太原理工大学13级无线网络通信技术实验报告.docx
实验报课程名称：无线网络通信技术实验工程：无线网络通信技术实验实验地点：行勉楼A302专业班级：软件1319班学号:2023005655学生姓名：张卫东指导教师：张魏2023年4月22日太原理工大学实验报告一学院名称软件学院专业班级软件1319实验成绩学生姓名张卫东学号2023005655实验日期2023课程名称无线网络通信技术实验题目四相移相键控IQPSK）调制及解调实验一、实验目的和要求：1、掌握QPSK调制解调原理及特性。2、掌握利用MATLAB编程实现调制及解调的方法。二、实验内容：1、利用MATLAB编程实现QPSK调制及解调。2、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。3、观察I、Q调制解调过程中各信号变化。三、主要仪器设备Win864位操作系统笔记本电脑及MATLABR2023a四、主要操作方法与实验步骤：程序代码与功能QPSK的调制解调，基带信号点数I（限偶数），基波频率WO可设置clearall;nb=32;%传输的比特数T=I;fc=8T;ml=2;c = 4*nb;delta_T=T/c;fs=ldeltaT;t=0:delta T:nb*T-delta T%基带信号宽度，也就是基波频率%载波频率%调制信号类型的一个标志位(选取2的原因见23行)%单周期采样点数N=Iength(t);% 调制局部采样间隔采样频率限定t的取值范围c * nb 采样数%基带信号的产生 data=fiX(2*rand(1, nb);datanrz=data. *2-1;for i=l:nbforend forendidatal=ich. *a;%奇数位数据与余弦函数相乘，得到路的调制信号调用一个随机函数(0or1),输出到一个1*100的矩阵变成极性码datal(i-l)delta-T+l:i/delta_T)=datanrz(i);%将极性码变成对应的波形信号end%将基带信号变换成对应波形信号fori=l:nbdata(i-l)delta-T+l:i/delta_T)=data(i);%将基带信号变成对应的波形信号end%串并转换，将奇偶位数据分开idata=datanrz(1:ml:(nb-l);%将奇偶位分开,因此间隔Inl为2qdata=datanrz(2:ml:nb);%QPSK信号的调制i=knb2ich(2*(i-l)deltaT+l):2*(i/delta_T)=idata(i);ii=l:N/Ta(ii)=(lsqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(ii);forj=knb2qch(2*(j-l)/delta_T+l):2*(j/delta_T)=qdata(j);endforjj=l：N/Tb(jj)=(lsqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(jj);endqdatal=qch,*b;%偶数位数据与余弦函数相乘，得到另-路的调制信号st=idatal-qdatal;犒%信道中SNR=O;%信噪比stn=awgn(st,SNR);%蒯映%解调%溉%嬲曝%嬲%嬲设计滤波器%嬲嬲%B,A=butter(3,0.01,low,);hl,w=freqz(B,A);%嬲%嬲%嬲相干解调ist=stn.*a;p=length(ist)qst=stn.*(-b);%嬲%嬲滤波istl=filter(B,A,ist);qstl=filter(B,A,qst);%嬲嬲%嬲%厥%嬲%嬲%抽样判决%嬲fori=1:nb/2ifistl(2*(pnb)*(i-l)+(l*(pnb)>=0in(i)=1；elsein(i)=0;endifqstl(2*(pnb)*(i-l)+(l*(pnb)>=0qn(i)=1；elseqn(i)=0;endend%厥嬲%溉%厥%厥%并串转换fori=1:nb/2y(2*i-l)=in(i);y(2*i)=qn(i);endfori=1:nbyy(il)deltaT+l:i/deltaT)=y(i);enddatayNfigure;subplot(4,1,1)PIOt(dataO*O.7),title('基带信号，4096维二进制序列，对应向量是data。')；subplot(4,1,2)Plot(datal*O.7),title('双极性信号,4096维双极性序列,对应向量是datal');subplot(4,1,3)PlOt(ich*0.7),title(T路数据，4096维双极性序列,对应向量是ich');subplot(4,1,4)PlOt(qch*0.7),title('Q路数据，4096维双极性序列,对应向量是qch');figure;subplot(4,1,1)PIOt(ist),title('相干解调I路信号，4096维且值为(-1,1)的序列,对应向量是ist');subplot(4,1,2)PlOt(qst),title('相干解调Q路信号，4096维且值为(-1,1)的序列,对应向量是qst');subplot(4,1,3)Plot(istl),title('I路解调波形，4096维且值为(T,1)的序列,对应向量是istl');subplot(4,1,4)PIOt(qst1),title('Q路解调波形，4096维且值为(T,l)的序列,对应向量是qstl');%®figure;subplot(4,2,1);plot(dataO*O.7),title(,基带信号');subplot(4,2,2);psd(abs(fft(data),title(,基带信号频谱');subplot(4,2,3);PlOt(St),title('调制信号');subplot(4,2,4);psd(abs(fft(st),title('调制信号频谱');subplot(4,2,5);PlOt(Stn),title('stn信道波形');subplot(4,2,6);psd(abs(fft(stn),title(,经过高斯信道信号频谱');subplot(4,2,7);plot(yy*O.7),title(,解调后的基带信号');subplot(4,2,8);psd(abs(fft(yy),title(,解调后的基带信号频谱')；五、实验结果与分析实验截图：六、讨论、心得在实验过程中了解了QPSK调制解调的原理及其特性，以及掌握利用了MATLAB编程实现QPSK实现调制及解调。基带信号与解调之后的基带信号一致。七.辅导教师点评:教师签字:太原理工大学实验报告二学院名称软件学院专业班级软件1319实验成绩学生姓名张卫东学号2023005655实验日期2023课程名称无线网络通信技术实验题目m序列产生及其特性实验一.实验目的和要求：通过本实验掌握m序列的产生方法、特性及应用。二、实验内容：1、按照课本P182图5-5,设计4阶m序列产生方法。并编写MATLAB程序，要求输出周期为15的m序列“000111101011001"2、编写程序验证m序列的相关性质，如平衡特性，游程分布特性，延位相加特性。要求至少验证一条性质。三、主要仪器设备Win864位操作系统笔记本电脑及MATLABR2O23a四、主要操作方法与实验步骤：根本原理：CDMA通信要求扩频序列具有良好的伪随机特性。由于随机噪声难以重复产生，而伪随机噪声便于重复产生，因而伪随机序列(PN序列)被广泛应用于扩频通信。目前应用最广的是m序列，它是由线性反应移存器产生的周期最长的二进制数字序列。码分多址系统主要采用两种长度的m序列：一种是周期为的m序列，又称短PN序列；另一种是周期为242-1的m序列，又称为长PN码序列。m序列主要有两个功能：扩展调制信号的带宽到更大的传输带宽，即所谓的扩展频谱；区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号。1、产生原理图2-1给出了一个4阶移位存放器序列生成器。模2相加器图2-14阶移位存放器序列生成器该序列生成器能够产生周期为15的0,1二值序列。设初始状态31,a2,a3,a4)=(1,0,0,0),那么周期序列输出为：000111101011001o图2-2是反应移存器生成的m序列状态图。100011001I101111011110110101101011010110001110010100001000011000图2-24阶m序列状态图第1时刻：a4=l,a3=0,a2=0,al=0此时,a4al=l÷a4第2时刻：a4=l,a4÷a3=l,a3fa2=0,a2fal=0,因此a4,a3,a2tal=l,1,0,0,此时a4al=l÷a4÷第3时刻：a4=l,a4÷a3=l,a3>a2=l,a29al=0,因此a4,a3,a2,al=l,1,1,0,其它时刻和此类似。最后如图2-1。(3) m序列的特点平衡特性 在m序列的一周期中，“1的个数仅比“0"的个数多L即“1"的个数为(N+l)2,itQff的个数为(N-I)/2。(N为周期) 例如，由4阶移位存放器序列生成器产生的序列中，“1的个数为8,“0”的个数为7。游程分布特性 把一个序列中取值相同的那些连在一起的元素合称为一个“游程。 在一个游程中元素的个数称为游程长度。例如，同样是在Oo(HlIlOlOlloOl序列，共有Oo0、IllK0、1、0、IK00和1共8个游程。 其中，长度为4的游程有1个；长度为3的游程有1个；长度为2的游程有2个；长度为1的游程有4个。 在m序列中，长度为1的游程占游程总数的1/2；长度为2的游程占游程总数的1/4；长度为3的游程占游程总数的1/8o延位相加特性一个m序列Ml与其经任意次迟延移位产生的另一个不同序列M2进行模2相加，得到的仍是Ml的某次迟延移位序列M3。即：M3=M1M2例如，m=7的m序列Ml=1110010,M2=0111001,UlooloOlIlool=100lo11。而将Ml向右移位5次即得到1001011序列。实验步骤：(1)按照图2-1,设计4阶m序列产生方法。(2)编写MATLAB程序并上机调试，最后要求输出周期为15的m序列“0001111求OIlOO1"。(3)编写程序验证In序列的相关性质，要求至少验证一条性质。程序代码：clearall;al=l;a2=0;a3=0;a4=0;m=15;fori=l:mb4=a4;b3=a3;b2=a2;bl=al;a4=b3;a3=b2;a2=bl;al=xor(bl,b4);ifb4=0u(i)=0;elseu(i)=b4;endendm=ufprintf(,1的个数')sum(ml)fprintf(,0的个数')sum(In=O)五、实验结果与分析&CommandWindowEiIeEditDebUgResktopWindowHelp1的个数ans三80的个数ans=验证m序列的平衡特性：在m序列的一周期中，“1的个数仅比“0的个数多Io即T的个数为(N+1)/2,“0的个数为(N-I)/2.六、讨论、心得学会了使用延位相加法以及模二运算产生m序列，在遇到不懂的地方上网查找了资料，最后成功的完成了实验。七、辅导教师点评：教师签字:太原理工大学实验报告三学院名称软件学院专业班级软件1319实验成绩学生姓名张卫东学号2023005655实验日期2023课程名称无线网络通信技术实验题目信道编码一、实验目的和要求:1、学习并理解信道编码的目的、要求等根本概念2.学会使用MATLAB实现奇偶监督码的检错模拟与分析二、实验内容：1、输入任意行任意列的一个二进制序列，也即发送码组，再加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。2、假设发送码组为1100111,要求加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。三、主要仪器设备Win864位操作系统笔记本电脑及MATLABR2023a四、主要操作方法与实验步骤：1、输入任意行任意列的一个二进制序列，也即发送码组，再加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。代码如下：clc;clear;m=input('请输入行：')；n=input('请输入列：')；a=randint(m,n);afork=l:2sum=zeros(1,m);fori=l:mforj=l:nsum(i)=sum(i)+a(itj);z=sum(i);endifrem(z,2)=k-la(i,n+l)=0;elsea(i,n+l)=l;endendifk=lfprintf('偶校验：)elsefprintf('奇校验：)endaend2、假设发送码组为1100111,要求加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。代码如下：clcjclear;m=input('请输入行：')；n=input('请输入列：)；a=l100lll;afork=l:2sum=zeros(1,m);fori=l:mforj=l:nsum(i)=sum(i)+a(i,j);z=sum(i);endifrem(z,2)=k-la(i,n+l)=O;elsea(i,n+l)=l;endendifk=lfprintf('偶校验：)aendend五、实验结果与分析六、讨论、心得在该实验进行过程(m,n),其意义是在命令窗口中输入n歹限2.rem(x,y)表示求X除以y的余数。学会了如何使用MATLAB实现奇偶监督码的检错模拟与分析七.辅导教师点评：教师签字:太原理工大学实验报告四学院名称软件学院专业班级软件1319实验成绩学生姓名张卫东学号2023005655实验日期2023课程名称无线网络通信技术实验题目基于Simulink的通信系统建模与仿真实验目的和要求:1、通过利用matlabsimulink,熟悉matlabSinlUIink仿真工具。2、通过实验更好地掌握课本相关知识，熟悉2ASK的调制与解调。二、实验内容：使用MATLAB中的SimuIink工具箱搭建ASK调制及解调的框图(使用模拟相乘法及相干解调法)三、主要仪器设备Win864位操作系统笔记本电脑，及软件MATLABR2023a四、主要操作方法与实验步骤：(*)首先进入matlab,在命令窗口输入SimUlink,进入SimUlink界面。如下列图:然后单击此窗口中的FiIe菜单中的选项New中的Model命令，出现如下窗口：（二）然后使用SimUlink中的工具，画出如下的ASK调制及解调的框图。（三）SimUlink中包括很多模块，比方积分模块，传递函数模块等，Simulink功能非常强大。要想在SinRlIink中建模，首先要建立一个空白页，然后将所需要的模块从模块库中拖入，然后对模块设置参数即可。完成框图后，再单击FiIe菜单中的SaVe命令进行保存，保存的扩展名为Hdl文件。（四）把上述框图画好后，进行保存，然后单击SimUEion（仿真）菜单中的Start开始仿真。再双击元件SCoPe（示波器）即可查看信源波形及解调信号波形。如下面图所示。五、实验结果与分析由仿真结果可知，相比而言，ASK调制在解调时对于滤波器与噪声参数的设置最为敏感,在理论值情况下，其解调波形边沿仍存在不规那么形状。信号解调时对于滤波器参数敏感，应注意根据实际调整滤波器参数。而且，与其他数字调制方式相比，ASK对噪声更为敏感。2.当ASK信号信源幅度为1时，判决器判决门限并非，而应该设置为。这是因为：假设信源为m，载波为cosu>et,那么解调信号为m*cos2u>et=m(t)*(巴写出)=啜幽节W经过低通滤波器后仅剩下字一项，故判决时应将门限设置此项的一半，即。六、讨论、心得在该实验的进行过程中，出现了许多困难，最后在解决困难的过程中总结出了：要注意示波器的两个输入，才能链接序列产生器。利用MATLAB的Simulink的工具，很容易的进行2ASK的调制与解调的仿真实验。七.辅导教师点评：教师签字:
