太原理工大學(xué)13級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告_第1頁(yè)
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1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱: 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目: 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn): 行勉樓A302 專業(yè)班級(jí): 軟件1319班 學(xué)號(hào): 2013005655 學(xué)生姓名: 張衛(wèi)東 指導(dǎo)教師: 張魏 2016年 4月 22日太原理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一學(xué)院名稱軟件學(xué)院專業(yè)班級(jí)軟件1319實(shí)驗(yàn)成績(jī)學(xué)生姓名張衛(wèi)東學(xué)號(hào)2013005655實(shí)驗(yàn)日期2016.4.10課程名稱無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 實(shí)驗(yàn)題目 四相移相鍵控(QPSK)調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?、掌握QPSK調(diào)制解調(diào)原理及特性。2、掌握利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)調(diào)制及解調(diào)的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制及解調(diào)。2

2、、觀察I、Q兩路基帶信號(hào)的特征及與輸入NRZ碼的關(guān)系。3、觀察I、Q調(diào)制解調(diào)過(guò)程中各信號(hào)變化。三、主要儀器設(shè)備Win8 64位操作系統(tǒng)筆記本電腦及MATLAB R2009a四、主要操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟:程序代碼%日期 2013.1.14%功能 QPSK的調(diào)制解調(diào),基帶信號(hào)點(diǎn)數(shù)t(限偶數(shù)),基波頻率w0可設(shè)置clear all;nb=32; % 傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)T=1; % 基帶信號(hào)寬度,也就是基波頻率fc=8/T; % 載波頻率ml=2; % 調(diào)制信號(hào)類型的一個(gè)標(biāo)志位(選取2的原因見23行)c = 4*nb; %單周期采樣點(diǎn)數(shù)delta_T=T/c; % 采樣間隔fs=1/delta_T; % 采樣

3、頻率t=0:delta_T:nb*T-delta_T % 限定t的取值范圍 c * nbN=length(t); % 采樣數(shù) % 調(diào)制部分% 基帶信號(hào)的產(chǎn)生data=fix(2*rand(1,nb); % 調(diào)用一個(gè)隨機(jī)函數(shù)(0 or 1),輸出到一個(gè)1*100的矩陣datanrz=data.*2-1; % 變成極性碼for i=1:nb data1(i-1)/delta_T+1:i/delta_T)=datanrz(i); % 將極性碼變成對(duì)應(yīng)的波形信號(hào)end % 將基帶信號(hào)變換成對(duì)應(yīng)波形信號(hào)for i=1:nb data0(i-1)/delta_T+1:i/delta_T)=data(i);

4、 % 將基帶信號(hào)變成對(duì)應(yīng)的波形信號(hào)end % 串并轉(zhuǎn)換,將奇偶位數(shù)據(jù)分開idata=datanrz(1:ml:(nb-1); % 將奇偶位分開,因此間隔m1為2 qdata=datanrz(2:ml:nb);% QPSK信號(hào)的調(diào)制for i=1:nb/2 ich(2*(i-1)/delta_T+1):2*(i/delta_T)=idata(i);endfor ii=1:N/T a(ii)=(1/sqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(ii); endidata1=ich.*a; % 奇數(shù)位數(shù)據(jù)與余弦函數(shù)相乘,得到一路的調(diào)制信號(hào)for j=1:nb/2 qch(2*(j-1)/delta_T

5、+1):2*(j/delta_T)=qdata(j);endfor jj=1:N/T b(jj)=(1/sqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(jj);endqdata1=qch.*b;% 偶數(shù)位數(shù)據(jù)與余弦函數(shù)相乘,得到另一路的調(diào)制信號(hào)st = idata1 - qdata1;%信道中SNR=0; % 信噪比stn = awgn(st,SNR);%解調(diào)%設(shè)計(jì)濾波器%B,A = butter(3,0.01,'low');h1,w = freqz(B,A);%相干解調(diào)ist = stn .* a;p =length(ist)qst = stn .* (-b);%濾波istl =

6、 filter(B,A,ist);qstl = filter(B,A,qst);%抽樣判決%for i = 1 : nb/2 if istl(2*(p/nb)*(i-1)+(1*(p/nb) >= 0 in(i) = 1; else in(i) = 0; end if qstl(2*(p/nb)*(i-1)+(1*(p/nb) >= 0 qn(i) = 1; else qn(i) = 0; endend%并串轉(zhuǎn)換for i = 1 : nb/2 y(2*i-1) = in(i); y(2*i) = qn(i);endfor i = 1 : nb yy(i-1)/delta_T+1:

7、i/delta_T) = y(i);enddatayNfigure;subplot(4,1,1)plot(data0*0.7),title('基帶信號(hào),4096維二進(jìn)制序列,對(duì)應(yīng)向量是data0');subplot(4,1,2)plot(data1*0.7),title('雙極性信號(hào),4096維雙極性序列,對(duì)應(yīng)向量是data1');subplot(4,1,3)plot(ich*0.7),title('I路數(shù)據(jù),4096維雙極性序列,對(duì)應(yīng)向量是ich');subplot(4,1,4)plot(qch*0.7),title('Q路數(shù)據(jù),409

8、6維雙極性序列,對(duì)應(yīng)向量是qch ');figure;subplot(4,1,1)plot(ist),title('相干解調(diào)I路信號(hào),4096維且值為(-1,1)的序列,對(duì)應(yīng)向量是ist ');subplot(4,1,2)plot(qst),title('相干解調(diào)Q路信號(hào),4096維且值為(-1,1)的序列,對(duì)應(yīng)向量是qst ');subplot(4,1,3)plot(istl),title('I路解調(diào)波形,4096維且值為(-1,1)的序列,對(duì)應(yīng)向量是istl ');subplot(4,1,4)plot(qstl),title('

9、;Q路解調(diào)波形,4096維且值為(-1,1)的序列,對(duì)應(yīng)向量是qstl ');%畫圖%figure;subplot(4,2,1);plot(data0*0.7),title('基帶信號(hào)');subplot(4,2,2);psd(abs(fft(data0),title('基帶信號(hào)頻譜');subplot(4,2,3);plot(st),title('調(diào)制信號(hào)');subplot(4,2,4);psd(abs(fft(st),title('調(diào)制信號(hào)頻譜');subplot(4,2,5);plot(stn),title(

10、9;stn信道波形');subplot(4,2,6);psd(abs(fft(stn),title('經(jīng)過(guò)高斯信道信號(hào)頻譜');subplot(4,2,7);plot(yy*0.7),title('解調(diào)后的基帶信號(hào)');subplot(4,2,8);psd(abs(fft(yy),title('解調(diào)后的基帶信號(hào)頻譜');五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析實(shí)驗(yàn)截圖: 六、討論、心得在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中了解了QPSK調(diào)制解調(diào)的原理及其特性,以及掌握利用了MATLAB編程實(shí)現(xiàn)QPSK實(shí)現(xiàn)調(diào)制及解調(diào)?;鶐盘?hào)與解調(diào)之后的基帶信號(hào)一致。七.輔導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng):教師簽字:太原理工

11、大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告二學(xué)院名稱軟件學(xué)院專業(yè)班級(jí)軟件1319實(shí)驗(yàn)成績(jī)學(xué)生姓名張衛(wèi)東學(xué)號(hào)2013005655實(shí)驗(yàn)日期2016.4.14課程名稱無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 實(shí)驗(yàn)題目m序列產(chǎn)生及其特性實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅和ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)掌握m序列的產(chǎn)生方法、特性及應(yīng)用。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、按照課本P182圖5-5,設(shè)計(jì)4階m序列產(chǎn)生方法。并編寫MATLAB程序,要求輸出周期為15的m序列“000111101011001”2、編寫程序驗(yàn)證m序列的相關(guān)性質(zhì),如平衡特性,游程分布特性,延位相加特性。要求至少驗(yàn)證一條性質(zhì)。三、主要儀器設(shè)備Win8 64位操作系統(tǒng)筆記本電腦及MATLAB R2009a四、主要操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟:

12、基本原理: CDMA通信要求擴(kuò)頻序列具有良好的偽隨機(jī)特性。由于隨機(jī)噪聲難以重復(fù)產(chǎn)生,而偽隨機(jī)噪聲便于重復(fù)產(chǎn)生,因而偽隨機(jī)序列(PN序列)被廣泛應(yīng)用于擴(kuò)頻通信。目前應(yīng)用最廣的是m序列,它是由線性反饋移存器產(chǎn)生的周期最長(zhǎng)的二進(jìn)制數(shù)字序列。碼分多址系統(tǒng)主要采用兩種長(zhǎng)度的m序列:一種是周期為的m序列,又稱短PN序列;另一種是周期為的m序列,又稱為長(zhǎng)PN碼序列。m序列主要有兩個(gè)功能:擴(kuò)展調(diào)制信號(hào)的帶寬到更大的傳輸帶寬,即所謂的擴(kuò)展頻譜;區(qū)分通過(guò)多址接入方式使用同一傳輸頻帶的不同用戶的信號(hào)。1、產(chǎn)生原理圖2-1給出了一個(gè)4階移位寄存器序列生成器。圖2-1 4階移位寄存器序列生成器該序列生成器能夠產(chǎn)生周期為

13、15的0,1二值序列。設(shè)初始狀態(tài)(a1,a2,a3,a4)= (1,0,0,0),則周期序列輸出為:000111101011001 。圖2-2是反饋移存器生成的m序列狀態(tài)圖。圖2-2 4階m序列狀態(tài)圖第1時(shí)刻:a4=1,a3=0,a2=0,a1=0 此時(shí),a4a1=1àa4第2時(shí)刻:a4=1,a4àa3=1, a3àa2=0,a2àa1=0,因此a4,a3,a2,a1=1,1,0,0,此時(shí)a4a1=1àa4à第3時(shí)刻:a4=1,a4àa3=1, a3àa2=1,a2àa1=0,因此a4,a3,a2,a1=

14、1,1,1,0,其它時(shí)刻和此類似。最后如圖2-1。(3)m序列的特點(diǎn)平衡特性l 在m序列的一周期中,“1”的個(gè)數(shù)僅比“0”的個(gè)數(shù)多1,即“1”的個(gè)數(shù)為(N+1)/2,“0”的個(gè)數(shù)為(N-1)/2。(N為周期)l 例如,由4階移位寄存器序列生成器產(chǎn)生的序列000111101011001中, “1”的個(gè)數(shù)為8,“0”的個(gè)數(shù)為7。游程分布特性 l 把一個(gè)序列中取值相同的那些連在一起的元素合稱為一個(gè)“游程”。l 在一個(gè)游程中元素的個(gè)數(shù)稱為游程長(zhǎng)度。例如,同樣是在 000111101011001序列,共有000、1111、0、1、0、11、00和1共8個(gè)游程。l 其中,長(zhǎng)度為4的游程有1個(gè);長(zhǎng)度為3的游

15、程有1個(gè);長(zhǎng)度為2的游程有2個(gè);長(zhǎng)度為1的游程有4個(gè)。l 在m序列中,長(zhǎng)度為1的游程占游程總數(shù)的1/2;長(zhǎng)度為2的游程占游程總數(shù)的1/4;長(zhǎng)度為 3的游程占游程總數(shù)的1/8。延位相加特性 一個(gè)m序列M1與其經(jīng)任意次遲延移位產(chǎn)生的另一個(gè)不同序列M2進(jìn)行模2相加,得到的仍是M1的某次遲延移位序列M3。即:M3=M1 M2例如,m=7的m序列M1 =1110010, M2 =0111001,11100100111001=1001011。而將M1向右移位5次即得到1001011序列。實(shí)驗(yàn)步驟:(1)按照?qǐng)D2-1,設(shè)計(jì)4階m序列產(chǎn)生方法。(2)編寫MATLAB程序并上機(jī)調(diào)試,最后要求輸出周期為15的m序

16、列“000111101011001”。(3)編寫程序驗(yàn)證m序列的相關(guān)性質(zhì),要求至少驗(yàn)證一條性質(zhì)。程序代碼:clear all;a1=1;a2=0;a3=0;a4=0;m=15;for i=1:mb4=a4;b3=a3;b2=a2;b1=a1;a4=b3;a3=b2;a2=b1;a1=xor(b1,b4);if b4=0u(i)=0;elseu(i)=b4;endendm=ufprintf('1的個(gè)數(shù)')sum(m=1)fprintf('0的個(gè)數(shù)')sum(m=0)五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析驗(yàn)證m序列的平衡特性:在m序列的一周期中,“1”的個(gè)數(shù)僅比“0”的個(gè)數(shù)多1。即“1

17、”的個(gè)數(shù)為(N+1)/2,“0”的個(gè)數(shù)為(N-1)/2.六、討論、心得 學(xué)會(huì)了使用延位相加法以及模二運(yùn)算產(chǎn)生m序列,在遇到不懂的地方上網(wǎng)查找了資料,最后成功的完成了實(shí)驗(yàn)。七、輔導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng):教師簽字:太原理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告三學(xué)院名稱軟件學(xué)院專業(yè)班級(jí)軟件1319實(shí)驗(yàn)成績(jī)學(xué)生姓名張衛(wèi)東學(xué)號(hào)2013005655實(shí)驗(yàn)日期2016.4.16課程名稱無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 實(shí)驗(yàn)題目信道編碼一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?、學(xué)習(xí)并理解信道編碼的目的、要求等基本概念2. 學(xué)會(huì)使用MATLAB實(shí)現(xiàn)奇偶監(jiān)督碼的檢錯(cuò)模擬與分析二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:1、輸入任意行任意列的一個(gè)二進(jìn)制序列,也即發(fā)送碼組,再加上1位監(jiān)督位,在接收端使用奇偶監(jiān)督碼中的

18、偶數(shù)監(jiān)督碼進(jìn)行檢錯(cuò)。2、若發(fā)送碼組為1100111,要求加上1位監(jiān)督位,在接收端使用奇偶監(jiān)督碼中的偶數(shù)監(jiān)督碼進(jìn)行檢錯(cuò)。三、主要儀器設(shè)備Win8 64位操作系統(tǒng)筆記本電腦及MATLAB R2009a四、主要操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟:1、輸入任意行任意列的一個(gè)二進(jìn)制序列,也即發(fā)送碼組,再加上1位監(jiān)督位,在接收端使用奇偶監(jiān)督碼中的偶數(shù)監(jiān)督碼進(jìn)行檢錯(cuò)。代碼如下:clc;clear;m=input('請(qǐng)輸入行:');n=input('請(qǐng)輸入列:');a=randint(m,n);afor k=1:2sum=zeros(1,m);for i=1:mfor j=1:nsum(i)=

19、sum(i)+a(i,j);z=sum(i);endif rem(z,2)=k-1a(i,n+1)=0;elsea(i,n+1)=1;endendif k=1fprintf('偶校驗(yàn):')elsefprintf('奇校驗(yàn):')endaend2、若發(fā)送碼組為1100111,要求加上1位監(jiān)督位,在接收端使用奇偶監(jiān)督碼中的偶數(shù)監(jiān)督碼進(jìn)行檢錯(cuò)。代碼如下:clc;clear;m=input('請(qǐng)輸入行:');n=input('請(qǐng)輸入列:');a=1 1 0 0 1 1 1;afor k=1:2sum=zeros(1,m);for i=1:m

20、for j=1:nsum(i)=sum(i)+a(i,j);z=sum(i);endif rem(z,2)=k-1a(i,n+1)=0;elsea(i,n+1)=1;endendif k=1fprintf('偶校驗(yàn):')aendend五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析六、討論、心得在該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中用到了兩個(gè)重要函數(shù)1.randint(m,n),其意義是在命令窗口中輸入n列。2.rem(x,y)表示求x除以y的余數(shù)。學(xué)會(huì)了如何使用MATLAB實(shí)現(xiàn)奇偶監(jiān)督碼的檢錯(cuò)模擬與分析七.輔導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng):教師簽字:太原理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告四學(xué)院名稱軟件學(xué)院專業(yè)班級(jí)軟件1319實(shí)驗(yàn)成績(jī)學(xué)生姓名張衛(wèi)東學(xué)號(hào)2013005655實(shí)驗(yàn)日期2016.4.17課程名稱無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 實(shí)驗(yàn)題目基于Simulink的通信系統(tǒng)建模與仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?、通過(guò)利用matlab simulink,熟悉matlab simulink仿真工具。2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)更好地掌握課本相關(guān)知識(shí),熟悉2ASK的調(diào)制與解調(diào)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:使用MATLAB中的Simulink工具箱搭建ASK調(diào)制及解調(diào)的框圖(使用模擬相乘法及相干解調(diào)法)三、主要儀器設(shè)備Win8 64位操作系統(tǒng)筆記本電腦,及軟件MATLAB R2009a四、主要操作方法與實(shí)驗(yàn)步驟:(一)首先進(jìn)入matlab,在命令窗口輸入simulink,進(jìn)入simulink

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