移动通信实验报告

1、移动通信实验实验一 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DSP或CPLD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,是伪随机序列的一种。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，但性质上和随机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、实验步骤1观测现有的m序列。打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成。先按下“菜单

2、”键，再按下数字键“1”，选择“一、 伪随机序列”，出现的界面如下所示：再按下数字键“1”选择“1 m序列产生”，则产生一个周期为15的m序列。2在测试点TP201测试输出的时钟，在测试点TP202测试输出的m序列。1）在TP201观测时钟输出，在TP202观测产生的m序列波形。图1-1 数据波形图28实验二 WALSH序列产生及特性分析实验一实验目的1了解Walsh序列的性质和特点；2熟悉Walsh序列的产生方法；3了解Walsh序列的DSP实现方法。二实验内容1熟悉Walsh序列的产生方法；2测试Walsh序列的波形；三实验原理Walsh序列的基本概念Walsh序列是正交的扩频序列，是根据

3、Walsh函数集而产生。Walsh函数的取值为1或者-1。图1-3-1展示了一个典型的8阶Walsh函数的波形W1。n阶Walsh函数表明在Walsh函数的周期T内，由n段Walsh函数组成。n阶的Walsh函数集有n个不同的Walsh函数，根据过零的次数，记为W0、W1、W2等等。图2-1 Walsh函数 Walsh函数集的特点是正交和归一化，正交是同阶不同的Walsh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Walsh函数相乘，在指定的区间上积分，其平均值为1。五、实验步骤1观测现有的Walsh序列波形打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成。先按下“菜单”键，再按下数字键

4、“1”，选择“一、 伪随机序列”，出现的界面如下所示：再按下数字键“3”选择“3 WALSH序列产生”，产生四个阶数为16的Walsh序列。2在测试点TP201测试输出的时钟，分别在测试点TP202、TP203、TP204、TP205测试16位的WALSH序列。1）在TP201观测时钟输出；2）在TP202、TP203、TP204、TP205观测产生的Walsh序列波形。图2-2 TP202波形图2-3 TP203波形图2-4 TP204波形图2-5 TP205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示方法；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、

5、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，对其它编码方式感兴趣的可自行查阅资料。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，Ir是r阶的单位矩阵。这样的监督矩阵也称作典型矩阵。三、实验步骤与任务1. 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成；2. 先按下“菜单”键，再按

6、下数字键“2”，选择“二 信源信道编码”；3. 再按数字键“4”，选择“线性分组码”；4. 打开双通道示波器，用通道一测量TP201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。图3-1 TP201和TP202的波形6. 再用通道二测量TP205波形数据。图3-2 TP201和TP205的波形7. 再用通道二测量TP204波形数据。图3-3 TP201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根据交织技术的方法对

7、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。分组交织是将待处理的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原来连续的信息比特分散开了，原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程度越高。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，却可以降低系统对抗干扰能力的设计要求，因此在一些传输信道复杂的通信系统中有着广泛的应用。三、实验步骤与内容

8、1. 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成；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“GSM交织技术”；4. 打开双通道示波器，用通道一测量TP201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。图4-1 TP201和TP202的波形6. 再用通道二测量TP203波形数据。图4-2 TP201和TP203的波形7. 再用通道二测量TP204波形数据。图4-3 TP201和TP204的波形8. 用通道二测量TP205波形数据。图4-4 TP201和TP205的波形实验五 直接序列扩频（DS）编解码

9、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DSP完成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随机序列(PN)扩展到一个很宽的频带上去，在接收端用与发送端相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行处理，恢复出原来的信息。干扰信号由于和伪随机序列不相关，在接收端被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低，从而提高了系统的输出信噪比，达到抗干扰的目的。四、 实验步骤1打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成；2先按下“菜单”键，再按下数字键“3”

10、，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TP201观测和伪随机序列频率相同的时钟信号；4通过测试点TP202观测原始数据的波形；图5-1 TP201和TP202的波形5通过测试点TP203观测发送方的伪随机码的波形；图5-2 TP201和TP203的波形6通过测试点TP204观测扩频后的数据波形；图5-3 TP201和TP204的波形7通过测试点TP205观测解扩后的数据波形；图5-4 TP201和TP205的波形8通过测试点TP206观测解扩方的伪随机码波形。图5-5 TP201和TP206的波形9.比较TP202和TP205的数据波形。图5-6

11、 TP202和TP205的波形10. 比较TP203和TP206的数据波形。图5-7 TP203和TP206的波形11. 比较TP203和TP204的数据波形。图5-8 TP203和TP204的波形实验六 跳频（FH）通信实验一、实验目的1. 了解跳频和解跳的基本原理；2了解DSP（数字信号处理器）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(FH)系统的基本原理跳频系统的载频受一伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可以看成载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。与直扩相比，跳频系统中的伪随

12、机序列并不直接传输，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。f2时间äTcTf1跳频系统具有以下的特点：（1）有较强的抗干扰能力，采用了躲避干扰的方法抗干扰。（2）用于组网，实现码分多址，频谱利用率高。（3） 快跳频系统用的伪随机码速率比直扩系统低的多，同步要求比直扩低，因而时间短、入网快。四、实验步骤1打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成；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TP202和TP204观测数据的波形；图6-1 TP202和TP204的波形4通过测试点TP202和TP308测

13、试跳频并完成D/A转换后的波形；图6-2 TP202和TP308的波形5通过测试点TP204和TP308观测解跳后的数据波形。图6-3 TP204和TP308的波形实验七 BPSK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熟悉软件完成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BPSK调制解调各点的波形；三、 实验原理利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包括BPSK、BDPSK、QPSK、QDPSK、O-QPSK。本实验我们主要完成BPSK方式。BPSK的已调信号可以表示为：即发送二进制符号0

14、时，取相位。显然载波的不同相位直接表示了相应的数字信息。BPSK的信号产生可以采用相乘器来实现。 本实验中，DSP用软件方式完成BPSK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DSP的MCBSP2串口发送，再通过D/A转换和上变频进行传输。接收方通过下变频和A/D变化，将数据交给DSP的MCBSP2口，DSP做相干解调，恢复出原始数据信息。四、 实验步骤1. 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成。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. BPSK调制”；2. 在测试点TP202测试发送方基带数据

15、,在测试点TP308测试BPSK调制后的波形；图7-1 TP202和TP308的波形3. 在测试点TP202测试发送方基带数据,在测试点TP204测试解调后的数据波形；图7-2 TP202和TP204的波形4.比较TP204和TP308的数据波形。图7-3 TP204和TP308的波形实验八 QPSK调制解调实验一、实验目的1. 了解QPSK调制和解调的基本原理；2熟悉软件完成QPSK的过程。二、实验内容1熟悉QPSK调制和解调过程；2通过示波器测试QPSK各点的波形；三、实验原理BPSK是用两种相位(0, )来表示两种信息，而四相移相键控（QPSK）是利用载波的四个不同相位来表征数字信息，每

16、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该先进行分组。将每两个比特编为一组，采用相应的相位来表示。当初始相位取0时，四种不同的相位为：0,/2,3/2 分别表示数字信息：11、01、00、10；当初始相位为时，四种不同的相位为：、分别表示11、01、00、10。四、实验步骤1. 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完成。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“2”选择“2. QPSK调制”；2. 在测试点TP201测试基带数据时钟信号,在测试点TP202测试发送的基带数据；图8-1 TP201和TP202的波形3在测试点TP308

17、测试I路和Q路调制复合后的波形；图8-2 TP201和TP308的波形4在测试点TP203测试接收的解调后数据波形。图8-3 TP201和TP203的波形实验九 OQPSK调制解调实验一、实验目的1. 了解OQPSK调制和解调的基本原理；2熟悉软件完成OQPSK的过程。二、实验内容1熟悉OQSPK调制和解调过程；2通过示波器测试OQPSK各点的波形；三、实验原理偏移四相相移键控（OQPSK）是另外一种四相相移键控。将QPSK调制框图中的正交支路信号偏移TS/2，其他不变，即可得到OQPSK信号。将正交支路信号偏移TS/2的结果是消除了已调信号中突然相移的现象。每个TS/2信号只可能发生

18、7;/2的变化。四、实验步骤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“初始化完成，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“3”选择“3. OQPSK调制”；3. 在测试点TP201和TP308测试数据波形。图9-1 TP201和TP308的波形4. 在测试点TP202和TP308测试数据波形；图9-2 TP202和TP308的波形5. 在测试点TP201和TP203测试接收的I路解调数据波形；图9-3 TP201和TP203的波形6. 在测试点TP202和TP204测试接收的Q路解调数据波形；图9-4

19、 TP202和TP204的波形实验十 MSK调制解调实验一、实验目的1. 了解MSK调制和解调的基本原理；2熟悉软件完成MSK的过程。二、实验内容1熟悉MSK调制和解调过程；2通过示波器测试MSK各点的波形；三、实验原理MSK（最小频移键控）是移频键控FSK的一种改进形式。在FSK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MSK方式，就是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式。可以看成是调制指数为0.5的一种连续相位的FSK信号。其主要特点是包络恒定，带外辐射小，实现较简单。其数学表达式为：式中，Tb为码元的宽度，an为1，1

20、。是第n个码元的初始相位，并且当输入1时，发送的角频率为：。当输入-1时，发送的角频率为：。在一个码元内相位增加/2或者减小/2，所以相位的变换是连续的。四、 实验步骤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“初始化完成，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. MSK调制”；3. 在测试点TP308测试I路和Q路调制复合后的波形；图10-1 TP308的波形4. 在测试点TP201测试发送的I路数据，在TP203测试接收的I路解调数据波形；图10-2 TP201和TP203的波形5. 在测试点TP202测试发送的Q路数据，在TP204测试接收的Q路解调数据波形；图10-3 TP202和TP204的波形6. 在测试点TP206测试输入的基带数据波形。图10-4 TP206的波形实验十一 GMSK调制解调实验一、