太原理工大学14级无线网络通信技术实验报告

1、实 验 报 告课程名称： 无线网络通信技术 实验项目： 无线网络通信技术实验 实验地点： 致远楼B502 专业班级： 软件1417班 学号： 2014005993 学生姓名： 曹旭清 指导教师： 张巍 2016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1417实验成绩学生姓名曹旭清学号2014005993实验日期2017.4.3课程名称无线网络通信技术 实验题目 四相移相键控（QPSK）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、

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Win8 64位操作系统笔记本电脑及MATLAB R2009a四、主要操作方法与实验步骤:程序代码%日期 2013.1.14%功能 QPSK的调制解调，基带信号点数t（限偶数），基波频率w0可设置clear all;nb=32; % 传输的比特数T=1; % 基带信号宽度，也就是基波频率fc=8/T; % 载波频率ml=2; % 调制信号类型的一个标志位（选取2的原因见23行）c = 4*nb; %单周期采样点数delta_T=T/c; % 采样间隔fs=1/delta_T; % 采样频

3、率t=0:delta_T:nb*T-delta_T % 限定t的取值范围 c * nbN=length(t); % 采样数 % 调制部分% 基带信号的产生data=fix(2*rand(1,nb); % 调用一个随机函数（0 or 1），输出到一个1*100的矩阵datanrz=data.*2-1; % 变成极性码for i=1:nb data1(i-1)/delta_T+1: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for i=1:nb data0(i-1)/delta_T+1:i/delta_T)=data(i);

4、% 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-1); % 将奇偶位分开，因此间隔m1为2 qdata=datanrz(2:ml:nb);% QPSK信号的调制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; % 奇数位数据与余弦函数相乘，得到一路的调制信号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;% 偶数位数据与余弦函数相乘，得到另一路的调制信号st = idata1 - qdata1;%信道中SNR=0; % 信噪比stn = awgn(st,SNR);%解调%设计滤波器%B,A = butter(3,0.01,low);h1,w = freqz(B,A);%相干解调ist = stn .* a;p =length(ist)qst = stn .* (-b);%滤波istl = filter(B,A

6、,ist);qstl = filter(B,A,qst);%抽样判决%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%并串转换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:i/delta_T) = y(i);e

7、nddatayNfigure;subplot(4,1,1)plot(data0*0.7),title(基带信号，4096维二进制序列，对应向量是data0);subplot(4,1,2)plot(data1*0.7),title(双极性信号，4096维双极性序列，对应向量是data1);subplot(4,1,3)plot(ich*0.7),title(I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)plot(ist),titl

8、e(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(-1,1)的序列，对应向量是istl );subplot(4,1,4)plot(qstl),title(Q路解调波形，4096维且值为(-1,1)的序列，对应向量是qstl );%画图%figure;subplot(4,2,1);plot(data0*0.7),title(基带信号);su

9、bplot(4,2,2);psd(abs(fft(data0),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*0.7),title(解调后的基带信号);subplot(4,2,8);psd(abs(fft(yy),title(解调

10、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1417实验成绩学生姓名曹旭清学号2014005993实验日期2017.4.10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。2、 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

11、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Win8 64位操作系统笔记本电脑及MATLAB R2009a四、主要操作方法与实验步骤: 基本原理： 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，它是由线性反馈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；另一种是周期为的m序列，又称为长PN码序列。m序

12、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阶移位寄存器序列生成器。图2-1 4阶移位寄存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（a1,a2,a3,a4）= (1,0,0,0),则周期序列输出为：000111101011001 。图2-2是反馈移存器生成的m序列状态图。图2-2 4阶m序列状态图第1时刻：a4=1,a3=0,a2=0,a1=0 此时，a4a1=1a4第2时刻：a4=1,a4a3=1, a3a2=0,a2a1=0,因此a4,a3,a2,

13、a1=1,1,0,0,此时a4a1=1a4第3时刻：a4=1,a4a3=1, a3a2=1,a2a1=0,因此a4,a3,a2,a1=1,1,1,0,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l 在m序列的一周期中，“1”的个数仅比“0”的个数多1，即“1”的个数为(N+1)/2，“0”的个数为(N-1)/2。（N为周期）l 例如，由4阶移位寄存器序列生成器产生的序列000111101011001中， “1”的个数为8，“0”的个数为7。游程分布特性 l 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”。l 在一个游程中元素的个数称为游程长度。例如，同样是在 000

14、111101011001序列，共有000、1111、0、1、0、11、00和1共8个游程。l 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。l 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1/8。延位相加特性 一个m序列M1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M1的某次迟延移位序列M3。即：M3=M1 M2例如，m=7的m序列M1 =1110010， M2 =0111001，11100100111001=1001011。而将M1向右移位5次即得到100

15、1011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“000111101011001”。（3）编写程序验证m序列的相关性质，要求至少验证一条性质。程序代码：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的个数)sum(m=1)fprintf(0的个数)sum(m=0)五、实

16、验结果与分析验证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1。即“1”的个数为（N+1）/2，“0”的个数为（N-1）/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1417实验成绩学生姓名曹旭清学号2014005993实验日期2017.4.10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、要求等基本概念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

17、、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、若发送码组为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Win8 64位操作系统笔记本电脑及MATLAB R2009a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);afor k=1:2sum=zeros(1,m

18、);for i=1:mfor 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(偶校验：)elsefprintf(奇校验：)endaend2、若发送码组为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：clc;clear;m=input(请输入行：);n=input(请输入列：);a=1 1 0 0 1 1 1;afor k=1:2sum=zeros(1,m);for i=1:mfor j=1:nsum(

19、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(偶校验：)aendend五、实验结果与分析六、讨论、心得在该实验进行过程中用到了两个重要函数1.randint(m,n)，其意义是在命令窗口中输入n列。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1417实验成绩学生姓名曹旭清学号2014005993实验日期2017.4.10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matlab simulink，熟悉matlab simulink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Simulink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Win8 64位操作系统笔记本电脑，及软件MATLAB R2009a四、主要操作方法与实验步骤:（一）首先进入matlab，在命令窗口输入simulink，进入simulink界面。如下图：然后单击此窗口中的File菜单中的选项New中的M