2023年移动通信实验报告2.pdf

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1、实验一 m序列产生及特性分析实验一、实验目的1 .了解m 序列的性质和特点；2 .熟悉m序列的产生方法；3 .了解m 序列的D S P 或 C P L D 实现方法。二、实验内容1 ,熟悉m序列的产生方法；2 .测 试 m序列的波形；三、实验原理m序列是最长线性反馈移存器序列的简称,是伪序列的一种。它是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列。m序列在一定的周期内具有自相关特性。它的自相关特性和白噪声的自相关特性相似。虽然它是预先可知的，但性质上和序列具有相同的性质。比如:序列中“0 码 与“1 码等抵及具有单峰自相关函数特性等。五、实验环节1.观测现有的m序列。打开移动实验箱电源，等待实

2、验箱初始化完毕。先按下“菜单”键,再按下数字键“1”，选 择“一、伪序列”，出现的界面如下所示：.伪随机序列1 m序列产生2 GOLD序列产生3 WALSH序列产生再按下数字键“1”选 择 1 m序列产生”，则产生一个周期为1 5 的 n i 序列。2.在测试点T P 2 0 1 测试输出的时钟，在测试点T P 2 0 2 测试输出的m序列。1 ）在TP201观测时钟输此在TP 2 02观测产生的m序列波形。图1 T数据波形图实 验 二WALSH序列产生及特性分析实验实验目的1.了解Wa 1 s h 序列的性质和特点；2.熟悉Walsh序列的产生方法；3.了解W al s h 序列的DSP实现

3、方法。二.实验内容1.熟悉Wal sh 序列的产生方法；2.测试W alsh序列的波形；三.实验原理W alsh序列的基本概念Walsh序列是正交的扩频序列，是根据Wals h 函数集而产生。Walsh函数的取值为+1或者-1。图 1 3 T 展示了一个典型的8 阶 Wal s h 函数的波形Wk n 阶 Walsh函数表白在 Wal s h 函数的周期T 内，由 n 段Wa 1 s h 函数组成。n 阶的W a Is h 函数集有n 个不同的 Wal s h 函数，根据过零的次数，记为WO、W k W2等等。+1图 2-1 W a 1 sh 函数W a 1 s h 函数集的特点是正交和归一化

4、，正交是同阶不同的W a Ish 函数相乘，在指定的区间积分，其结果为0;归一化是两个相同的W a lsh 函数相乘，在指定的区间上积分,其平均值为1。五、实验环节1.观测现有的Wal s h 序列波形打开移动实验箱电源,等待实验箱初始化完毕。先按下“菜单”键,再按下数字键“1 ，选 择 一、伪序列”，出现的界面如下所示:伪随机序列1 m序列产生2 GOLD序列产生3 WALSH序列产生再按下数字键 3 选 择 3 W A L S H 序列产生”,产生四个阶数为1 6 的W a I s h 序列。2.在测试点T P 2 0 1 测试输出的时钟，分别在测试点T P 2 0 2、T P2 0 3、

5、T P 2 0 4、T P 2 0 5测 试 1 6 位的W A L S H 序列。1）在 T P 2 0 1 观测时钟输出；2）在 T P 2 0 2、T P 2 0 3、T P 2 0 4、T P 2 0 5 观测产生的 W a l s h 序列波形。图 2 2 T P 2 0 2 波形图 2-3 T P 2 0 3 波形图 2-4 TP 2 04波形图 2-5 TP2 0 5 波形实验三线性分组码实验一、实验目的1.了解线性分组码的原理及表达方法；2.掌握线性分组码的编解码方法；3.验证线性分组码的纠错能力。二、实验内容1.记录实验中各个测量点数据；2.根据线性分组码的方法对得到的数据进

6、行验证；3.检测误码位数及误码位置并得到原数据。三、实验原理(1)线性分组码根据编码的方式不同可得到不同形式的分组码，实验中采用了线性分组码的编码方式，对其它编码方式感爱好的可自行查阅资料。线性分组码是分组码的一个子集。在线性分组码中，监督码元与信息码元之间满足线性约束关系，亦即这种约束关系可由一组线性方程来描述。对于线性系统码,其监督矩阵具有如下形式：=%式中,P 是一个r*k 阶矩阵，I r 是 r 阶的单位矩阵。这样的监督矩阵也称作典型矩阵。三、实验环节与任务1.打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕；2.先按下“菜单”键，再按下数字键“2”，选 择“二信源信道编码”；3.再按数字键“

7、4”，选 择“线性分组码”；4.打开双通道示波器,用通道一测量TP 2 0 1测试点波形,此波形为帧同步脉冲信号,调至稳定状态;5.用通道二测量TP202波形数据。6.再用通道二测量TP20 5波形数据。图3-2 TP201和TP2 0 5的波形7 .再用通道二测量TP204波形数据。CHI峪-峪 第 4V 平 均 值a.、施 期1.516m,L:物 率OmVljOOrm图3 3 T P2 0 1和TP204的波形实验四GSM交织技术实验一、实验目的1 .了解交织技术的原理；2 .掌握交织的基本方法；3 .验证采用交织技术后抗突发误码的能力；二、实验内容1 .记录实验中各个测量点数据；2 .根

8、据交织技术的方法对得到的数据进行验证；3 .检测误码位数及误码位置并得到原数据；三、实验原理交织可分为卷积交织和分组交织两类。分组交织是将待解决的m*n 个信息数据，以行的方式依次存储到一个m 行 n列的交织矩阵中，然后以列的方式读取数据，得到n 帧码字、每帧有m 个信息比特的输出序列。这样的输出序列已将本来连续的信息比特分散开了，本来的连续的比特在输出序列中均被（m-1）个比特所间隔。通常将交织矩阵的行数m 成为交织深度。m 越大，则交织后信息比特被分散的限度越高。采用交织技术,并不需要像信道编码那样要附加额外的监督码元，却可以减少系统对抗干扰能力的设计规定，因此在一些传输信道复杂的通信系统

9、中有着广泛的应用。三、实验环节与内容1 .打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕；2 .先按下“菜单”键,再按下数字键“2 ”，选 择“二 信源信道编码”；3 .再按数字键“5 ，选 择“G S M 交织技术”；4 .打开双通道示波器,用通道一测量T P 2 0 1 测试点波形,此波形为帧同步脉冲信号,调至稳定状态；5 .用通道二测量T P 2 0 2 波形数据。图 4-1 T P 2 0 1 和 T P 2 0 2 的波形6.再用通道二测量T P 2 0 3 波形数据。图 4-2 T P 2 0 1 和 T P 2 0 3 的波形7.再用通道二测量T P 2 0 4 波形数据。图 4-3

10、T P 2 0 1 和 T P 2 0 4 的波形8.用通道二测量T P 2 0 5 波形数据。图 4-4 T P 2 0 1 和 T P 2 0 5的波形实验五直接序列扩频(D S)编解码实验一、实验目的1 .了解直扩扩频和解扩的原理和系统组成；2 .熟悉通过D S P 完毕直扩扩频解扩和数据传输的过程。二、实验内容1 .熟悉直扩扩频和解扩的过程；2 .测试直扩扩频和解扩的工作波形，认真理解其工作原理；三、实验原理直接序列扩频是将要发送的信息用伪序列(P N)扩展到一个很宽的频带上去，在接受端用与发送端相同的伪序列对接受到的扩频信号进行解决,恢复出本来的信息。干扰信号由于和伪序列不相关,在接

11、受端被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大减少，从而提高了系统的输出信噪比，达成抗干扰的目的。四、实验环节1 .打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕；2 .先按下“菜单”键,再按下数字键“3”，选 择“三、扩频通信基础”，再按下数字键“1”选 择“1 .直扩编解码”；3 .通过测试点T P 2 0 1 观测和伪序列频率相同的时钟信号；4.通过测试点T P 2 0 2 观测原始数据的波形；5.通过测试点T P 2 0 3 观测发送方的伪码的波形;图 5 -2 T P 2 0 1 和 T P 2 0 3 的波形6.通过测试点T P 2 0 4观测扩频后的数据波形;图 5 -3 T P 2

12、0 1 和 T P 2 0 4 的波形7.通过测试点TP205观测解扩后的数据波形;图 5-4 TP2 01 WTP 2 058.通过测试点TP206观测解扩方的伪码波形。图5-5 TP20 1和TP20 6的波形9.比较TP 2 02和TP 2 0 5的数据波形。图5-6 TP2 0 2和T P 205的波形1 0.比较T P 2 0 3 和 T P 2 0 6 的数据波形。图 5-7 T P 2 0 3和T P 2 0 6 的波形1 1.比较T P 2 0 3 和 T P 2 0 4的数据波形。图 5-8 T P 2 0 3和 T P 2 0 4的波形实验六 跳频(FH)通信实验一、实验目

13、的1 .了解跳频和解跳的基本原理；2 .了 解 D S P (数字信号解决器)在移动通信中的应用；二、实验内容1 .熟悉跳频和解跳的过程,并通过信道进行传输；2 .测试跳频和解跳的工作波形，认真理解其工作原理。三、实验原理跳频(F H)系统的基本原理跳频系统的载频受一伪码的控制,不断地、地跳变，可以当作载频按照一定规律变化的多屡屡移键控(M F S K)。与直扩相比,跳频系统中的伪序列并不直接传输,而是用来选择信道。跳频电台已经成为未来战术通信设备的趋势。跳频系统具有以下的特点：(1)有较强的抗干扰能力,采用了规避干扰的方法抗干扰。(2)用于组网，实现码分多址，频谱运用率高。(3)快跳频系统用

14、的伪码速率比直扩系统低的多，同步规定比直扩低，因而时间短、入网快。四、实验环节1 .打开移动实验箱电源,等待实验箱初始化完毕；2 .先 按 下“菜单”键，再按下数字键“3”，选 择“三、扩频通信基础”，再按下数字键选择“2.跳频”；3 .通过测试点T P 2 0 2 和 T P 2 0 4 观测数据的波形；0 6-1 T P 2 0 2 和 T P 2 0 4 的波形4.通过测试点T P 2 0 2和T P 3 0 8测试跳频并完毕D /A转换后的波形;图 6 -2 T P 2 0 2 和 T P 3 0 8 的波形5 .通过测试点T P 2 0 4 和 TP3 0 8 观测解跳后的数据波形。

15、图6-3 TP 204和TP3 0 8的波形实 验 七 B P S K 调制解调实验一、实验目的1.了解BSPK调制和解调的基本原理；2.熟悉软件完毕BPSK调制和解调的过程。二、实验内容1.熟悉BPSK调制和解调过程；2.通过示波器测试B PSK调制解调各点的波形；三、实验原理运用调制信号对正弦波的载波相位进行控制的方式成为移相键控（PSK）。PSK涉及BPSK、BDPSK、QPSK、QDPSK、0-Q P S K 本实验我们重要完毕B PSK方式。B PS K的已调信号可以表达为：/）=ACO S 69/,发特 1-A cosm 反00即发送二进制符号0时，4 取 相位。显然载波的不同相位

16、直接表达了相应的数字信息。B PSK的信号产生可以采用相乘器来实现。本实验中,DSP用软件方式完毕B P SK的调制和解调。由DSP产生一个正弦波，和要发送的数据相乘，实现BPSK调制，通过D S P的M C B S P 2串口发送，再通过D/A转换和上变频进行传输。接受方通过下变频和A/D变化，将数据交给D S P的MCBSP2 口，DSP做相干解调，恢复出原始数据信息。四、实验环节1.打开移动实验箱电源,等待实验箱初始化完毕。先按下“菜单”键,再按下数字键“5”，选 择“五、数字调制解调”，再按下数字键“1 ”选 择 1.B PSK调制”；2.在测试点TP2 0 2测试发送方基带数据,在测

17、试点TP3 0 8测试B PSK调制后的波形;图 7-1 T P 2 0 2 和 T P 3 0 8的波形3.在测试点T P 2 0 2 测试发送方基带数据，在测试点T P 2 0 4 测试解调后的数据波形;图 7 2 T P 2 0 2 和 T P 2 0 4的波形4.比较T P 2 0 4 和 T P 3 0 8的数据波形。图 7-3 T P 2 0 4和 T P 3 0 8 的波形实 验 八QPSK调制解调实验一、实验目的1 .了解Q P S K 调制和解调的基本原理；2 .熟悉软件完毕QPSK的过程。二、实验内容1 .熟悉Q P S K 调制和解调过程；2 .通过示波器测试Q P S

18、K 各点的波形；三、实验原理B P S K 是用两种相位（0 ,兀）来表达两种信息，而四相移相键控（Q P S K）是运用载波的四个不同相位来表征数字信息，每一个载波相位代表两个比特的信息。因此对于输入的二进制数字序列应当先进行分组。将每两个比特编为一组，采用相应的相位来表达。当初始相位取0时，四种不同的相位为:0,万/2,3%/2分别表达数字信息：1 1、0 1.00、1 0;当初始相位为/4时，四种不同的相位为：刈、3 m 4、5 m 4、7/4 分别表达 1 1、0 1、0 0、1 0 o四、实验环节1 .打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕。先 按 下“菜单”键,再按下数字键“5”

19、，选 择“五、数字调制解调”，再按下数字键“2”选 择 2.Q P S K 调制”；2.在测试点T P 2 0 1 测试基带数据时钟信号，在测试点T P 2 0 2 测试发送的基带数据;图8-1 T P 201和TP 2 02的波形3.在测试点TP3 0 8测试I路和Q路调制复合后的波形;图8-2 T P 2 01和TP 3 0 8的波形4.在测试点TP2 0 3测试接受的解调后数据波形。图 8-3 T P 2 0 1 和 T P 2 0 3 的波形实 验 九OQPSK调制解调实验一、实验目的1 .了解O Q P S K 调制和解调的基本原理；2 .熟悉软件完毕O Q P S K 的过程。二、

20、实验内容1 .熟悉O Q S P K 调制和解调过程；2 .通过示波器测试。QP S K各点的波形；三、实验原理偏移四相相移键控(O Q P S K)是此外一种四相相移键控。将 Q P S K 调制框图中的正交支路信号偏移T S/2,其他不变，即可得到O Q P S K 信号。将正交支路信号偏移T S/2 的结果是消除了己调信号中忽然相移万的现象。每个T S /2 信号只也许发生土灯/2 的变化。四、实验环节1 .打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化。初始化结束后显示“初始化完毕，请使用”，此时可以进行下面操作；2 .先按下“菜单”键，再按下数字键“5”选 择“五、数字调制解调”，再按数字键“

21、3”选 择“3.O Q P S K 调制”；3 .在测试点T P 2 0 1 和 T P 3 0 8 测试数据波形。图9-1 TP 2 0 1和TP30 8的波形4.在测试点TP202和T P 3 0 8测试数据波形；图9-2 TP202和T P 308的波形5.在测试点T P2 0 1和TP2 0 3测试接受的I路解调数据波形;图 9-3 T P 2 0 1 和 TP2 0 3 的波形6.在测试点T P 2 0 2 和 T P 2 0 4 测试接受的Q路解调数据波形;图 9-4 T P 2 0 2 和 T P 2 0 4 的波形实验十MSK调制解调实验一、实验目的1 .了解M S K调制和解

22、调的基本原理；2 .熟悉软件完毕M S K的过程。二、实验内容1 .熟悉M S K调制和解调过程；2 .通过示波器测试M S K 各点的波形；三、实验原理M S K （最小频移键控）是移频键控F S K 的一种改善形式。在 F S K 方式中，每一码元的频率不变或者跳变一个固定值，而两个相邻的频率跳变码元信号,其相位通常是不连续的。所谓M S K方式,就是F S K 信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式。可以当作是调制指数为0.5的一种连续相位的F S K 信号其重要特点是包络恒定,带外辐射小，实现较简朴。其数学表达式为：S。）=Z c o s（3/+4 亲 r +裔）n b式中，T b

23、为码元的宽度，a n 为+1,1。0是第n个码元的初始相位，并且2 T%=为“、耙土 n兀 产 a“Tn71C Oc H-当输入+1 时，发送的角频率为：猛o当输入一1 时，发送的角频率为:71o)c-12 T h o在一个码元内相位增长乃/2或者减小/2,所以相位的变换是连续的。四、实验环节1.打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化。初始化结束后显示“初始化完毕，请使用”，此时可以进行下面操作；2.先按下“菜单”键，再按下数字键“5”选 择“五、数字调制解调”，再按数字键“4”选 择 4.M S K调制”；3.在测试点T P3 0 8测 试 I 路和Q路调制复合后的波形；图 1 0-1 T P

24、 3 08 的波形4.在测试点T P201测试发送的/路数据,在T P 2 03测试接受的/路解调数据波形;图10 2 T P 2 0 1和TP2 0 3的波形5.在测试点TP 2 02测试发送的Q路数据，在TP204测试接受的。路解调数据波形;图1 0-3 T P 202和TP204的波形6.在测试点T P 20 6测试输入的基带数据波形。图 10-4 T P 20 6的波形实验H G M S K调制解调实验一、实验目的1.了解GMSK调制和解调的基本原理；2.熟悉软件完毕GMSK的过程。二、实验内容1 .熟悉GMSK调制和解调过程；2.通过示波器测试G M S K各点的波形；三、实验原理尽

25、 管 MS K信号己具有较好的频谱和误码率性能，但仍不能满足无线通信中临道辐射低于主瓣达成6 Odb以上的规定。因此，需要在MSK的基础上采用一定的措施，加快其带外衰减速度。于是提出了改善的MSK调制方式，即GM SK调制。GMSK调制是在MSK调制前，将基带信号线通过一个高斯型低通滤波器。图 11-1 GMSK调制器结构原理图该高斯低通滤波器也被称为与调制滤波器,假设其3dB带宽为B b,则其冲击响应为:h(t)=&-J高 纥 exp(一/)三、实验环节及内容1.打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化。初始化结束后显示“初始化完毕，请使用”，此时可以进行下面操作；2.先按下“菜单”键,再按下数

26、字键“5”选 择“五、数字调制解调”，再按数字键5”选 择 5.GMSK调制”；3.在测试点TP 2 01测试输入的基带数据，在测试点T P2 0 6 测试输入的基带数据波形。图1 1 -1 TP 2 01和T P 20 6的波形4.在测试点TP20 1测试发送的/路数据，在测试点T P 20 2测试发送的。路数据;图11-2 TP201和T P 2 0 2的波形5.在测试点TP308测 试/路 和0路调制复合后的波形；图11-3 TP308的波形6.数据波形。在 点T P203测 试 接 受 的/路 解 调 数 据 波 形，在TP2 0 4测 试 接 受 的0路解调图11-4 TP203和TP204的波形实验十二 T DSCDM A短信收发和电话接通测试实验实 验 十 三CDMA短信收发和电话接通测试实验