移动通信实验报告材料

1、©馬昌"实验报告实验课程：移动通信系统实验学生姓名：曾棋学号:6102214058专业班级：通信1422018年1月9日目录实验一 ZXC10-CDMA系统认识实验二QAM调制与解调实验三GMSK调制与解调实验四移动通信信道建模实验五GOLD序列实验六基于GOL序列的DSS仿真实验七OFDM系统仿真实验八期末测试实验一 ZXC10-CDMA系统认识实验目的1. 了解ZXC10-CDM的硬件架构；2. 熟悉ZXC10-CDM的机柜硬件描述；3. 掌握ZXC10-CDM系统的语音、消息以及信令流程二、实验内容1. 结合理论课介绍的CDMA系统结构与功能，画出ZXC10-CDM系

2、统框，描绘 ZXC10-CDM系统MS(机柜的最小配置框图，以及说明子系统功能。2. 描绘出ZXC10-CDMA MS机柜中语音、消息和信令流程所经过的单板。3. 用简要的文字描述第一次上机实习的感受。三、实验原理1. CDM基本概念不同用户传输信息所用的信号是用各自不同的编码序列来区分。发送端使用各不相同的、相互(准)正交的伪随机地址码调制其所发送的信号；在收端则采 用同样的伪随机地址码从混合信号中解调检测出相应的信号。无线环境下的通信,本身要解决的就是多址移动通信的问题，通过频率、时间、不同码型，我们就可 以建立不同的地址。CDMA专输系统中采用了扩频技术，一种信息传输方式，即是将原始信号

3、的 带宽变换为比原始带宽宽的多的传输信号， 以来达到提高通信系统的抗干扰目的。 数学模型：香农公式。2. CDM关键技术(1) 、地址码的选择：m 序列的PN码作为地址码(2) 、分集技术：(RAKE接收技术)空间分集、时间分集、频率分集目的：克服多径衰落(3) 、功率控制：目的：消除远近效应，保证收到的信号功率基本相同。原则：功率调小迅速，功率调大相对缓慢(4) 、语音编码技术目的：保持通信质量同时，尽可能降低数据传输速率 方法：可变速率码激励线形预测编码技术(Q-CELP(5) 、话音激活技术目的：在用户无信息瞬间，提高系统容量(6) 、同步技术目的：充分应用码的正交性，而减小可能的干扰。

4、(7) 、切换系统的切换包括：硬切换、软切换CDMA系统：小区/扇区切换采用软/更软切换切换是先接续再中断，服务质量高，有效减低掉话 其他无线系统：小区/扇区切换采用硬切换，切换是先中断再接续, 容易产生掉话3. CDMA的特点(1) 、覆盖范围大、语音质量高、绿色手机，覆盖半径是标准GSM勺2倍。覆盖1000 km2： GSM需要200个基站，CDMAR需50个基站。在相同覆盖条件下，基站数量大为减少，投资将相应减小。(2) 、频谱利用率高、网络规划简单、系统容量配置灵活。相同的频谱，CDMA 的容量是GSM勺5.5倍。(3) 、软切换：减少掉话，(4) 、软容量：负荷系统均衡，用户数目和服

5、务质量之间可以相互折中，灵 活确定。小区的呼吸功能：各小区的覆盖大小是动态的，通过调整小区的导频发 射功率，使相邻小区负荷分担话务，相当于增加了容量。(5) 、抗干扰性和隐蔽性强，接收端输出信噪比是输入端信噪比的 G倍,既 干扰被降低至1/G,同时传输时频谱密度也被降低了 G倍，信号有一定的隐蔽性。(6) 、抗衰落性能好，扩频后的信号是宽带的，它能起到频率分集的作用。(7) 、保密性好，用伪随机码进行扩展频谱调制，相当于给信号带上了伪装。4.移动交换中心(MSC , MSC是CDMA网络的核心。(1) 对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能。(2) 是CDMA网和其他网络之间

6、的接口。(3) 每个MSC还完成GMSC勺功能。(4) 每个MSC还完成SSP的功能。MSC从三种数据库，拜访位置寄存器(VLR、归属位置寄存器(HLR和鉴 权中心(AUC中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之， MSCB据其最 新数据更新数据库。四、实验结果及分析ZXC10系列产品组网示意图CDMA蜂窝移动通信系统网络结构图(电路域)移动交换子系统MSS内部接口如下图所示:I IBTS -BSC: MSCMS胴部及CDM系统与PSTN之间的协议TIPrsupMAPBSSAPTCAPSCCPMTP应用于CDMA系统的7廿信令协反层TUP电话用户部分BSSAP : BSS应用部分ISUP:

7、ISDN用户部分 SCCP :信令连接控制部分MAP移动应用部分MTP :消息传递部分TCAP事务处理应用部分机架单板扌非列图1J47t¥1»estA疋1S寸23313B丹 R SD ITI T1 H1D T|if |lC T |lD T - ri口1 PD1 I T|l T1DI IT1 T1D iIK?罪屈3Tn*ft '豎奇utB管te鼻X世TMPW F aP T11口 TIP noT l>a TfT naiA s |!a S n a|! G9i aS n O客 k gS1£3s1 a1N3.3-ETs3EHn口Id.119低IFVTH3121

8、z?13-39Zi*WRKs ME MM PM E3-oMC ou匚 oMMa oMC jq mJoMLMo-MbMo"= QMEDm'QFlH|J3ABi曇TanPuIBw-K-i-s31Z7233H*KP uw b aF <D iIFHi|iF1FiFDnlF-DiF D iiF o1些 r u N.¥匸£AlDHO OhE> kD1D kD kDIQCriD1DIg串4曲曙J冷*-P*IB*to6童N兀p wHrDi T1c T1D T |ic t i<D T iiE>T*TI tD1 ID TID T1DTVO TID1V3

9、-d.S-BJBa£tfBId1)5Vt3a石'型3329任PUUP >H Br*T1T1T i<0 T hn T l<aTII&IIaT1D TIip T hdTl>r? TIIP T ftIIpaTQ T i五、实验总结通过此次实验，了解了 ZXC10-CDM的硬件架构，熟悉ZXC10-CDM的机柜 硬件描述，熟悉了 ZXC10-CDMM S（机柜中语音、消息和信令流程所经过的单板。实验二QAM调制与解调一、实验目的1. 掌握QA碉制方式的原理和特点；2. 利用Matlab实现移动通信中的QA碉制方式；3. 巩固和加深QAM1论知识的理解，

10、增强分析问题解决问题的能力;、实验内容1. 结合理论课讲解的QAM原理利用Matlab语言编程实现;2. 观察基带信号和解调信号波形；3观察已调信号频谱图；4. 分析调制性能和参数的关系；5. 用简要的文字描述实验感受。三、实验原理及过程2.1 QAM调制原理QA( Quadrature Amplitude Modulation):正交振幅调制。其映射过程为： 将输入的比特信号按所需的 QAM信号来进行M阶映射，分别映射为IQ两路， 成为复数符号信息。QAM调制技术采用振幅和相位进行联合调制，因此单独的使用其中的一种调制，就会演变成其他的调制方式。对于振幅调制而言5，其主 要作用是控制载波的振

11、幅大小，因此信号的矢量端点在一条轴线上分布； 对于相 位调制而言，其主要作用是控制载波相位的变化，因此其信号的矢量端点在圆上 分布。QAM信号阶数不断提高，信号矢量点之间的距离就会变小，因此噪声容限也会变小，在判决的时候就很容易发生错误。2.2 QAM解调原理及方法利用正交相干解调器，解调器输入端的已调信号与本地恢复的两个正交载波 相乘，经过低通滤波器输出两路多电平基带信号X(t)和丫(t),用门限电平为(L-1)的判决器判决后，分别恢复出两路速率为Rb/2的二进制序列，最后经过并 /串变换器将两路二进制序列组合为一个速率为Rb的二进制序列。下图为正交振幅调制解调原理框图：四、实验结果及分析编

12、程实现16QAMM制x=ra ndi nt(n ,1);产生一个n=1000的随机信号，画出该序列(1 : 50)的时域波形如下图x4=reshape(x,k,le ngth(x)/k);xsym=bi2de(x4.','left-msb');将原始的二进制比特序列每四个一组分组并排列成k行len gth(x)/k列的矩,将矩阵转化为相应的16进制信号序列i* -iy.：r.ihfti-ji.-.- t:y=modulate(modem.qammod(M),xsym);令M=16用QAM调制器对信号进行16QAM调制，星座图如下Scalar plot1-0 1 e還 p

13、eno*100*1000-1 100*0001101*1001-1 101*0010*1010*11100011*0111*1011*111"yn=awg n( y,s nr,'measured');h=scatterplot(y n,samp,0,'b.');加入高斯白噪声，经过信道后接收到的含白噪声的信号星座图如下a>rwuencs5 4 3 2 10*含嘆声接收信号 + 不含噪戸信号.gjh M> A 去 wF<< 蓦*ln-Ph?FPyd=demodulate(modem.qamdemod(M),y n);z=de2bi

14、(yd,'left-msb');z=reshape(z.', nu mel(z),1');此时解调出来的是16进制信号，转化为对应的二进制比特流，解调后的序 列如下图五、实验总结此次实验利用MATLAB!成环境下的M文件，编写程序来实现16QAM勺调制 解调，并绘制出原始信号，调制后的星座图，叠加噪声时的星座图及解调后的序 列。通过此次实验，进一步了解了 QAMM制与解调原理，加深了关于正交调幅方 面的理论知识，加强了 MATLA软件的操作能力，对以后的实验操作打下了基础。附录：源程序代码clear;clc;M=16;xlabel('比特序列')

15、;ylabel('信号幅度');x4=reshape(x,k,le ngth(x)/k);%分组，并排列成k行length(x)/k xsym=bi2de(x4.','left-msb'); figure;stem(xsym(1:50); title('16 进制随机信号');xlabel('信号序列');ylabel('%将原始的二进制比特序列每四个一组列的矩阵将矩阵转化为相应的16进制信号序列画出相应的16进制信号序列信号幅度'）;k=log2(M);n=100000;%比特序列长度samp=1;%过采

16、样率x=ra ndi nt(n ,1);%生成随机二进制比特流stem(x(1:50),'filled');%画出相应的二进制比特流信-title（' 二进制随机比特流'）;y=modulate(modem.qammod(M),xsym); % 用 16PSK调制器对信号进行调制 scatterplot(y);%画出16PSK言号的星座图text(real(y)+0.1,imag(y),dec2b in( xsym);假设 Eb/No=15db信噪比加入咼斯白噪声经过信道后接收到的含白噪声的信号axis(-5 5 -5 5);EbNo=15;snr=EbNo+1

17、0*log10(k)-10*log10(samp); % yn=awg n( y,s nr,'measured');%h=scatterplot(y n,samp,0,'b.');%星座图hold on;scatterplot（y,1,0,'k+',h）; %加入不含高斯白噪声的信号星座图title（'接收信号星座图'）;legend（'含噪声接收信号','不含噪声接收信号'）;axis(-5 5 -5 5);hold off;eyediagram(y n,2);%眼图yd=demodulate(m

18、odem.qamdemod(M),yn);%此时解调出来的是 16 进制信号 z=de2bi(yd,'left-msb');%转化为对应的二进制比特流z=reshape(z.' ,nu mel(z),1');stem(z(1:50),'filled');%画出相应的二进制比特流信号title('解调后二进制随机比特流');xlabel('比特序列');ylabel(' 信号幅度');nu mber_of_errors,bit_error_rate=biterr(x,z) %计算误码率M=16;实验三

19、GMSK调制与解调一、实验目的1. 掌握GMS调制方式的原理和特点；2. 利用Matlab实现移动通信中的GMS调制方式；3. 巩固和加深GMS理论知识的理解，增强分析问题解决问题的能力;、实验内容1. 结合理论课讲解的GMS原理利用Matlab语言编程实现;2. 观察基带信号和解调信号波形；3. 观察已调信号频谱图；4. 分析调制性能和参数的关系；5. 用简要的文字描述实验感受。三、实验原理及过程3.1 GMSK基本原理及调制GMS基本原理是基带信号先经过调制前高斯滤波器成形,再进行MSK调制。 最小频移键控(MSK)是一种二进制数字调频,它的调制系数为0.5。MSK具有以下 优点：恒定的包

20、络、相对稳定的窄带、具有相干检测能力。MSK可以有频率调制FM直接产生。然而它不能严格满足对于 SCPC移动无线电的带外辐射的要求。在 1979年日本国际电报电话公司电气通信实验室提出了调制前高斯滤波的MSK也就是GMSK在MSK前加一高斯低通滤波器，由于成形后的高斯脉冲包络无陡峭边 沿，也无拐点，经调制后的已调波相位路径在 MSK基础上进一步得到平滑。GMSK 调制器原理方框图如图。调制指数为0-5图3-1 GMSK调制器原理方框图为了使输出频谱密集,调制前LPF应当具有以下特性：(1)窄带和尖锐的截止；(2)脉冲响应过冲量小；(3)保持滤波器输出脉冲响 应曲线下的面积对应于n/ 2的相移。

21、其中条件(1)是为了抑制高频分量；条件 (2)是为了防止过大的瞬时频偏；条件(3)是为了使调制指数为1? 2。高斯滤波器的频率传输函数为：H(f)=exp滤波器的脉冲响应函数：h(t)= exp-F面分析MSK勺原理，其结构原理如图3-2图3-2 MSK结构原理图3-2为MSK调制器的基本原理图，一般的 MSKM制器包括四部分电路：数据处理、定时与载波产生、加权波形形成和I , Q信道的正交调制器。Gauss滤波器的传输函数为：H(f)=exp -，经过傅立叶变换可得其单位冲击响应为h(t)= exp-脉冲响应呈典型的Gauss分布，当其输入端有 脉 冲输入时，输出端产生高斯型输出响应(钟型曲

22、线如图1)。经过高斯滤波后的数 据波形具有如下几个特点：已经抑制了不需要的高频信号分量，从而使得带宽 变窄而带外截止尖锐；过冲量较小，不会对调制器产生不必要的瞬时频偏。 因 此采用高斯滤波器作为预调制低通滤波是比较适合的。但是当输入一个脉冲宽度 为Tb的方波时，其响应输出被展宽，这样一个宽度为Tb的脉冲输入时，其输出 将影响前后各一个码元的响应，当然它也受到前后两个码元的影响。也就是说， 输入原始数据在通过Gauss型滤波器后，已不可避免地引入了码间干扰。有意引 入可控的码间干扰，以压缩调制信号的频谱，解调时利用预知前后码元的相关性， 仍可以准确的进行解调判决，这就是所谓的部分响应技术。GMS

23、K就是利用了这种部分响应技术，它是一个有记忆系统。图3-3 Gauss滤波器单位脉冲相应（BT为调制系数）在GMS无线通信系统中，调制过程分为 Gauss调制预滤波和FM调制，相 应的解调过程分为FM解调和GMS解调，FM解调完成调频信号到Gauss波形的 变换，GMS解调完成Gauss波形到数字波形的变换。GMS信号的解调可以用正 交相干解调电路。在相干解调中最为重要的是相干载波的提取， 这在移动通信的 环境中是比较困难的，因而采用差分解调和鉴频器解调等非相干解调。 原理如图 2-4 示：中頡滤迟延Tt»n/2 +H 楼LPF> 亠取持 判快图2-4差分解调四、实验结果及分析

24、根据GMS的调制原理框图（图3-1 ）以及解调原理框图（图3-4），我们可 以利用MATLA进行仿真，仿真结果如下（仿真代码见附录）五、实验总结通过本次实验，可以知道由于高斯滤波器的作用，GMSK言号的功率谱密度非常平滑，而MSK言号的功率谱密度则有较大的旁瓣。结果显示随BT值的减小， GMSI信号的功率谱密度衰减速度明显加快，而当BT增大时，其谱密度逐渐向MSK 信号的谱密度靠近。当BT取值为无穷大时，GMSI就退化为MSK通常在码元宽 度一定的情况下，滤波器的等效带宽B越大，基带信号经滤波后损失的能量就越 小，已调波就会越接近 MSK言号，也就是说，BT值越小，GMS信号的频谱利用 率就越

25、咼。附录：源程序代码（重要部分）淤制调制波形 00101010Ak=0 0 1 0 1 0 1 0;%产生8个基带信号Ak=2*Ak-1;每码元对应的载波信号码元扩展码元扩展码元扩展gt=on es(1,B_sample);%Akk=sigexpa nd(Ak,B_sample); % temp=c on v(Akk,gt);%Akk=temp(1:le ngth(Akk);% tt=-2.5*Tb:Dt:2.5*Tb-Dt;%g(t)=Q2*pi*Bb*(t-Tb/2)/sqrt(log(2)-Q2*pi*Bb*(t+Tb/2)/sqrt(log(2);%Q(t)=erfc(t/sqrt (

26、2)/2;gausst=erfc(2*pi*Bb*(tt-Tb/2)/sqrt(log (2) )/sqrt(2)/2-erfc(2*pi*Bb*(tt+Tb/2)/sqrt(log (2) )/sqrt (2) )/2;J_g=zeros(1,length(gausst); %使 J_g 的长度和 Gausst 的一样for i=1:le ngth(gausst)if i=1J_g(i)=gausst(i)*Dt;elseJ_g(i)=J_g(i-1)+gausst(i)*Dt;en d;en d;J_g=J_g/2/Tb;灿算相位AlphaAlpha=zeros(1,le ngth(Akk

27、);k=1;L=0;for j=1:B_sampleJ_Alpha=Ak(k+2)*J_g(j);Alpha(k-1)*B_sample+j)=pi*J_Alpha+L*pi/2;en d;k=2;L=0;for j=1:B_sampleJ_Alpha=Ak(k+2)*J_g(j)+Ak(k+1)*J_g(j+B_sample);Alpha(k-1)*B_sample+j)=pi*J_Alpha+L*pi/2;en d;k=3;L=0;for j=1:B_sampleJ_Alpha=Ak(k+2)*J_g(j)+Ak(k+1)*J_g(j+B_sample)+Ak(k)*J_g(j+2*B_s

28、ample);Alpha(k-1)*B_sample+j)=pi*J_Alpha+L*pi/2;en d;k=4;L=0;for j=1:B_sampleJ_Alpha=Ak(k+2)*J_g(j)+Ak(k+1)*J_g(j+B_sample)+Ak(k)*J_g(j+2*B_sample)+Ak(k-1)*J_g(j+3*B_sample);Alpha(k-1)*B_sample+j)=pi*J_Alpha+L*pi/2;en d;L=0;for k=5:B_ nu m-2if k=5L=0;elseL=L+Ak(k-3);en d;for j=1:B_sampleJ_Alpha=Ak(k

29、+2)*J_g(j)+Ak(k+1)*J_g(j+B_sample)+Ak(k)*J_g(j+2*B_sample)+Ak(k-1)*J_g(j+3*B_sample)+Ak(k-2)*J_g(j+4*B_sample);Alpha(k-1)*B_sample+j)=pi*J_Alpha+mod(L,4)*pi/2;en d;en d;k=B_ nu m-1;L=L+Ak(k-3);实验四移动通信信道建模一、实验目的1. 熟悉信道衰落对移动通信系统性能的影响；2. 掌握移动多径信道特性及信道模型；3. 掌握不同信道衰落条件下对传输信号误码率的影响;二、实验内容1.结合理论课讲解基于 Matla

30、b建立不同信道模型：高斯信道、Rayleigh信 道，Recian信道及多径衰落信道模型；2. 给出QAM/GMSKQPSK调制方式下在上述信道模型下的误码率性能分析, 分析比较两种调制方式的优缺点；3. 分析信道参数、信噪比对误码率性能的影响；4. 用简要的文字描述实验感受。三、实验原理及过程1. 高斯信道模型高斯信道常指加权高斯白噪声（AWG）信道。这种噪声假设为在整个信道带 宽下功率谱密度（PDF为常数，并且振幅符合高斯概率分布。用于描述恒参信 道，例如卫星通信，光纤信道，同轴电缆等等2. 瑞利分布模型在移动无线信道中，瑞利模型是常见的用于描述平坦衰落信号或独立多径分 量接收包络统计时变

31、特性的一种经典模型。 瑞利分布的概率密度函数（pdf）为:I r r1八 T期A>0卩卩）彳沪莎其中，是包络检波之前的接收信号包络的时间平均功率。R的相位9 服从0到2 n之间的均匀分布，即则接收信号包络不超过某特定值R的累计概率分布函数（CDF为:F何訓吧陆Q伸“-瞅-3、Ricean 模型当接收端存在一个主要的静态（非衰落）信号时，如 LOS分量（在郊区和 农村等开阔区域中，接收端经常会接收到的）等，此时接收端接收的信号的包络 就服从莱斯分布。在这种情况下，从不同角度随机到达的多径分量迭加在静态的 主要信号上，即包络检波器的输出端就会在随机的多径分量上迭加一个直流分量。 当主要信号分

32、量减弱后，莱斯分布就转变为瑞利分布。莱斯分布的概率密度函数 为：|o其中C是指主要信号分量的幅度峰值，（）是0阶第一类修正贝赛尔函数。为了更好的分析莱斯分布，定义主信号的功率与多径分量方差之比为莱斯因子K，则K的表达式可以写为：莱斯分布完全由莱斯因子K决定。图3-2所示为莱斯模型的概率密度函数曲线图>.8o.is4. 多径衰落信道模型多径衰落信道模型假设，信宿接收的信号是发送信号经过多条路径传输后信 号的叠加结果。其中每条传输路径信号具有独立的信号幅度、延迟。因此，接收 信号可表示为：r(0 = y(f-r, ©) 式中，n对应第n条路径；g(t)为信号包络； 为第n条路径在t

33、时刻的延迟； 叫八嵐为 WLm、载波角频率，表示接收信号的等效基带信 号，记为Z(t) o四、实验结果及分析1. QAM/GMS(QPSK调制方式下在高斯信道模型下的误码率 QPSK_bit_err_prb(i)=QPSK(SNRi ndB(i); % QPSK 误码率 QAM err prb(i)=QAM 16(SNRindB(i);% 16QAM 误码率信号在咼斯信道下的误码率DRJB率特比误观察图可知信噪比越大，QAM/GMSKQPSK调制方式下在高斯信道模型下的 误比特率越小，在相同的信噪比下，QPSK比16QAM调制方式下的误比特率更小， 所以在AWG信道中，QPSI调制方式的性能比

34、16QAMS好。2. QAM/GMS(QPSK调制方式下在瑞丽信道模型下的误码率QPSK_pb_rayleigh(i)=QPSKrayleigh(SNRi ndB(i); %QPSK 在瑞丽平 坦信道误码率QAM_16_pb_rayleigh(i)=QAM_16_rayleigh(SNRi ndB(i); %计算瑞丽平坦信道误码率chan=ricianchan( 1/fs,fd,k);%生成 Rayleigh 衰落信道1010DRJB率特比误1QPSK瑞丽信道误码率-T 16QAM瑞丽信道下误码率-.一信号在平坦瑞丽信道下的误码率1010信噪比SNR观察图可知信噪比越大，QAM/QPS调制方式

35、下在瑞丽信道模型下的误比特 率越小，在相同的信噪比下， QPSK比 16QAM调制方式下的误比特率更小，所以 在瑞丽信道中，QPS调制方式的性能比16QAME好。3. QAM/GMSK(QPSK调制方式下在多径衰落信道模型下的误码率QAM_16_pb_3way(i)=QAM_16_3way(SNRindB(i); % 计算瑞丽多径信道误 码率QPSK_pb_3way(i)=QPSK3way(SNRi ndB(i); %QPSK 在瑞丽多径信道误 码率chan=ricianchan(1/fs,fd,k,tau,pdb,0.7*fd);%生成 Rayleigh衰落多径信道10010DRJB率特比误

36、h1QPSK莱斯信道误码率-T 16QAM莱斯信道下误码率-L-一一一二一，/_信号在莱斯信道下的误码率1010信噪比SNR观察图可知信噪比越大，QPSK调制方式下在多径衰落信道模型下的误比特 率在附近波动，而 QAM调制方式下的误比特率减小，在相同的信噪比下，16QAM：匕QPS调制方式下的误比特率更小，所以在多径衰落信道中，16QAM调制 方式的性能比QPSKE好。4.QAM/GMSKQPSK调制方式下在莱斯信道模型下的误码率信号在多径瑞丽信道下的误码率-0.3-0.31-0.32-0.34-0.35DRJB率特比误10101010101 16QAM多径信道下误码率-QPSK多径信道误码率

37、-0.33106 8信噪比SNR101214五、实验总结本次实验的重点是基于MATLAB勺QAM/QPS调制在高斯信道、Rayleigh信 道，Recian信道及多径衰落信道中的平均误码率性能的设计和仿真。并对以上 信道进行了简介与分析，最后根据 QAM/QPS在以上信道下的误码率性能编写了 程序并通过仿真得到了误码率曲线。通过本次实验，我更详细地了解高斯信道、 Rayleigh信道，Recian信道及多径衰落信道模型的工作原理。实验发现信号在 以上几种信道中，误码率随着信噪比的增大而下降，信号在不同的调制方式下误 码率也不一样。附录：源程序代码(重要部分)SNRi ndB=0:1:10;%信

38、噪比for i=1:le ngth(SNR in dB),QPSK_bit_err_prb(i)=QPSK(SNRi ndB(i); % QPSK误码率QAM_err_prb(i)=QAM_16(SNR in dB(i);% 16QAM误码率计算瑞丽多径信道误码率在瑞丽多径信道误码率for i=1:le ngth(SNRi ndB),QAM_16_pb_3way(i)=QAM_16_3way(SNRi ndB(i); %QPSK_pb_3way(i)=QPSK3way(SNR in dB(i);%QPSK for i=1:le ngth(SNR in dB),QPSK_pb_rayleigh(

39、i)=QPSKrayleigh(SNR in dB(i);%QPSK在瑞丽平坦信道误码率%QAM 16 pb rayleigh(i)=QAM 16 rayleigh(SNRindB(i); %计算瑞丽平坦信道误码率for i=1:N,qam_sig(i,:)=mapp in g(dsource(i),:);en d;% received sig nalfor i=1:N,n (1) n(2)=g ngauss(sgma);r(i,:)=qam_sig(i,:)+n;en d;% detect ion and error probability calculati onnumoferr=0;fo

40、r i=1:N,% Metric computati on follows.for j=1:M,metrics(j)=(r(i,1)-mapp in g(j,1)A2+(r(i,2)-mappi ng(j,2)A2;en d;min_metric decis = min( metrics);if (decis=dsource(i),num oferr =num oferr+1;en d;en d;p=num oferr/(N);for in dx=1:le ngth(s nr_in _dB)sigma=sqrt(spow/(2*s nr(in dx);%根据符号功率求噪声功率fadesig=f

41、ilter(cha n,x); %16QAM通过瑞丽信道rx=fadesig+sigma*(ra ndn (1,le ngth(x)+j*ra ndn (1,le ngth(x);%加入高斯白噪声y=in tdump(rx ,n samp);%相关y=qamdemod(y,M);%16QAM解调decmsg=graycode(y+1); %Gray逆映射err,ber(i ndx)=biterr(msg,decmsg,log2(M);%16QAM信号误比特率endpb_3wayrayleigh=ber;%误比特率返回值实验五GOLD序列、实验目的1. 了解PN序列的相关知识2. 掌握GOLD序

42、列的产生原理及特点;、实验内容1、结合理论课讲解基于Matlab产生任意长度的GOL序列;2、绘制特定GOL序列自相关、互相关特性曲线；3、用简要的文字描述实验感受。三、实验原理及过程1、伪随机序列工程上常用二元0,1序列来产生伪噪声码。它具有如下特点： 每一周期内“ 0”和“ 1”出现的次数近似相等。每一周期内，长度为n比特的游程出现的次数比长度为n+1比特的游程出现的 次数多一倍。（游程是指相同码元的码元串）序列具有双值自相关函数，即：彳- 1当.=0(4.1-1 )-育在（4.1-1 ）式中，p为二元序列周期，又称码长，k为小于p的整数，t为码 元延时。2、m序列二兀m序列是一种基本的伪

43、随机序列，有优良的自相关函数，易于产生和复 制,在扩频技术中得到了广泛的应用。长度为2n-1位的仃序列可以用n级线性移位 寄存器来产生。如图4.1-1所示：仃序列的特性如下（1）在每一周期p= 2n-1内，“ 0”出现2n T-1次，“ 1 ”出现21次，“1 ”比“ 0 ” 多出现一次。（2）在每一周期内共有2n1个元属游程，其中“ 0”的游程和“ 1”的游程数目各占一 半。并且，对n>2,当 K k < n-1时，长为k的游程占游程总数的1/ 2k，其中“ 0”的游程和“1”的游程各占一半。长为 n - 1的游程只有一个，为“ 0”的游 程；长为n的游程也只有一个，为“1”的游

44、程。（3）n序列（al与其位移序列（ak_.）的模二和仍然是m序列的另一位移序列（ak_），即：3k ? _ ak_.T（4）m序列的自相关函数为:1 当=0 mod p R(.当modp(4.1-2 )3、Gold序列虽然m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作CDMA码分多址）通信的 地址码时，其主要问题是由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少， 对于多址应用来说，可用的地址数太少了。而Gold序列具有良好的自、互相关特 性，且地址数远远大于m序列的地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到了 广泛的应用。Gold序列是m序列的复合码，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列

45、优选对模二和构成的。其中m序列优选对是指在m序列集中，其互相关函数最大值 的绝对值最接近或达到互相关值下限（最小值）的一对 m序列。这里我们定义优 选对为：设A是对应于n级本原多项式f （x）所产生的m序列，B是对应于n级本原 多项式g（x）所产生的m序列，当他们的互相关函数满足：2 2 +1Ra,b(k)| 才2呼1弦丁 +1n为奇数n为偶数，n不是4的整数倍数(4.1-3)则f （x）和g（x）产生的m序列A和B构成一对优选对。在Gold序列的构造中，每改变两个m序列相对位移就可得到一个新的Gold序 列。当相对位移2n1比特时，就可得到一族（2n 1）个Gold序列。再加上两个 m序列，

46、共有（2n+1）个Gold序列。由优选对模二和产生的Gold族2n1个序列 已不再是m序列，也不具有m序列的游程特性。但Gold码族中任意两序列之间互相 关函数都满足（4.1-3 ）式。由于Gold码的这一特性，使得码族中任一码序列都 可作为地址码，其地址数大大超过了用 m序列作地址码的数量。所以Gold序列在 多址技术中得到了广泛的应用。产生Gold序列的结构形式有两种，一种是串联成级数为2n级的线性移位寄存 器；另一种是两个n级并联而成。图4.1-2和图4.1-3分别为n=6级的串联型和并*6*652联型结构图。其本原多项式分别为：fx=x x Jgx=x x x x 1。图4.1-2 串

47、联型Gold序列发生器图4.1-3 并联型Gold序列发生器Gold序列的自相关特性见图4.1-4 。图4.1-4 Gold 序列的自相关特性四、实验结果及分析1、m序列的自、互相关性1210m序列互相关性-200 20 k2、gold序列的自、互相关性Gold序列互相关性40-20020403、gold序列的相关性五、实验总结这次设计使我能很好的综合运用自己所学的知识解决一些问题，在面对自己不懂的问题时能逐步分析并最后解决这些问题，对我以后的学习起到了抛砖引玉的作用，促使以后能不断的进步。附录：源程序代码clear;fb1 = in put(' 请输入第一个本原多项式所对应的反馈连接

48、形式：')；fb2 = in put(' 请输入第二个本原多项式所对应的反馈连接形式：')；mseq = m_se nquen ce(fb1);mseql = mseq;mseq = m_se nquen ce(fb2);mseq2 = mseq;N = 2Ale ngth(fb1)-1;for shift_amou nt=0:N-1shift_mseq2 = mseq2(shift_am oun t+1:N) mseq2(1:shift_am oun t);goldseque nce(shift_am oun t+1,:)=mod(mseq1+shift_mseq2,

49、2); en d;goldseque neestairs(goldseque nce(1,:);axis(0 35 -0.5 1.5);实验六基于GOL序列的DSSS仿真一、实验目的1、了解香农定理三要素特点；2、掌握DSSSM理与特点；3、掌握GOL序列的特点；4、了解基于GOLD?列的DSSS%干扰性优势；二、实验内容1、结合理论课讲解基于 Matlab产生GOLD?列；2、基于Matlab仿真DSSS绘制GOLD序列自相关、互相关特性曲线；绘制 DSSS信号时域、频域曲线；3、分析不同信道条件下DSSS系统的误码率性能；4、用简要的文字描述实验感受。三、实验原理及过程1、Gold序列m序列序列的长度N越大，其自相关特性越接近白噪声的自相关特性（S函 数），即接近于零，这样，序列和其自身的时间偏移就很容易区分，这对扩频通 信是十分有利的。m序列的性能非常接近理想的伪随机序列，有很好的自相关特 性，且产 生m序列的方法简单易行，受到人们的重视和应用。但在CDMA1信系统中，伪随机序列的互相关特性与自相关特性同样重要。理想情况的互相关特 性是各用户的伪随机序列相互正交（互相关为零），如果同周期的不同m序列之 间存在较大的互相关峰值，如果直接用不同的m序列作为扩频地址码来区分用户， 则会产生很大的多址干扰，无法保证系统的通信质量。G