西南交通大学通信工程实验报告Word文档格式.docx

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cp0=~cp0;

end

endmodule

随机码序列产生器（m序列）：

modulePN_Seq（clk,reset_n,dataout）;

inputclk;

inputreset_n;

outputdataout;

reg[7:

1]c;

always@（posedgeclkornegedgereset_n）

if（!

reset_n）

c<

=7'

b1001110;

else

c[7]<

=c[6];

c[6]<

=c[5];

c[5]<

=c[4];

c[4]<

=c[3];

c[3]<

=c[2];

c[2]<

=c[1];

c[1]<

=c[2]^c[3]^c[4]^c[7];

end

assigndataout=c[7];

差分编码器：

moduledif（clk,reset_n,in,out）;

inputin;

outputout;

reg[1:

0]o;

always@（posedgeclkornegedgereset_n）

if（!

reset_n）

o<

=1;

else

o<

=in^o;

end

assignout=o;

控制器：

moduleController（clk,reset_n,s,address,cp）;

inputreset_n;

inputcp;

inputs;

//相对码

output[4:

0]address;

reg[4:

0]address_data;

0]count;

regsign;

always@（posedgecp）

begin

if（s==0）

count<

=5'

b10000;

elseif（s==1）count<

=5'

b00000;

sign<

address_data<

elsebegin

if（sign==1）

=count;

=address_data+1'

b1;

if（address_data==32）

address_data<

assignaddress=address_data;

正弦波形查找表：

moduleLookUpTable（clk,reset_n,address,dataout）;

//正弦载波采样表

input[4:

output[7:

0]dataout;

0]LUT[0:

31];

if（!

reset_n）

begin

LUT[0]<

=128;

//用C编程计算出的查找表采样值填在这里

LUT[1]<

=152;

LUT[2]<

=176;

LUT[3]<

=198;

LUT[4]<

=218;

LUT[5]<

=234;

LUT[6]<

=245;

LUT[7]<

=253;

LUT[8]<

=255;

LUT[9]<

LUT[10]<

LUT[11]<

LUT[12]<

LUT[13]<

LUT[14]<

LUT[15]<

LUT[16]<

LUT[17]<

=103;

LUT[18]<

=79;

LUT[19]<

=57;

LUT[20]<

=37;

LUT[21]<

=22;

LUT[22]<

=10;

LUT[23]<

=2;

LUT[24]<

=0;

LUT[25]<

LUT[26]<

LUT[27]<

LUT[28]<

LUT[29]<

LUT[30]<

LUT[31]<

assigndataout=LUT[address];

3、功能仿真和时序仿真结果的波形

功能仿真：

时序仿真：

实验二MATLAB实验OFDM误码率仿真（AWGN）

一、实验目的：

1、掌握OFDM的基本原理。

2、掌握用Matlab搭建OFDM系统的基本方法

3、用MATLAB进行OFDM系统在AWGN信道下误码率分析。

1.所有程序完整的源代码（.m文件）以及注释。

2.仿真结果。

对于所有的图形结果（包括波形与仿真曲线等），将图形保存成.tif或者.emf的格式并插入word文档。

1、所有程序完整的源代码（.m文件）以及注释：

%16QAM的调制函数

function[complex_qam_data]=qam16（bitdata）

%modulationof16QAM,modulatebitdatato16QAMcomplexsignal

X1=reshape（bitdata,4,length（bitdata）/4）'

;

d=1;

%mindistanceofsymble

fori=1:

length（bitdata）/4;

forj=1:

4

X1（i,j）=X1（i,j）*（2^（4-j））;

source（i,1）=1+sum（X1（i,:

））;

%converttothenumber1to16

mapping=[-3*d3*d;

-d3*d;

d3*d;

3*d3*d;

-3*dd;

-dd;

dd;

3*dd;

-3*d-d;

-d-d;

d-d;

3*d-d;

-3*d-3*d;

-d-3*d;

d-3*d;

3*d-3*d];

fori=1:

length（bitdata）/4

qam_data（i,:

）=mapping（source（i）,:

）;

%datamapping

complex_qam_data=complex（qam_data（:

1）,qam_data（:

2））;

%16QAM的解调函数。

function[demodu_bit_symble]=demoduqam16（Rx_serial_complex_symbols）

%将得到的串行16QAM数据解调成二进制比特流

complex_symbols=reshape（Rx_serial_complex_symbols,length（Rx_serial_complex_symbols）,1）;

complex_mapping=complex（mapping（:

1）,mapping（:

length（Rx_serial_complex_symbols）;

16;

metrics（j）=abs（complex_symbols（i,1）-complex_mapping（j,1））;

[min_metricdecode_symble（i）]=min（metrics）;

%将离某星座点最近的值赋给decode_symble（i）

decode_bit_symble=de2bi（（decode_symble-1）'

'

left-msb'

demodu_bit_symble=reshape（decode_bit_symble'

1,length（Rx_serial_complex_symbols）*4）;

%加窗函数

function[rcosw]=rcoswindow（beta,Ts）

%定义升余弦窗，其中beta为滚降系数，Ts为包含循环前缀的OFDM符号的长度,Ts为正偶数

t=0:

（1+beta）*Ts;

rcosw=zeros（1,（1+beta）*Ts）;

beta*Ts;

rcosw（i）=0.5+0.5*cos（pi+t（i）*pi/（beta*Ts））;

rcosw（beta*Ts+1:

Ts）=1;

forj=Ts+1:

（1+beta）*Ts+1;

rcosw（j-1）=0.5+0.5*cos（（t（j）-Ts）*pi/（beta*Ts））;

rcosw=rcosw'

%变换为列向量

%OFDM主程序

clearall;

closeall;

carrier_count=200;

%子载波数

symbols_per_carrier=12;

%每子载波含符号数

bits_per_symbol=4;

%每符号含比特数,16QAM调制

IFFT_bin_length=512;

%FFT点数

PrefixRatio=1/4;

%保护间隔与OFDM数据的比例1/6~1/4

GI=PrefixRatio*IFFT_bin_length;

%每一个OFDM符号添加的循环前缀长度为1/4*IFFT_bin_length即保护间隔长度为128

beta=1/32;

%窗函数滚降系数

GIP=beta*（IFFT_bin_length+GI）;

%循环后缀的长度20

SNR=15;

%信噪比dB

%==================================================

%================信号产生===================================

baseband_out_length=carrier_count*symbols_per_carrier*bits_per_symbol;

%所输入的比特数目

carriers=（1:

carrier_count）+（floor（IFFT_bin_length/4）-floor（carrier_count/2））;

%共轭对称子载波映射复数数据对应的IFFT点坐标

conjugate_carriers=IFFT_bin_length-carriers+2;

%共轭对称子载波映射共轭复数对应的IFFT点坐标

baseband_out=round（rand（1,baseband_out_length））;

%输出待调制的二进制比特流

%==============16QAM调制====================================

complex_carrier_matrix=qam16（baseband_out）;

%列向量

complex_carrier_matrix=reshape（complex_carrier_matrix'

carrier_count,symbols_per_carrier）'

%symbols_per_carrier*carrier_count矩阵

figure

（1）;

plot（complex_carrier_matrix,'

*r'

%16QAM调制后星座图

title（'

16QAM调制后星座图'

）

axis（[-4,4,-4,4]）;

gridon

%=================IFFT===========================

IFFT_modulation=zeros（symbols_per_carrier,IFFT_bin_length）;

%添0组成IFFT_bin_lengthIFFT运算

IFFT_modulation（:

carriers）=complex_carrier_matrix;

%未添加导频信号，子载波映射在此处

conjugate_carriers）=conj（complex_carrier_matrix）;

%共轭复数映射

%=================================================================

signal_after_IFFT=ifft（IFFT_modulation,IFFT_bin_length,2）;

%OFDM调制即IFFT变换

time_wave_matrix=signal_after_IFFT;

%时域波形矩阵，行为每载波所含符号数，列ITTF点数，N个子载波映射在其内，每一行即为一个OFDM符号

%=====================添加循环前缀与后缀============

XX=zeros（symbols_per_carrier,IFFT_bin_length+GI+GIP）;

fork=1:

symbols_per_carrier;

IFFT_bin_length;

XX（k,i+GI）=signal_after_IFFT（k,i）;

GI;

XX（k,i）=signal_after_IFFT（k,i+IFFT_bin_length-GI）;

%添加循环前缀

GIP;

XX（k,IFFT_bin_length+GI+j）=signal_after_IFFT（k,j）;

%添加循环后缀

time_wave_matrix_cp=XX;

%添加了循环前缀与后缀的时域信号矩阵,此时一个OFDM符号长度为IFFT_bin_length+GI+GIP=660

%==============OFDM符号加窗================================

windowed_time_wave_matrix_cp=zeros（1,IFFT_bin_length+GI+GIP）;

fori=1:

symbols_per_carrier

windowed_time_wave_matrix_cp（i,:

）=real（time_wave_matrix_cp（i,:

））.*rcoswindow（beta,IFFT_bin_length+GI）'

%加窗升余弦窗

end

%========================生成发送信号，并串变换=====================

windowed_Tx_data=zeros（1,symbols_per_carrier*（IFFT_bin_length+GI）+GIP）;

windowed_Tx_data（1:

IFFT_bin_length+GI+GIP）=windowed_time_wave_matrix_cp（1,:

symbols_per_carrier-1;

windowed_Tx_data（（IFFT_bin_length+GI）*i+1:

（IFFT_bin_length+GI）*（i+1）+GIP）=windowed_time_wave_matrix_cp（i+1,:

%并串转换，循环后缀与循环前缀相叠加

%=======================================================

Tx_data=reshape（windowed_time_wave_matrix_cp'

（symbols_per_carrier）*（IFFT_bin_length+GI+GIP）,1）'

%加窗后循环前缀与后缀不叠加的串行信号

temp_time1=（symbols_per_carrier）*（IFFT_bin_length+GI+GIP）;

%加窗后循环前缀与后缀不叠加发送总位数

figure

（2）

subplot（2,1,1）;

plot（0:

temp_time1-1,Tx_data）;

%循环前缀与后缀不叠加发送的信号波形

ylabel（'

Amplitude（volts）'

xlabel（'

Time（samples）'

循环前后缀不叠加的OFDMTimeSignal'

temp_time2=symbols_per_carrier*（IFFT_bin_length+GI）+GIP;

subplot（2,1,2）;

temp_time2-1,windowed_Tx_data）;

%循环后缀与循环前缀相叠加发送信号波形

循环前后缀叠加的OFDMTimeSignal'

%===============加窗的发送信号频谱=================================

symbols_per_average=ceil（symbols_per_carrier/5）;

%符号数的1/5，10行

avg_temp_time=（IFFT_bin_length+GI+GIP）*symbols_per_average;

%点数，10行数据，10个符号

averages=floor（temp_time1/avg_temp_time）;

average_fft（1:

avg_temp_time）=0;

%分成5段

fora=0:

（averages-1）

subset_ofdm=Tx_data（（（a*avg_temp_time）+1）:

（（a+1）*avg_temp_time））;

%利用循环前缀后缀未叠加的串行加窗信号计算频谱

subset_ofdm_f=abs（fft（subset_ofdm））;

%分段求频谱

average_fft=average_fft+（subset_ofdm_f/averages）;

%总共的数据分为5段，分段进行FFT，平均相加

average_fft_log=20*log10（average_fft）;

figure（3）

subplot（2,1,2）

plot（（0:

（avg_temp_time-1））/avg_temp_time,average_fft_log）%归一化0/avg_temp_time:

（avg_temp_time-1）/avg_temp_time

holdon

1/IFFT_bin_length:

1,-35,'

rd'

axis（[00.5-40max（average_fft_log）]）

Magnitude（dB）'

NormalizedFrequency（0.5=fs/2）'

加窗的发送信号频谱'

%====================添加噪声=================================

Tx_signal_power=var（windowed_Tx_data）;

%发送信号功率

linear_SNR=10^（SNR/10）;

%线性信噪比

noise_sigma=Tx_signal_power/linear_SNR;

noise_scale_factor=sqrt（noise_sigma）;

%标准差sigma

noise=randn（1,（（symbols_per_carrier）*（IFFT_bin_length+GI））+GIP）*noise_scale_factor;

%产生正态分布噪声序列

Rx_data=windowed_Tx_data+noise;

%接收到的信号加噪声

%=============接收信号串/并变换去除前缀与后缀==================

Rx_data_matrix=zeros（symbols_per_carrier,IFFT_bin_length+GI+GIP）;

Rx_data_matrix（i,:

）=Rx_data（1,（i-