3分頻器 ？觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與門與門與門與門或門計數(shù)器jk觸發(fā)器圖8-1幀同步模塊原理框圖從總體上看，本模塊可分為巴克碼識別器及同步保護(hù)兩部分。巴克碼識別器包括移位寄存器、相加器和判決器，圖8-1中的其余部分完成同步保護(hù)功能。移位寄存器由兩片74175組成，移位時鐘信號是位同步信號。當(dāng)7位巴克碼全部進(jìn)入移位寄存器時，ufs4的ql、q2、q3、q4及ufs5的q2、q3、q4都為1,它們輸入到相加器ufs6的數(shù)據(jù)輸入端d0~d6,ufs6的輸出端yO、yl、y2都為1,表示輸入端為7個1。若y2y1y0=100時，表示輸入端有4個1,依此類推，y2y1y0的不同狀態(tài)表示了ufs6輸入端為1的個數(shù)。判決器ufs6有6個輸入端。in2、in1、in0分別與ufs6的y2、y1、y0相連，l2、l1、l0與判決門限控制電壓相連，l2、l1已設(shè)置為1，而l0由同步保護(hù)部分控制，可能為1也可能為0。在幀同步模塊電路中有發(fā)光二極管指示燈p3與判決門限控制電壓相對應(yīng)，即與l0對應(yīng)，燈亮對應(yīng)1,燈熄對應(yīng)0。判決電平測試點th就是l0信號，它與指示燈p3狀態(tài)相對應(yīng)。當(dāng)l2l1l0=111時門限為7,燈亮，th為高電平；當(dāng)l2l1l0=110時門限為6,p3熄，th為低電平。當(dāng)u52輸入端為1的個數(shù)(即ufs6的in2in1in0)大于或等于判決門限于l2l1l0，識別器就會輸出一個脈沖信號。當(dāng)基帶信號里的幀同步碼無錯誤時(七位全對)，把位同步信號和數(shù)字基帶信號輸入給移位寄存器，識別器就會有幀同步識別信號gal輸出，各種信號波形及時序關(guān)系如圖8-3所示，gal信號的上升沿與最后一位幀同步碼的結(jié)束時刻對齊。圖中還給出了三24信號及幀同步器最終輸出的幀同步信號fs-out,fs-out的上升沿稍遲后于gal的上升沿。s-ingal三24fs-out圖8-3幀同步器信號波形-24信號是將位同步信號進(jìn)行24分頻得到的，其周期與幀同步信號的周期相同(因為一幀24位是確定的），但其相位不一定符合要求。當(dāng)識別器輸出一個gal脈沖信號時（即捕獲到一組正確的幀同步碼），在gal信號和同步保護(hù)器的作用下，三24電路置零，從而使輸出的-24信號下降沿與gal信號的上升沿對齊。三24信號再送給后級的單穩(wěn)電路，單穩(wěn)設(shè)置為下降沿觸發(fā)，其輸出信號的上升沿比三24信號的下降沿稍有延遲。 同步器最終輸出的幀同步信號fs-out是由同步保護(hù)器中的與門3對單穩(wěn)輸出的信號及狀態(tài)觸發(fā)器的q端輸出信號進(jìn)行“與”運算得到的。電路中同步保護(hù)器的作用是減小假同步和漏同步。當(dāng)無基帶信號輸入（或雖有基帶信號輸入但相加器輸出低于門限值）時，識別器沒有輸出（即輸出為0），與門1關(guān)閉、與門2打開，單穩(wěn)輸出信號通過與門2-3電路，-3電路的輸出信號使?fàn)顟B(tài)觸發(fā)器置“0”，從而關(guān)閉與門3，同步器無輸出信號，此時q的高電平把判決器的門限置為7（p3燈亮）、且關(guān)閉或門、打開與門1，同步器處于捕捉態(tài)。只要識別器輸出一個gal信號（因為判決門限比較高，這個gal信號是正確的幀同步信號的概率很高），與門4就可以輸出一個置零脈沖使-24分頻器置零，-24分頻器輸出與gal信號同頻同相的的周期信號（見圖8-3）。識別器輸出的gal脈沖信號通過與門1后使?fàn)顟B(tài)觸發(fā)器置“1”，從而打開與門3,輸出幀同步信號fs-out,同時使判決器門限降為6（p3燈熄）、打開或門、同步器進(jìn)入維持狀態(tài)。在維持狀態(tài)下，因為判決門限較低，故識別器的漏識別概率減小，假識別概率增加。但假識別信號與單穩(wěn)輸出信號不同步，故與門1、與門4不輸出假識別信號，從而使假識別信號不影響-24電路的工作狀態(tài)，與門3輸出的仍是正確的幀同步信號。實驗中可根據(jù)判決門限指示燈p3判斷同步器處于何種狀態(tài)，p3亮為捕捉態(tài)，p3熄為同步態(tài)。在維持狀態(tài)下，識別器也可能出現(xiàn)漏識別。但由于漏識別概率比較小，連續(xù)篇二：asic實驗報告-幀同步檢測目錄1.、八前言..22.實驗?zāi)康?.23.實驗任務(wù) 24.幀同步系統(tǒng)實現(xiàn)原理.4.1幀 2結(jié)構(gòu) 24.2幀同步的原理 45.幀同步電路模塊設(shè)計.5.1模塊外部 5管腳 55.2路 56.幀同步檢測模塊設(shè)計. 67.仿真、測試、綜合與分析...88.實驗總結(jié)與心得119.verilog代碼 139.1主模塊代碼 139.2測試模塊代碼 151．前言兩個工作站之間以報文分組為單位傳輸信息時，必須將線路上的數(shù)據(jù)流劃分成報文分組規(guī)程的幀，以幀的格式進(jìn)行傳送。幀的幀標(biāo)識位用來標(biāo)識幀的開始和結(jié)束。通信開通時，當(dāng)檢測到幀標(biāo)識，即認(rèn)為是幀的開始，然后在數(shù)據(jù)傳輸過程中一旦檢測到幀標(biāo)識f即表示幀結(jié)束。之所以要把比特組合成以幀為單位傳送，是為了在出錯時，可只將有錯的幀重發(fā)，而不必將全部數(shù)據(jù)重新發(fā)送，從而提高了效率。幀同步指的是接收方應(yīng)當(dāng)能從接收到的二進(jìn)制比特流中區(qū)分出幀的起始與終止。本文中在linux操作系統(tǒng)下，用具有強(qiáng)大的行為描述能力和豐富的仿真語句的veriloghdl語言來描述pcm幀同步檢測及告警系統(tǒng)，并用大型eda軟件cadence對其進(jìn)行仿真、綜合和邏輯驗證。2．實驗?zāi)康恼莆绽胿erilog進(jìn)行專用集成電路設(shè)計的流程和方法。學(xué)習(xí)用cadence軟件進(jìn)行eda設(shè)計綜合的方法。提高用書本知識解決實際問題的能力。3．實驗任務(wù)畫出電路實現(xiàn)幀同步、失步的檢測流程。用veriloghdl進(jìn)行frame電路的描述。寫出正確的測試文件,測試文件必須包括從“幀同步”到“幀同步”再到“幀同步”的狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程。在linux環(huán)境下使用verilogxl模擬器進(jìn)行verilog語言文件進(jìn)行仿真測試，測試無誤后進(jìn)行電路綜合。4．幀同步系統(tǒng)實現(xiàn)原理幀結(jié)構(gòu)編碼數(shù)字信號是一個無頭無尾的數(shù)碼流，盡管其中含有大量的信息，但若不能分辨一個樣值所對應(yīng)的碼子，將無法進(jìn)行正確的譯碼。在時分多路通信中，若不能判定各話路的序號，將無法進(jìn)行準(zhǔn)確的通信。所謂幀結(jié)構(gòu)，就是一種按時隙分配的重復(fù)性圖案。在pcm基群設(shè)備中是以幀結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)則，將各種信息規(guī)律性地相互交叉匯總后形成高速碼流。對于數(shù)碼率為2048kb/s的設(shè)備而言，由于取樣頻率為8khz，每個樣值編8位碼，則應(yīng)能傳輸32路64kb/s信息碼。為了保證收、發(fā)雙方步調(diào)一致地工作，有必要在信息碼流中插入一些完成同步功能的同步碼、對告碼以及每個話路的隨路信令等非語聲信息，其傳輸速率之和為128kb／s，即占用了兩個話路。因此，pcm基群的話路數(shù)只有30個，故稱為pcm30／32路系統(tǒng)。為了擴(kuò)大通信容量，高次群復(fù)接設(shè)備均以這種系統(tǒng)為基本復(fù)接單元。因此，將pcm30/32路系統(tǒng)稱為基群（或一次群）?；旱膸Y(jié)構(gòu)如下圖。在pcm30/32路制式中，取樣周期為125us（l/800ohz）,每個樣值編8位碼，稱一個碼字。為了保全碼字，避免譯碼差錯，在基群中是按碼字復(fù)接的，那么，只要在125us的時間內(nèi)將32路信號（32個碼字）在時間上排開就組成了一幀。每傳一個碼字的時間稱為一個時隙（timeslot）,以tsi（i=0，1，??，31）表示，并規(guī)定ts0時隙為同步時隙，作為一幀的開始，在這個時隙中傳送幀同步碼（同步碼型為X0011011）和對告碼（a1）。圖表1幀結(jié)構(gòu)示意圖在tso時隙中，同步碼和對告碼交替?zhèn)魉停魉屯酱a的那一幀稱為偶幀，傳送對告碼的一幀稱為奇幀。ts。時隙的第一位碼留給國際通信使用，也可用于crc校驗等，不用時發(fā)“1”。tsl6時隙為信令時隙，主要傳送30個話路的信令碼（占用、撥號、掛機(jī)等）。每個話路的信令有四位，分別記為a、b、c、d，其中b、c、d不用時固定發(fā)“101”由于一幀內(nèi)的ts16時隙中只能傳送兩個話路的信令碼，將30個話路的信令碼各傳輸一次需要15幀的時間,各幀的ts16時隙中前4位碼傳送第1?15路的信令碼，后4位碼傳送第16?30路的信令碼。為了正確分離信令碼,并傳送復(fù)幀對告信號,需要插入復(fù)幀同步碼及復(fù)幀對告碼，故將16幀組成一個復(fù)幀，一個復(fù)幀內(nèi)的各幀記為fi（i=0,1，??，15）。在f0幀的tsl6時隙內(nèi)傳送復(fù)幀同步碼（其碼型為“0000'）和復(fù)幀對告（a2）碼，并以f0幀作為一個復(fù)幀的開始。其他15幀的tsl6時隙內(nèi)傳送30個話路的信令碼，其中f1幀tsl6時隙傳送第1路、第16路的信令碼，f2幀tsl6時隙傳送第2路，第17路的信令碼，依次類推。幀結(jié)構(gòu)中的基本參數(shù)：數(shù)碼率： 32X8khzX8b=2048kb/s一幀的比特數(shù)：32X8b=256b幀周期： 1/8000hz=125us每時隙的時間：125usF32=3.9us每位碼的時間：3.9usF8=488ns復(fù)幀周期： 125usXl6=2ms幀同步的原理幀同步系統(tǒng)是保證收、發(fā)雙方同步工作的重要單元。從基群的幀結(jié)構(gòu)中可知，同步時隙ts0是奇、偶幀兩種形式的圖案交替，即偶幀ts0時隙的d2~d8為幀同步碼“0011011”，奇幀ts0時隙的d2固定為“1”。為了提供防止偽幀定位的附加保護(hù)措施和提高比特五碼檢測能力，ts0時隙中的第一位碼作為循環(huán)冗余校驗crc碼。在幀失步的情況下，幀定位恢復(fù)的判定依據(jù)為：第一次檢測到正確的偶幀定位信號（0011011）；核實下一奇幀ts0時隙中第二比特為“1”；再下一幀第二次出現(xiàn)正確的幀定位信號（0011011）。以上三條必須都滿足，缺一不可。在幀同步的情況下，幀定位失步的判定依據(jù)為：第一次檢測不到正確的偶幀定位信號（0011011）；核實下一奇幀ts0時隙中第二比特不為“1”；再下一幀第二次不出現(xiàn)正確的幀定位信號（0011011）。以上三條必須都滿足時，系統(tǒng)立即進(jìn)入失步狀態(tài)。信號在傳輸過程中不可避免地存在誤碼，因此，要求幀同步系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性，才能抵御誤碼對同步的影響。具體地說，如果同步碼由于誤碼產(chǎn)生差錯，不應(yīng)該使系統(tǒng)脫離同步態(tài)，這就要求同步電路具有前方保護(hù)的功能，即應(yīng)該滿足幀失步的判據(jù)。當(dāng)確認(rèn)系統(tǒng)已經(jīng)失步時，應(yīng)立即捕捉同步碼。當(dāng)系統(tǒng)工作在同步態(tài)時，由于幀同步碼插在偶幀的stO時隙，因此，每兩幀進(jìn)行一次同步檢出。當(dāng)系統(tǒng)失步后，為了盡快從信碼中捕捉到幀同步碼組，電路由按幀檢測轉(zhuǎn)為按位檢測。由于信碼中可能出現(xiàn)與幀同步碼型完全相同的碼字，因此，當(dāng)電路捕捉到同步碼型時，并不一定是幀同步碼，必須進(jìn)行校核，以防止偽幀同步。校核的方法是：一旦捕捉到同步碼字，電路立即由按位檢測改為按幀檢測（每幀檢測一次）。由于tsO時隙中，偶幀總是幀同步碼，奇幀的第二比特一定為“1”，其出現(xiàn)是有規(guī)律的，而信碼中混入與同步碼相同的碼字時，其出現(xiàn)將是無規(guī)律的。校核電路正是利用這一特點來檢查被捕捉的同步碼型的真假。具體地說，當(dāng)電路捕捉到同步碼型之后，還需檢查下一幀tsO時隙第二位碼是否為“1”,若不是“1”，則上次捕捉到的是假同步碼，電路重新按位捕捉，直到捕捉到另一個同步碼型后再轉(zhuǎn)入按幀檢測，如果奇幀tsO時隙的第二位碼是“1”，也不能保證上次捕捉到的一定是同步碼，還要進(jìn)一步檢測再下一幀的內(nèi)容。如果第一次捕捉到的是假同步碼，兩幀后又出現(xiàn)一次假同步碼的可能性很小，若捕捉到的是真同步碼，那么，兩幀后同步碼還會出現(xiàn)。因此，只有在第三幀又捕捉到了同步碼，系統(tǒng)才由捕捉態(tài)重新進(jìn)入同步態(tài)。這種多次進(jìn)行校核以確認(rèn)同步的過程稱為后方保護(hù)。ccitt建議基群的前、后方保護(hù)次數(shù)均為3次。5．幀同步電路模塊設(shè)計5.1模塊外部管腳圖表2幀同步模塊示意圖各管腳的功能說明如下：pcm:輸入的大量編碼數(shù)字信號。elk:與編碼信號同步的時鐘信號。rst：復(fù)位信號，異步上升沿復(fù)位，rst出現(xiàn)上升沿后，系統(tǒng)恢復(fù)到最開始的失步狀態(tài)。lfa：當(dāng)幀失步時，lfa輸出1,當(dāng)幀同步時，lfa輸出0。設(shè)計思路幀同步檢測電路的設(shè)計用狀態(tài)機(jī)來實現(xiàn)，設(shè)定各狀態(tài)標(biāo)示符及其含義如下。表格1狀態(tài)標(biāo)示符另外我們再定義兩個變量even和odd,其中even置“1”，表示偶幀檢測到子幀同步碼；odd置“1”，表示奇幀檢測到同步標(biāo)志位。在此基礎(chǔ)上，做系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：篇三：通信原理實驗自定義幀結(jié)構(gòu)的幀形成及其傳輸&自定義幀結(jié)構(gòu)的幀同步系統(tǒng)實驗報告姓名：學(xué)號：班級：第周星期第大節(jié)實驗名稱：自定義幀結(jié)構(gòu)的幀形成及其傳輸/自定義幀結(jié)構(gòu)的幀同步系統(tǒng)一、實驗?zāi)康募由顚em3O/32系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)的理解。加深對pcm30/32路幀同步系統(tǒng)及其工作過程的理解。加深對pcm30/32系統(tǒng)話路、信令、幀同步的告警復(fù)用和分用過程的理解。二、實驗儀器zh5001a通信原理綜合實驗系統(tǒng)2.20mhz雙蹤示波器三、實驗內(nèi)容(一)自定義幀結(jié)構(gòu)的幀形成及其傳輸發(fā)送傳輸幀結(jié)構(gòu)觀測(1)(2)m序列輸入的序列為全0(3)調(diào)整開關(guān)信號。(4)調(diào)整m序列?對應(yīng)關(guān)系如下表：解復(fù)接m序列數(shù)據(jù)輸出觀測?發(fā)端m序列輸入tpbOl,收端分接模塊m序列輸出tpb05(二)自定義幀結(jié)構(gòu)的幀同步系統(tǒng)幀同步過程觀測(1)輸入全0碼(3)將開關(guān)信號設(shè)置為幀定位信號，將kbOl拔出插入在誤碼環(huán)境下的幀同步性能測試和數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩ㄐ詼y試通過設(shè)置，使信道的誤碼率為1*10=1通過設(shè)置，使信道的誤碼率為1.6*10'-2四、思考題自定義幀結(jié)構(gòu)的幀形成及其傳輸在第1步實驗觀測幀結(jié)構(gòu)時？哪個時隙的信號不能觀察清晰？哪個時隙的信號有可能清晰觀察也有可能不清晰？語音信號的幀觀察不清，特殊序列碼的幀可能觀察清也可能觀察不清。2?在m序列數(shù)據(jù)為7位和15位的情況下，能否調(diào)整示波器使在同步的條件下觀測完整的一個幀內(nèi)m序列數(shù)據(jù)周期，為什么？都不可以，因為1幀有8位數(shù)據(jù)，周期不一樣。自定義幀結(jié)構(gòu)的幀同步系統(tǒng)本實驗中，可通過哪些方法來判斷幀失步？?通過觀察led燈閃爍?通過示波器觀察幀同步指示測試點2?將復(fù)接模塊內(nèi)開關(guān)信號跳線開關(guān)swb01中的led7~led0設(shè)置為11100100碼型,使其與幀定位信號一致，對復(fù)接模塊會造成什么影響？同步時會出現(xiàn)假同步，原因是復(fù)接模塊可能會把開關(guān)信號當(dāng)作幀同步信號。篇四：通信實驗5幀同步實驗福建工程學(xué)院國脈信息學(xué)院fujianuniversityoftechnologyguomaiinformationcollege學(xué)生課程實驗報告書專業(yè)班級：電子信息工程學(xué)號：0930010357 姓名：張興旺20 ——20 學(xué)年第學(xué)期實驗項目: 實驗時間:-1--2-rcnp（1?p）r?0-3-m-4--5-篇五：實驗報告《通信原理實驗報告》內(nèi)容：實驗一、五、六、七組員：信工081馬晨星10083406信工081龔潔10083407信工081哈森10086082實驗一數(shù)字基帶信號與ami/hdb3編譯碼一、實驗?zāi)康?、掌握單極性碼、雙擊行碼、歸零碼、非歸零碼等基帶信號波形特點。2、掌握ami、hdb3碼的編碼規(guī)則。3、掌握從hdb3碼信號中提取位同步信號的方法。4、掌握集中插入幀同步碼同步時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)特點。二、實驗內(nèi)容及步驟1、用開關(guān)k1產(chǎn)生代碼x1110010，k2，k3產(chǎn)生任意信息代碼，觀察nrz碼的特點為不歸零型且為原碼的表示形式。2、將k1，k2，k3置于011100100000110000100000態(tài)，觀察對應(yīng)的ami碼和hdb3碼為：hdb3：0-11-1001-100-101-11001-1000-10ami：01-1100-1000001-100001000003、當(dāng)k4先置左方ami端，ch2依次接ami/hdb3模擬的det，bpf，bs—r和nrz，觀察它們的信號波形分別為：bpf為方波，占空比為50%,bs—r為三角波，nrz為不歸零波形。det是占空比等于0.5的單極性歸零信號。三、實驗思考題1、 集中插入幀同步碼同步時分復(fù)用信號的幀結(jié)構(gòu)有何特點？答：集中插入法是將標(biāo)志碼組開始位置的群同步碼插入于一個碼組的前面。接收端一旦檢測到這個特定的群同步碼組就馬上知道了這組信息碼元的“頭”。所以這種方法適用于要求快速建立同步的地方，或間斷傳輸信息并且每次傳輸時間很短的場合。檢測到此特定碼組時可以利用鎖相環(huán)保持一定的時間的同步。為了長時間地保持同步，則需要周期性的將這個特定的碼組插入于每組信息碼元之前。2、 根據(jù)實驗觀察和紀(jì)錄回答：（1） 不歸零碼和歸零碼的特點是什么？（2） 與信源代碼中的“1”碼相對應(yīng)的ami碼及hdb3碼是否一定相同？答：1）不歸零碼特點：脈沖寬度T等于碼元寬度ts歸零碼特點：TVts2）與信源代碼中的“1”碼對應(yīng)的ami碼及hdb3碼不一定相同。因信源代碼中的“1”碼對應(yīng)的ami碼“1”、“-1”相間出現(xiàn)，而hdb3碼中的“1”，“-1”不但與信源代碼中的“1”碼有關(guān)，而且還與信源代碼中的“0”碼有關(guān)。舉例：信源代碼10000 1 10000 100000 1ami10000-110000-1000001hdb310001-11-100-1100010-13、設(shè)代碼為全1，全0及011100100000110000100000，給出ami及hdb3碼的代碼和波形。答：信息代碼1111111ami1-11-11-11hdb31-11-11-11信息代碼0000000000000ami 0000000000000hdb3 0001-1001-1001-1信息代碼011100100000110000100000ami01-1100-1000001-10000100000hdb301-1100-1000-101-11001-1000-104、總結(jié)從hdb3碼中提取位同步信號的原理。答：hdb3中不含有離散譜fs（fs在數(shù)值上等于碼速率）成分。整流后變?yōu)橐粋€占空比等于0.5的單極性歸零碼，其連0個數(shù)不超過3，頻譜中含有較強(qiáng)的離散譜fs成分，故可通過窄帶帶通濾波器得到一個相位抖動較小的正弦信號，再經(jīng)過整形、移相后即可得到合乎要求的位同步信號。5、試根據(jù)占空比為0.5的單極性歸零碼的功率譜密度公式說明為什么信息代碼中的連0碼越長，越難于從ami碼中提取位同步信號，而hdb3碼則不存在此問題。答：t=0.5ts時單極性歸零碼的功率譜密度為：將hdb3碼整流得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個數(shù)最多為3，而將ami碼整流后得到的占空比為0.5的單極性歸零碼中連“0”個數(shù)與信息代碼中連“0”個數(shù)相同。所以信息代碼中連“0”碼越長，ami碼對應(yīng)的單極性歸零碼中“1”碼出現(xiàn)概率越小，fs離散譜強(qiáng)度越小，越難于提取位同步信號。而hdb3碼對應(yīng)的單極性歸零碼中“1”碼出現(xiàn)的概率大，fs離散譜強(qiáng)度大，于提取位同步信號。實驗五數(shù)字鎖相環(huán)與位同步一、 實驗?zāi)康?、掌握數(shù)字鎖相環(huán)工作原理。2、 掌握用數(shù)字環(huán)提取位同步信號的原理及對其輸入的信息代碼的要求。3、 掌握位同步器的同步建立時間、同步保留時間、位同步信號的相位抖動等基本概念。二、 實驗內(nèi)容及步驟1、 數(shù)字環(huán)的鎖定狀態(tài)和失鎖狀態(tài)：鎖定時bs—out信號上升沿位于nrz—out信號的碼元中間且在很小范圍內(nèi)抖動；失鎖時，bs—out的相位抖動很大，可能超出一個碼元寬度范圍，變得模糊混亂。2、 當(dāng)每幀nrz—out信號只有一個“1”碼或只有一個“0”碼，調(diào)節(jié)cr2在某個取值時相位恒定無抖動，在其它值時，抖動厲害，并且有移動現(xiàn)象，但并不是特別模糊。3、當(dāng)調(diào)節(jié)cr2使bs—out的相位抖動最小時，手動按下復(fù)位鍵使鎖相環(huán)路不工作，這時，相位情況變化不大，或者幾乎不變，且相位不模糊。再放開復(fù)位鍵使環(huán)路工作，可以觀察到輕微的快速捕捉現(xiàn)象。4、 微調(diào)cr?，當(dāng)bs—out的相位抖動明顯增大時再手動按下復(fù)位鍵，這時相位抖動非常明顯，并有些模糊，相位快速向左或向右移動。三、實驗思考題1、數(shù)字環(huán)位同步器輸入nrz碼連“1”或連“0”個數(shù)增加時，提取的位同步信號相位抖動增大，試解釋此現(xiàn)象。答：輸入nrz碼連“1”或連“0”個數(shù)增加時，鑒相器輸出脈沖的平均周期增大，數(shù)字環(huán)路濾波器輸出的控制信號平均周期增大，即需經(jīng)過更長的時間才對dco的相位調(diào)整一次。dco輸出的位同步信號重復(fù)頻率與環(huán)路輸入的nrz碼的碼速率之間有一定的誤差，當(dāng)對dco不進(jìn)行相位調(diào)整時，其輸出信號的上升沿與碼元中心之間的偏差將不斷增大，相位調(diào)節(jié)時間間隔越長這種偏差越大，即位同步信號相位抖動越大。2、 若數(shù)字鎖相環(huán)同步器輸入信號為rz碼，試分析連“1”碼和連“0”碼的長度與位同步信號相位抖動范圍的關(guān)系。答：當(dāng)為rz碼，即歸零碼時，信號功率譜存在定時分量，當(dāng)連'1”碼和連“0”碼的長度較短時，容易提取定時分量，達(dá)到同步，但當(dāng)連“1”碼和連“0”碼的長度較長時，始終是相同的電平，難以分辨出碼元的起止時刻，相位仍會發(fā)生抖動。3、 數(shù)字環(huán)同步器的同步抖動范圍隨固有頻差增大而增大，試解釋此現(xiàn)象。答：固有頻差越大，dco輸出位同步信號與環(huán)路輸入信號之間的相位誤差增大得越快，而環(huán)路對dco的相位調(diào)節(jié)時間間隔，平均值是不變的（當(dāng)輸入信號一定時），故當(dāng)固有頻差增大時，位同步信號的同步抖動范圍增大。4、 若將ami碼或hdb3碼整流后作為數(shù)字環(huán)位同步器的輸入信號，能否提取出位同步信號？為什么？對這兩種碼的信息代碼中的連“1”個數(shù)有無限制？對ami碼的信息代碼中連“0”個數(shù)有無限制？對hdb3碼的信息代碼中連“0”個數(shù)有無限制？為什么？答：能。因為將ami碼或hdb3碼整流后得到的是一個單極性歸零碼，其上升沿收使鑒相器輸出高電平，從而使位同步正常工作。對這種碼的信息代碼連“1”個數(shù)無限制，因連“1”代碼對應(yīng)ami碼及hdb3碼為寬度等于碼元寬度一半的正脈沖或負(fù)脈沖，整流后全為占空比為0.5的正脈沖，脈沖上升沿數(shù)等于信息代碼“1”碼個數(shù)。對ami碼的信息代碼中連“0”個數(shù)有限制，因ami碼連“0”個數(shù)等于信息代碼連“0”個數(shù)，不產(chǎn)生脈沖，也就沒有上升沿。對hdb3碼的信息代碼中連“0”個數(shù)無限制，因為不管信息代碼連“0”個數(shù)有多大，hdb3碼中連“0”個數(shù)最多為3。即鑒相器在四個碼元內(nèi)至少工作一次。實驗六幀同步一、 實驗?zāi)康?、 掌握集中插入式幀同