本書以提升學(xué)生通信原理理論素養(yǎng)及實(shí)踐能力為目標(biāo),著重培養(yǎng)學(xué)生對通信系統(tǒng)的分析能力和設(shè)計(jì)能力。本書有3個模塊(理實(shí)交互實(shí)驗(yàn)、虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)),理實(shí)交互實(shí)驗(yàn)(模塊1)以理論為統(tǒng)領(lǐng),選配合適的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié),在理實(shí)交互中達(dá)到更好地理解理論的目的;虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)(模塊2)是按照“實(shí)驗(yàn)過程三步走,實(shí)驗(yàn)結(jié)果三對照”的原則組織實(shí)驗(yàn)的,有效發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺及硬件實(shí)驗(yàn)平臺各自的優(yōu)勢;探究性實(shí)驗(yàn)(模塊3)基于探究性項(xiàng)目思想,安排學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)課題、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主完成實(shí)驗(yàn)過程、自主分析數(shù)據(jù)并得到結(jié)論。全書內(nèi)容深入淺出、簡明扼要、實(shí)用性強(qiáng)。本書既可作為學(xué)生及教師的參考書,又可作為實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。
李世寶,教授,碩士生導(dǎo)師,無線網(wǎng)絡(luò)與移動計(jì)算科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,智能網(wǎng)聯(lián)研究室負(fù)責(zé)人,通信工程專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人,校級優(yōu)秀教師,十佳班主任,大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)優(yōu)秀指導(dǎo)老師。主要研究方向?yàn)橐苿佑?jì)算、無線大數(shù)據(jù)、寬帶無線通信、智能信息處理,主持或參與國家專項(xiàng)、國家自然基金等科研項(xiàng)目十余項(xiàng)。
目 錄
模塊1 理實(shí)交互實(shí)驗(yàn) 1
緒論 1
1.1 碼元再生消除噪聲積累 1
1.1.1 難點(diǎn)描述 1
1.1.2 理論說明 1
1.1.3 親自動手,觀察并體會碼元再生消除噪聲積累的過程 3
1.2 高斯白噪聲 6
1.2.1 難點(diǎn)描述 6
1.2.2 理論說明 6
1.2.3 親自動手,觀察高斯白噪聲的特性 8
1.3 幅頻失真和相頻失真 8
1.3.1 難點(diǎn)描述 8
1.3.2 理論說明 8
1.3.3 親自動手,體會信號失真 11
1.4 頻率選擇性衰落 13
1.4.1 難點(diǎn)描述 13
1.4.2 理論說明 13
1.4.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 15
1.5 DSB調(diào)制過程中的頻譜變換 17
1.5.1 難點(diǎn)描述 17
1.5.2 理論說明 17
1.5.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明 18
1.5.4 親自動手,觀察并體會頻譜變換 19
1.6 DSB相干解調(diào)過程中的頻譜變換 20
1.6.1 難點(diǎn)描述 20
1.6.2 理論說明 20
1.6.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明 22
1.6.4 親自動手,觀察并體會頻譜變換 22
1.7 在基帶信號中加入直流分量A0對AM系統(tǒng)的影響 23
1.7.1 難點(diǎn)描述 23
1.7.2 理論說明 23
1.7.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明 26
1.7.4 親自動手,觀察并體會直流分量A0的加入帶來的影響 27
1.8 大信噪比寬帶調(diào)頻非相干解調(diào)過程 28
1.8.1 難點(diǎn)描述 28
1.8.2 理論說明 28
1.8.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明 29
1.8.4 親自動手,觀察并體會FM解調(diào)過程 30
1.9 雙極性不歸零波形和單極性歸零波形的組合使用 30
1.9.1 難點(diǎn)描述 30
1.9.2 理論說明 30
1.9.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 35
1.10 求解數(shù)字雙相碼的功率譜 38
1.10.1 難點(diǎn)描述 38
1.10.2 理論說明 39
1.10.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 41
1.11 數(shù)字基帶信號的眼圖 44
1.11.1 難點(diǎn)描述 44
1.11.2 理論說明 44
1.11.3 親自動手,觀察眼圖,體會實(shí)驗(yàn)過程 49
1.12 2ASK調(diào)制過程中的頻譜變換 55
1.12.1 難點(diǎn)描述 55
1.12.2 理論說明 55
1.12.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明 57
1.12.4 親自動手,觀察并體會頻譜變換 58
1.13 2PSK相干解調(diào)過程中的頻譜變換 58
1.13.1 難點(diǎn)描述 58
1.13.2 理論說明 58
1.13.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)說明 61
1.13.4 親自動手,觀察并體會頻譜變換 62
1.14 相位模糊現(xiàn)象的成因、危害與克服 62
1.14.1 難點(diǎn)描述 62
1.14.2 理論說明 62
1.14.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 69
1.14.4 親自動手,在虛擬仿真平臺上體驗(yàn)真實(shí)信號環(huán)境 74
1.15 2FSK相干解調(diào)時串?dāng)_信號的產(chǎn)生、危害及消除 76
1.15.1 難點(diǎn)描述 76
1.15.2 理論說明 76
1.15.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 81
1.16 16QAM調(diào)制過程中的帶寬變化 86
1.16.1 難點(diǎn)描述 86
1.16.2 理論說明 86
1.16.3 親自動手,觀察并體會16QAM調(diào)制過程 91
1.17 2FSK最佳接收 93
1.17.1 難點(diǎn)描述 93
1.17.2 理論說明 93
1.17.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 98
1.18 2PSK最佳接收 101
1.18.1 難點(diǎn)描述 101
1.18.2 理論說明 102
1.18.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 105
1.19 匹配濾波器 108
1.19.1 難點(diǎn)描述 108
1.19.2 理論說明 108
1.19.3 親自動手,體會實(shí)驗(yàn)過程 113
1.20 卷積碼 116
1.20.1 卷積碼的編/譯碼 116
1.20.2 卷積碼實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 117
模塊2 虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn) 120
緒論 120
2.1 碼型變換實(shí)驗(yàn) 120
2.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?120
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 120
2.1.3 理論知識學(xué)習(xí) 120
2.1.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 123
2.1.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 125
2.1.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 129
2.2 線路編/譯碼實(shí)驗(yàn) 129
2.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?129
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器 129
2.2.3 理論知識學(xué)習(xí) 129
2.2.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 131
2.2.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 133
2.2.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 135
2.3 基帶傳輸及眼圖觀測實(shí)驗(yàn) 135
2.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?135
2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器 135
2.3.3 理論知識學(xué)習(xí) 135
2.3.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 136
2.3.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 137
2.3.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 139
2.4 ASK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 139
2.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?139
2.4.2 實(shí)驗(yàn)儀器 139
2.4.3 理論知識學(xué)習(xí) 139
2.4.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 142
2.4.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 143
2.4.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 146
2.4.7 思考題 146
2.5 FSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 146
2.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?146
2.5.2 實(shí)驗(yàn)儀器 146
2.5.3 理論知識學(xué)習(xí) 146
2.5.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 149
2.5.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 150
2.5.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 153
2.5.7 思考題 153
2.6 PSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 153
2.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?153
2.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器 153
2.6.3 理論知識學(xué)習(xí) 154
2.6.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 155
2.6.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 157
2.6.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 160
2.6.7 思考題 161
2.7 DPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 161
2.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?161
2.7.2 實(shí)驗(yàn)儀器 161
2.7.3 理論知識學(xué)習(xí) 161
2.7.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 162
2.7.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 164
2.7.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 167
2.7.7 思考題 167
2.8 QPSK調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn) 167
2.8.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?167
2.8.2 實(shí)驗(yàn)儀器 167
2.8.3 理論知識學(xué)習(xí) 167
2.8.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 170
2.8.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 172
2.8.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 176
2.8.7 思考題 176
2.9 PCM編/譯碼實(shí)驗(yàn) 176
2.9.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?176
2.9.2 實(shí)驗(yàn)儀器 177
2.9.3 理論知識學(xué)習(xí) 177
2.9.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 181
2.9.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 183
2.9.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 185
2.9.7 思考題 186
2.10 增量調(diào)制編/譯碼實(shí)驗(yàn) 186
2.10.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?186
2.10.2 實(shí)驗(yàn)儀器 186
2.10.3 理論知識學(xué)習(xí) 186
2.10.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 188
2.10.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 190
2.10.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 193
2.10.7 思考題 193
2.11 載波同步實(shí)驗(yàn) 193
2.11.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?193
2.11.2 實(shí)驗(yàn)儀器 194
2.11.3 理論知識學(xué)習(xí) 194
2.11.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 196
2.11.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 197
2.11.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 199
2.11.7 思考題 200
2.12 幀同步實(shí)驗(yàn) 200
2.12.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?200
2.12.2 實(shí)驗(yàn)儀器 200
2.12.3 理論知識學(xué)習(xí) 200
2.12.4 基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行預(yù)習(xí) 201
2.12.5 硬件平臺實(shí)驗(yàn)開展 203
2.12.6 “三對照”及實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 207
2.12.7 思考題 207
模塊3 探究性實(shí)驗(yàn) 208
緒論 208
3.1 第一類探究性實(shí)驗(yàn)課題 208
實(shí)驗(yàn)一 探究2FSK不同解調(diào)方式抗噪聲性能的差異 209
實(shí)驗(yàn)二 探究2ASK不同解調(diào)方式抗噪聲性能的差異 218
實(shí)驗(yàn)三 探究2PSK不同解調(diào)方式抗噪聲性能的差異 221
實(shí)驗(yàn)四 探究2DPSK不同解調(diào)方式抗噪聲性能的差異 223
3.2 第二類探究性實(shí)驗(yàn)課題 226
實(shí)驗(yàn)一 探究2FSK和4FSK抗噪聲性能的差異 227
實(shí)驗(yàn)二 探究2ASK和4ASK抗噪聲性能的差異 237
實(shí)驗(yàn)三 探究2PSK和4PSK抗噪聲性能的差異 239
3.3 第三類探究性實(shí)驗(yàn)課題 241
實(shí)驗(yàn)一 探究2ASK和2FSK抗噪聲性能的差異 241
實(shí)驗(yàn)二 探究2ASK和2PSK抗噪聲性能的差異 248
實(shí)驗(yàn)三 探究2FSK和2PSK抗噪聲性能的差異 250
3.4 基于MSP430單片機(jī)的信道編碼實(shí)驗(yàn) 251
實(shí)驗(yàn)一 偶校驗(yàn)編/譯碼實(shí)驗(yàn) 251
實(shí)驗(yàn)二 正反碼編/譯碼實(shí)驗(yàn) 258
實(shí)驗(yàn)三 漢明碼編/譯碼實(shí)驗(yàn) 260
實(shí)驗(yàn)四 循環(huán)碼編/譯碼實(shí)驗(yàn) 262
實(shí)驗(yàn)五 二維偶監(jiān)督碼編/譯碼實(shí)驗(yàn) 264
實(shí)驗(yàn)六 漢明碼+交織碼編/譯碼實(shí)驗(yàn) 266
實(shí)驗(yàn)七 循環(huán)碼+交織碼編/譯碼實(shí)驗(yàn) 268
參考文獻(xiàn) 270