数据通信原理实验指导书(网络工程使用)new

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1、佛山科学技术学院《数据通信原理》实验指导书李萍编机电与信息工程学院网络工程系二0一一年三月5前言现代通信包括传输、复用、交换、网络等四大技术。《通信原理》课程主要介绍传输及复用技术。本实验系统涵盖了数字频带传输的主要内容及时分复用技术,其设计思路是如下图所示的两路PCM/2DPSK数字电话系统。FSTABSSLAPCM-APCMAK’STBBSSLBPCM-BBSBKcoswctPCM编码PCM编码同步复接码变换2PSK调制发滤波器信道coswctBKAKPCM收滤波器载波同步低通位同步抽样判决码反变换CPCPFSF1F2F

2、1CPCPSRASRB帧同步PCM译码PCM译码aabb信道编码信道译码AK’延迟AK图中STA、STB分别为发端的两路模拟话音信号，BS为时钟信号，SLA、SLB为抽样信号，F为帧同步码，AK为绝对码，BK为相对码。在收端CP为位同步信号，FS为帧同步信号，F1、F2为两个路同步信号，SRA、SRB为两个PCM译码器输出的模拟话音信号。图中发滤波器用来限制进入信道的信号带宽，提高信道的频带利用率。收滤波器用来滤除带外噪声并与发滤波器、信道相配合满足无码间串扰条件。由于系统的频率特性、码速率与码间串扰之间的关系比较适合于软件

3、仿真实验，再考虑到收端有关信号波形的可观测性，我们在本实验系统中省略了发滤波器、信道及收滤波器，而直接将2PSK调制器输出信号连接到载波提取单元和相干解调单元。信道编译码实验也比较易于用软件仿真，所以本系统设计中也不考虑。对普通语音信号进行编码而产生的PCM信号是随机信号，不适于用示波器观察信号传输过程中的变化。所以我们用24比特为一帧的周期信号取代实际的数字语音信号作为发端的AK信号，该周期信号由两路数据（每路8比特）和7比特帧同步码以及一未定义比特复接而成。在收端对两路数据进行分接，形成两路并行码和两路串行码，发端的24

4、比特信号可根据实验需要任意设置。由两路实际的话音信号(或两路正弦信号)形成的PCM时分复用信号则不再经过调制、解调而直接送给PCM译码器，实验者可以观察到PCM话音（或正弦信号）波形、量化噪声、过载噪声，从而理解PCM编译码原理。HDB3码及AMI码是基带传输中的重要码型，其编码规律、位同步提取原理是课堂教学中的重点和难点，因此也是本实验系统重点考虑的内容。TX-3型通信原理教学实验系统由下面十二个单元构成。51.数字信源单元该单元产生码速率约为170.5KB的单极性不归零码（NRZ码），数字信号帧长为24bit，其中包括两

5、路数字信息，每路8bit，另外8bit中的7bit为集中插入帧同步码，1bit无定义。2.HDB3编译码单元本单元用CD22103芯片完成HDB3或AMI码的编译码，用带通滤波器及电荷泵锁相环提取位同步信号。信源部分的分频器、三选一、倒相器、抽样以及(AMI)HDB3编译码专用集成芯片CD22103等电路的功能可以用一片EPLD完成，具体见附录四。3.数字调制单元该单元将NRZ码对频率约为2.216MHZ的正弦载波进行调制，产生2DPSK及2ASK信号。将NRZ码对2.216MHZ及1.608MHZ的正弦信号进行调制产生2F

6、SK信号。4.载波同步单元该单元采用平方环从2DPSK信号中提取相干载波。5.2DPSK解调单元该单元采用相干解调方法解调2DPSK信号。6.2FSK解调单元该单元采用过零检测方法解调2FSK信号。7.位同步单元该单元用全数字锁相环从信源的NRZ信号中或从2DPSK解调单元（或2FSK解调单元）的比较器输出信号中提取位同步信号。8.帧同步单元该单元从信源的NRZ信号或从2DPSK解调单元（或2FSK解调单元）解调输出的NRZ信号中提取帧同步信号。9.数字终端单元该单元输入NRZ信号、位同步信号、帧同步信号，在位同步及帧同步信

7、号控制下，将两路数字信息从时分复用NRZ信号分接出来，并用发光二极管显示。10.PCM编译码单元本单元采用TP3057芯片对两路模拟音频信号进行PCM编码和译码。时分复用PCM信号码速率为2.048MB，帧结构类似于PCM基群信号，但只传输两路数字音频信号，其中一路信号放在第2个时隙，另一路可放在第1、2、5、7任何一个时隙内，第0个时隙中有7位帧同步码，其余29个时隙为全0码。11.两人通话单元该单元包含音频放大和衰减电路，与PCM编译码单元连接可进行两人时分复用通话实验。12.计算机串行通信单元该单元提供了一个89C51

8、单片机电路和一个RS232串行通信口，此单元独立于其他单元，可进行PC机与该单片机之间的串行通信实验，。用上述前8个单元可构成一个理想信道2DPSK或者2FSK通信系统，用1、6、7、8单元可构成一个理想信道数字基带通信系统。利用TX-3型实验设备，可开设数字基带信号、数字调制、模拟锁相环