通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 8/8通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 班級(jí) 研01-12 學(xué)號(hào) 西安電子科技大學(xué) 通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué) 院 ： 通信工程學(xué)院 班 級(jí) ： 研01-12 專 業(yè) ： 交通信息工程及控制 姓 名 ： 2021年11月 實(shí)驗(yàn)二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 目錄 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 1 1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1.2 實(shí)驗(yàn)原理 1 1.2.1 差錯(cuò)控制原理 1 1.2.2 跳頻擴(kuò)頻原理 3 1.2.3 保密通信原理 4 1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 4 1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 5 1.4.1 差錯(cuò)控制 5 1.4.2 跳頻 7 1.4.3 加密解密 12 實(shí)驗(yàn)二

2、通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 14 2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?14 2.2實(shí)驗(yàn)原理 14 2.2.1 數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁靠刂?14 2.2.2 誤碼和差錯(cuò)控制 15 2.2.3 信道共享技術(shù) 15 2.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 16 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 17 2.4.1 性能仿真 17 2.4.2. 速率測(cè)試 22 2.4.3. 文件傳輸 24 實(shí)驗(yàn)三 無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng) 27 3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?27 3.2 實(shí)驗(yàn)原理 27 3.2.1 通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 27 3.2.2 路由技術(shù) 28 3.2.3 廣播和組播 28 3.2.4 Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 28 3.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 28 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 29 3.4.

3、1 組網(wǎng)過(guò)程 29 3.4.2 單跳與多跳轉(zhuǎn)接 31 3.4.3. 單播(Unicast) 31 3.4.4. 路由協(xié)議 32 3.4.5. 廣播(Broadcast)與組播(Multicast) 32 實(shí)驗(yàn)四 語(yǔ)音傳輸 34 4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?34 4.2 實(shí)驗(yàn)原理 34 4.2.1 脈沖編碼調(diào)制 34 實(shí)驗(yàn)二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 4.2.2 連續(xù)可變斜率增量調(diào)制 35 4.2.3 隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤 36 4.2.4 內(nèi)部通話與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鬟^(guò)程 36 4.2.5 藍(lán)牙設(shè)備的身份切換 37 4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 37 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 38 4.4.1 參數(shù)相同時(shí)的波形 3

4、8 4.4.2 相同誤碼率不同頻率的波形 39 4.4.3 用藍(lán)牙連接的傳輸過(guò)程 42 實(shí)驗(yàn)二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?此實(shí)驗(yàn)軟件主要對(duì)藍(lán)牙(bluetooth)技術(shù)中基帶信號(hào)處理方法作了仿真，包括差錯(cuò)控制方法、跳頻擴(kuò)頻原理以及保密通信等。本實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)人員利用本軟件對(duì)通信系統(tǒng)特別是無(wú)線通信系統(tǒng)的基帶信號(hào)處理方法有較深入的認(rèn)識(shí)和理解，具體有以下幾個(gè)目的： 1、理解基帶傳輸中的差錯(cuò)控制方法、差錯(cuò)控制編碼分類及其糾檢錯(cuò)能力；了解差錯(cuò)控制編碼的生成和糾、檢錯(cuò)方法。 2、理解擴(kuò)頻通信（特別是跳頻擴(kuò)頻通信）的基本概念、原理及其優(yōu)缺點(diǎn)。 3、理解兩種加密體

5、制的異同；了解保密通信的全過(guò)程，以及密鑰在保密通信中的作用。 1.2 實(shí)驗(yàn)原理 本實(shí)驗(yàn)原理主要包括差錯(cuò)控制原理，調(diào)頻擴(kuò)頻原理，保密通信原理等。 1.2.1 差錯(cuò)控制原理 數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程中，由于受到干擾的影響，碼元波形將變壞。接收端收到后可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。一般理論中，合理設(shè)計(jì)基帶信號(hào)，選擇調(diào)制解調(diào)方式，采用時(shí)域、頻域均衡，以此來(lái)降低比特誤碼率，但是在實(shí)際中，許多通信系統(tǒng)的比特誤碼率并不能滿足實(shí)際的需求，因此我們需要進(jìn)行差錯(cuò)控制。常用的差錯(cuò)控制方法有檢錯(cuò)重發(fā)（簡(jiǎn)稱ARQ）、前向糾錯(cuò)（FEC）、混合糾錯(cuò)（HEC）。 通常差錯(cuò)控制編碼的實(shí)現(xiàn)方法：在發(fā)送端將被傳輸?shù)男畔⒏缴弦恍┍O(jiān)督碼元，這些多余的碼

6、元與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則相互關(guān)聯(lián)，然后在接收端按照既定的規(guī)則校驗(yàn)信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系，一旦傳輸發(fā)生錯(cuò)誤，則信息碼元與監(jiān)督碼元的關(guān)系就受到破壞，從而接收端可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤乃至糾正錯(cuò)誤。藍(lán)牙基帶包中采用的差錯(cuò)控制編碼如下： a包頭附加循環(huán)冗余校驗(yàn)碼以保證包頭的完整性，該差錯(cuò)控制通常被稱為包頭檢查（HEC）。 HEC的生成示意圖見(jiàn)圖1。在產(chǎn)生HEC前，線性移位反饋寄存器（LFSR）需要初始化。為易于理解，初始化值采用設(shè)備的高8位地址（UAP）。輸入數(shù)據(jù)為10位的包頭信息（低位先入）。輸出數(shù)據(jù)為包頭信息（10位，低位先出）+HEC（8位，低位先出）。在接收 實(shí)驗(yàn)二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性

7、分析 端，恢復(fù)包頭信息的示意圖與圖1同。此時(shí)，輸入數(shù)據(jù)為18位的附加HEC的包頭數(shù)據(jù)。若8位寄存器的結(jié)果值全為0，則說(shuō)明包頭信息傳輸正確；反之，則說(shuō)明包頭信息傳輸錯(cuò)誤，需重傳。 圖1 HEC的生成示意圖 b有效載荷校驗(yàn)（采用CRC，cyclic redundancy check）。添加到有效載荷中的16位CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，用來(lái)判斷有效載荷數(shù)據(jù)傳送得是否正確。該16位碼通過(guò)CRC-CCITT多項(xiàng)式210041（8進(jìn)制表示）生成，見(jiàn)圖2的生成示意圖。在生成CRC碼前，采用設(shè)備的高8位地址初始化線性反饋移位寄存器。實(shí)驗(yàn)中規(guī)定輸入數(shù)據(jù)為80位的有效載荷信息（低位先入）。輸出為有效載荷（80位，低位

8、先出）+CRC碼（16位，低位先出）。在接收端，恢復(fù)有效載荷信息的示意圖與圖2同。此時(shí)，輸入數(shù)據(jù)為96位的附加CRC的有效載荷數(shù)據(jù)。若16位寄存器的結(jié)果值全為0，則說(shuō)明有效載荷信息傳輸正確；反之，則說(shuō)明有效載荷信息傳輸錯(cuò)誤，需重傳。 圖2 有效載荷校驗(yàn)碼的生成示意圖 c 前向糾錯(cuò)（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）。本實(shí)驗(yàn)包含兩類FEC碼：1/3FEC和2/3FEC。 對(duì)包進(jìn)行FEC糾錯(cuò)的目的是減少重傳的次數(shù)。但在可以允許一些錯(cuò)誤的情況下，使用FEC會(huì)導(dǎo)致效率不必要的減小，因此對(duì)于不同的包，是否使用FEC是靈活的。因?yàn)榘^包含了重要的鏈路信息，所以總是用1/3FEC進(jìn)行保護(hù)。1/3 FEC僅僅是使