移动通信实验报告.docx

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移动通信实验报告

实验一交织编码的仿真实现

一、实验目的

熟悉并掌握交织码纠错的工作原理,利用systemview仿真软件设计并建立交织编码纠错的系统图,了解利用仿真模拟软件进行系统分析的基本方法,能够利用仿真软件分析交织编码系统是如何纠正突发错误的。

二、实验任务要求

（1）进一步熟悉systemview仿真软件的基本操作步骤.

（2）设计并建立交织编码仿真电路

（3）掌握利用仿真软件分析系统的基本方法

（4）了解交织编码纠正突发错误的过程

三、实验原理

实验原理图

四、实验步骤

第1步：

进入SystemView系统视窗，时间设置：

点击

进行时间设置“时间窗”参数如下：

1运行时间：

StartTime:

0秒；StopTime:

16.383秒；

2采样频率：

SampleRate=1000Hz。

第2步：

在SystemView系统窗下，创建的仿真分析系统。

系统图（信源、编码、交织）如图所示。

仿真系统中各图符块的参数设置情况参见下表：

编

号

图符块属性

（Attribute）

类型

（Type）

参数设置

（Parameters）

0

Source

Noise/PN--PNSeq

Ampiltude=1v,Rate=10Hz,Phase=0deg,No.levels=2

1

Common

Encode/Decode--BlkCoder

Golay（23,12,3）,Threshold=500e-3v,Offset=0bits,BitsorSymbols,CodeLengthn=23,InfoBitsk=12,Correctt=3

2

Common

Fitters/Data--Interleave

Mode=Interleave,Rows=23smpls,Columns=23smpls

3

Common

Fitters/Data--Interleave

Mode=De-Interleave,Rows=23smpls,Columns=23smpls

4

Common

Encode/Decode--BlkdCoder

Golay,CodeLengthn=23,InfoBitsk=12,Correctt=3,Threshold=500e-3v,Offset=0bits

5

Sink

Analysis

--

6

Operator

Sample/Hold--ReSample

SampleRate=100Hz

7

Sink

Analysis

--

8

Sink

Analysis

--

9

Operator

Delay

Non-Interpolating,Delay=?

sec,

10

Adder

11

Source

Periodic--PulseTrain

Amp=2v,Freq=1Hz,PulseW=100e-3sec,

Offset=0v,Phase=0deg

12

Operator

Sample/Hold--ReSample

Rate=191.666667Hz

第3步：

创建完仿真系统后，单击运行按钮，在分析窗口观察并记录输入输出波形。

第4步：

将输入输出波形放入同一窗口，观察系统延时时间。

将鼠标放在延时处，屏幕右上角可看到时间

延迟5.72s

第5步：

在仿真系统中加入延时模块如图，加入延时后观察并记录输入输出波形图

我们可以发现加上延迟之后的波形一致

第6步：

在仿真系统中加入突发干扰源电路如图

加入干扰源后观察并记录输入输出波形图

第7步：

修改突发干扰源参数，突发干扰源的脉宽100ms改为150ms（PulseW=150e-3sec）后观察并记录输入输出波形图。

五、结果分析

第一次码段通过交织解交织等过程，是波形有一定的延迟，加上一定的延迟之后使波形一致；当在仿真系统中加入突发干扰源之后我发现有些波形失真，加大突发干扰源的脉宽，输出波形较之输入波形变化更剧烈

六、结论

交织的原理是通过交织器把长突发错误分散到各个码字中，使每个接受码字中的错误个数很少，在码字的接错能力之内。

可以大大提高纠突发错误的能力，可使抗较短突发错误的码变成抗较长突发错误的码，使纠正单个突发错误的码变成能纠多个突发错误的码。

同时，我也初步学会systemview仿真软件的简单实用方法，对交织的原理有更加深刻的了解。

七、评语

实验二扩频通信的仿真

一、实验目的

掌握直接序列扩频原理；利用仿真软件搭建直接扩频系统，通过仿真分析了解直接扩频在抗干扰方面的优越性。

二、实验任务要求

1）设计并建立直接序列扩频系统电路图

a、无干扰的情况

b、加干扰的情况

2）掌握利用仿真软件分析系统的方法

3）配置仿真电路各元件的参数

4）分析直接序列扩频在抗干扰方面的优越性

三、实验原理

实验原理图

四、实验步骤

第1步：

进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数如下：

1运行时间：

StartTime:

0秒；StopTime:

6.666259765625e-3秒；

2采样频率：

SampleRate=2.4576e+6Hz。

第2步：

在SystemView系统窗下，创建的仿真分析系统如图所示。

仿真系统中各图符块的参数设置情况见表。

编

号

图符块属性

（Attribute）

类型

（Type）

参数设置

（Parameters）

0

Source

Noise/PN--PNSeq

Ampiltude=1v,Rate=19.2e+3Hz,Phase=0deg,No.levels=2,Offset=0v

1

Multiplier

Multiplier

--

2

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[1-3-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

3

Source

Periodic--PulseTrain

Amp=1v

Freq=1.2288e+6Hz

PulseW=406.901e-9sec

Offset=-500e-3v

Phase=0deg

4

Sink

Analysis

--

5

Sink

Analysis

--

第3步：

创建完仿真系统后，单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、并比较它们的频谱（扩频前后频谱在同一窗口显示）

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形如下图：

扩频前后频谱（黄色为输入信号波形频谱，绿色为扩频后输出波形频谱）

第4步：

计算扩频因子

输入信号频谱：

由上图知输入信号的带宽为19.2e+3Hz

输出波形频谱：

由上图知输出波形带宽为1.22835e+6Hz

扩频因子=输出波形带宽/输入信号带宽=1.22835e+6/19.2e+3

第5步：

改变扩频码频率Freq=614.4e+3Hz（原为1.2288e+6Hz）、计算扩频因子

（模块3

）

输出波形频谱：

输入信号频谱：

由上图知输入信号的带宽为9.6e+3Hz

输出波形频谱：

由上图知输出波形带宽为614.4e+3Hz

扩频因子=输出波形带宽/输入信号带宽=614.4e+3/9.6e+3=64

第6步：

单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、并比较它们的频谱（扩频前后频谱在同一窗口显示）

第6步：

回答问题：

与第3步比较频谱带宽发生了什么变化？

为什么？

答：

输入信号频谱带宽变小，输出波形频谱带宽变大

五、结论

接受机在收到发射信号后，首先通过伪码同步捕获电路来捕获发送来到伪码精确相位，并由此产生跟发送端的伪码相位完全一致的伪码相位，作为本地解扩信号，以便能够及时恢复出数据信息，完成整个直扩通信系统的信号接收。

抗多径干扰能力强

　　无线电波在传播的过程中，除了直接到达接收天线的直射信号外，还会有各种反射体（如大气对流层、  建筑物、高山、树木、水面、地面）等引起的反射和折射信号被接收天线接收。

反射和折射信号的传播时间比直射信号长，它对直射信号产生的干扰称为多径干扰。

多径干扰会造成通信系统的严重衰落甚至无法工作。

由扩频序列的自相关函数的特性知道。

当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时，相关器输出只为码长的倒数，故被很大程度地抑制掉。

六、评语

实验三直序扩频系统的仿真实现（直序扩频系统（扩频码同步、同码）解扩）

一、【实验步骤】

第1步：

进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数如下：

1.运行时间：

StartTime:

0秒；StopTime:

6.666259765625e-3秒；

2.采样频率：

SampleRate=2.4576e+6Hz。

第2步：

在SystemView系统窗下，创建的仿真分析系统如图所示。

仿真系统中各图符块的参数设置情况见表。

编

号

图符块属性

（Attribute）

类型

（Type）

参数设置

（Parameters）

0

Source

Noise/PN--PNSeq

Ampiltude=1v,Rate=9.6e+3Hz,Phase=0deg,No.levels=2,Offset=0v

1

Multiplier

Multiplier

--

2

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[1-3-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

3

Multiplier

Multiplier

4

Source

Periodic--PulseTrain

Amp=1v

Freq=1.2288e+6Hz

PulseW=406.901e-9sec

Offset=-500e-3v

Phase=0deg

5

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[1-3-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

6

Source

Periodic--PulseTrain

Amp=1v

Freq=1.2288e+6Hz

PulseW=406.901e-9sec

Offset=-500e-3v

Phase=0deg

7

Sink

Analysis

--

8

Sink

Analysis

--

9

Sink

Analysis

--

10

Operator:

Delays--SmplDelay

Delay=1samples

=52.0833e-6sec

Attribute=Passive

InitialCondition=0v

FillLastRegister

11

Operator:

Delays—

Delay

Non-Interpolating

Delay=0sec

12

Operator:

Delays—

Delay

Non-Interpolating

Delay=0sec

13

Operator

Fitters/Systems--LinearSysFilters

LowPassFIR

Fc=19.1939e+3Hz

DecimateBy1

QuantBits=None

Taps=99

Ripple=.1dB

InitCndtn=0

DSPModeDisabled

14

Sink

Analysis

--

滤波：

左侧元件库中Operator--Fitters/Systems—LinearSysFilters

进入设置，选择FIR——LowPass——Design选项。

根据下图进行设置

第3步：

创建完仿真系统后，单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、解扩后波形、滤波后输出波形（将输入及滤波后输出波形在同一窗口显示）、并比较它们的频谱（将扩频前后及滤波后频谱在同一窗口显示）

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、解扩后波形、滤波后输出波形

输入及滤波后输出波形在同一窗口显示

将扩频前后及滤波后频谱在同一窗口显示

第4步：

改变信道延时（模块12）参数Delay=8.1380208e-9sec。

单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、解扩后波形、滤波后输出波形（将输入及滤波后输出波形在同一窗口显示）、并比较它们的频谱（将扩频前后及滤波后频谱在同一窗口显示）

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、解扩后波形、滤波后输出波形

将输入及滤波后输出波形在同一窗口显示

扩频前后及滤波后频谱在同一窗口显示

第4步：

回答问题：

输入及滤波后输出波形一致吗？

为什么？

当系统中有延时（模块12参数Delay=8.1380208e-9sec）时，输出

波形较之输入波形有波动

第5步：

改变接收端延时（模块11）参数Delay=8.1380208e-9sec。

单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、解扩后波形、滤波后输出波形（将输入及滤波后输出波形在同一窗口显示）、并比较它们的频谱（将扩频前后及滤波后频谱在同一窗口显示）

第6步：

回答问题：

输入及滤波后输出波形一致吗？

为什么？

一致。

因为模块11和模块12都有延时，且延时时间相同，相当于没有延时，所以输入输出波形一致

第7步：

改变接收端PNGen（模块5）参数Seed=4。

单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、扩频码扩频后输出波形、解扩后波形、滤波后输出波形（将输入及滤波后输出波形在同一窗口显示）、并比较它们的频谱（将扩频前后及滤波后频谱在同一窗口显示）

第8步：

回答问题：

输入及滤波后输出波形一致吗？

为什么？

答：

不一致，接收端PNGen（模块5）参数改变了，直接影响接收信号

二、结论

直序扩频系统本身的抗干扰的能力与扩频增益成正比，抗干扰能力相对比较强。

在实验过程中要注意勿骄勿躁，要严谨的按照实验步骤操作。

三、评语

实验四扩频通信的抗干扰性仿真实现

一、实验步骤

第1步：

进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数如下：

1.运行时间：

StartTime:

0秒；StopTime:

6.666259765625e-3秒；

2.采样频率：

SampleRate=2.4576e+6Hz。

第2步：

修改仿真系统，在系统信号传输信道中加入干扰源模块12（GaussNoise高斯噪声）增益模块13如图，并设置参数（注意：

将接收端PNGen（模块5）参数改回Seed=5。

）

编

号

图符块属性

（Attribute）

类型

（Type）

参数设置

（Parameters）

11

Adder:

Adder:

12

Source:

Noise/PN—

GaussNoise

PwrDensity=813.802e-9W/Hz

System=1ohm

Mean=0vc

13

Operator

Gain/Scale--Gain

Gain=0dB

GainUnits=dBPower

第3步：

单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、滤波后输出波形

第4步：

在仿真系统输出端加入限幅模块14（Limiter）如图，并设置参数

编

号

图符块属性

（Attribute）

类型

（Type）

参数设置

（Parameters）

14

Function

Non/Linear—Limiter

MaxInput=±0v

MaxOutput=±1v

第5步：

单击运行按钮，观察并记录：

输入信号波形、滤波后输出波形

输入信号波形、滤波后输出波形、滤波后加上限幅模块的波形

第6步：

回答问题：

输入及滤波后输出波形一致吗？

为什么？

一致，滤波后的波形没有经过限幅的处理，使得脉冲在1的附近震荡，加上限幅模块之后输出与输入一致。

二、结论

经过此系统处理过的波形能够恢复其本身的波形，但是必须加上限幅模块。

直序列扩频在抗干扰性方面具有优越性，抗多径干扰能力强。

无线电波在传播的过程中，除了直接到达接收天线的直射信号外，还会有各种反射体（如大气对流层、建筑物、高山、树木、水面、地面）等引起的反射和折射信号被接收天线接收。

反射和折射信号的传播时间比直射信号长，它对直射信号产生的干扰称为多径干扰。

多径干扰会造成通信系统的严重衰落甚至无法工作。

由扩频序列的自相关函数的特性知道。

当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时，相关器输出只为码长的倒数，故被很大程度地抑制掉。

三、评语

实验五码分多址通信的仿真实现（CDMA扩频码正交减少2用户间干扰）

一、【实验步骤】

第1步：

进入SystemView系统视窗，设置“时间窗”参数如下：

3.运行时间：

StartTime:

0秒；StopTime:

6.666259765625e-3秒；

4.采样频率：

SampleRate=2.4576e+6Hz。

第2步：

修改仿真系统，在系统中加入用2模块如图（2用户共享同一频谱，通过扩频码区分信号），并设置参数

编

号

图符块属性

（Attribute）

类型

（Type）

参数设置

（Parameters）

0

Source

Noise/PN--PNSeq

Ampiltude=1v,Rate=19.2e+3Hz,Phase=0deg,No.levels=2,Offset=0v

1

Multiplier

Multiplier

--

2

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[1-3-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

3

Multiplier

Multiplier

4

Source

Periodic--PulseTrain

Amp=1v

Freq=1.2288e+6Hz

PulseW=406.901e-9sec

Offset=-500e-3v

Phase=0deg

5

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[1-3-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

6

Source

Periodic--PulseTrain

Amp=1v

Freq=1.2288e+6Hz

PulseW=406.901e-9sec

Offset=-500e-3v

Phase=0deg

7

Sink

Analysis

--

8

Sink

Analysis

--

9

Operator:

Delays--SmplDelay

Delay=1samples

=52.0833e-6sec

Attribute=Passive

InitialCondition=0v

FillLastRegister

10

Adder

Adder

11

Source

Noise/PN--PNSeq

Amp=1v

Offset=0v

Rate=19.2e+3Hz

Levels=2

Phase=0deg

12

Multiplier

Multiplier

--

13

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[2-7-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

14

Sink

Analysis

--

15

Operator:

Delays--SmplDelay

Delay=1samples

=52.0833e-6sec

Attribute=Passive

InitialCondition=0v

FillLastRegister

16

Comm:

Filters/data--Intg-Dmp

Impulse

IntgTime=52.0833333333333e-6sec

Offset=0sec

17

Operator:

Sample/Hold--Sampler

Interpolating

Rate=19.2e+3Hz

Aperture=0sec

ApertureJitter=0sec

18

Operator:

Sample/Hold--Sampler

Interpolating

Rate=19.2e+3Hz

Aperture=0sec

ApertureJitter=0sec

19

Multiplier

Multiplier

--

20

Comm:

Filters/data--PNGen

RegLen=16

Taps=[2-7-12-16]

Seed=5

Threshold=0

True=1

False=-1

21

Operator:

Sample/Hold--Sampler

Interpolating

Rate=19.2e+3Hz

Aperture=0sec

ApertureJitter=0sec

22

Sink

Analysis

--

23

Comm:

Filters/data--Intg-Dmp

Impulse

IntgTime=52.0833333333333e-6sec

Offset=0sec

24

Operator:

Sample/Hold--Sampler

Interpolating

Rate=19.2e+3Hz

Aperture=0sec

ApertureJitter=