移动通信实验报告22222222222通信电子数据通信与网络_通信电子-数据通信与网络.pdf
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1、 序号(学号):0121004931211 实验报告书 实验类别 移动通信系统实验 学 院 信息工程学院 _ 专 业 _ 通信工程 _ 班 级 通信 1002 班 姓 名 _ 钟国浩 _ 指导教师 _ 赵宁 _ 2013 年 4 月 17 日 实验课程名称:移动通信系统实验 实验项目名称 AWGN 信道中 BPSK 调制系统的 BER 仿真计算 实验成绩 实验者 钟国浩 专业班级 通信 1002 班 组 另 U 33 同组者/实验日期 2013 年 4 月 14 日 一.实验目的 1.掌握二相 BPSK 调制的工作原理 2.掌握利用 MATLA 进行误比特率测试 BER 的方法 3.掌握 AW
2、G 信道中 BPSK 调制系统的 BER 仿真计算方法 二.实验仪器 1.计算器及操作系统 2.MATLAB 软件 三.实验原理 1.仿真概述及原理 在数字领域进行的最多的仿真任务是进行调制解调器的误比特率测试,在相 同的条件下 进行比较的话,接收器的误比特率性能是一个十分重要的指标。误比特率的 测试需要一个发送器、一个接收器和一条信道。首先需要产生一个长的随机比特 序列作为发送器的输入,发送器将这些比特调制成某种形式的信号以便传送到仿 真信道,我们在传输信道上加上一定的可调制噪声,这些噪声信号会变成接收器 的输入,接收器解调信号然后恢复比特序列,最后比较接收到的比特和传送的比 特并计算错误。
3、误比特率性能常能描述成二维图像。纵坐标是归一化的信噪比,即每个比特 的能量除以噪声的单边功率谱密度,单位为分贝。横坐标为误比特率,没有量纲 2.仿真过程及计算 运行发生器:通过发送器将伪随机序列变成数字化的调制信号。设定信噪比:假定SNF 为 m dB,则 Eb/No=1O,用 MATLA 假设 SNR 单位为分贝 确定 Eb 计算ND 计算噪声的方差(T n 产生噪声:因为噪声具有零均值,所以其功率和方差相等。我们产生一个和信 号长度相同的噪声向量,且该向量方差为 T n。加上噪声,运行接收器 确定时间延迟 产生误差向量 统计错误比特:误差向量“err”中的每一个非零元素对应着一个错误的比特
4、。最后计算误比特率 BER 每运行一次误比特率仿真,就需要传输和接收固定数量 的比特,一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方程的思想和逻辑推理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的
5、选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直然后确定接收到的比特中有多少错误的。使用 MATLAB 计算 BER:ber=te/le ngth(tx)。四.实验内容 1.实验程序 a%Simulatio n of BPSK AWGN Max_SNR=10;N_trials=1000;N=200;Eb=1;ber_m=0;for trial=1:1:N_trials;trial msg=r oun d(ra nd(1,N);%1,0 seque nee s=1-msg.*2;%0-1,1-1 n=randn(1,N)+j.*ra ndn(1,N);
6、%ge nerate guass white no ise ber_v=;for sn r_dB=1:2:Max_SNR sn r=10.A(s nr_dB./10);%s nr(db)-s nr(decimal)N0=Eb./s nr;sgma=sqrt(N0./2);y=sqrt(Eb).*s+sgma.*n;y 仁 sig n(real(y);y2=(1-y1)./2;%1,0 seque nee error=sum(abs(msg-y2);%error bits ber_s nr=error./N;%ber ber_v=ber_v,ber_s nr;end%for snr ber_m=
7、ber_m+ber_v;end ber=ber_m./N_trials;ber_theory=;for sn r_db=1:2:Max_SNR sn r=10.A(s nr_db./10);sn r_1=qfu nc(sqrt(2*s nr);ber_theory=ber_theory,s nr_1;end i=1:2:Max_SNR;semilogy(i,ber,-r,i,ber_theory,*b);xlabel(E_b/N_0(dB)ylabel(BER)legend(Monte Carlo,Theoretic)2.实验程序 b%Simulation of QPSK AWGN N_tri
8、als=1000;N_number=100;一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方程的思想和逻辑推理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四
9、个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直N_sn r=10;Es=1;BER_m=0;SER_m=0;for trials=1:N_trials;trials s10=r oun d(ra nd(1,N_ nu mber);S=(s10*2-1)./sqrt(2);S 仁 S(1:2:N_ nu mber);S2=S(2:2:N_ nu mber);Sc=S1+j.*S2;%ge nerate qpsk sig nal no ise=ra ndn(1,N_ nu mber/2)+j.*ra ndn(1,N_ nu mber/2);SER_v=;%Symbol error rate B
10、ER_v=;%Bit error rate for sn r_db=0:1:N_s nr;sgma=(1/2)*sqrt(10.A(-s nr_db./10);Y=Sc+sgma.*no ise;Y_r=sig n(real(Y)./sqrt(2);Y_i=sig n(imag(Y)./sqrt(2);Y_bit=;for k=1:le ngth(Y_r);Y_bit=Y_bit,Y_r(k),Y_i(k);en d;Y_symbol=Y_r+j*Y_i;X_b=S-Y_bit;X_s=Sc-Y_symbol;ber_s nr=0;for k=1:N_ nu mber if X_b(k)=0;
11、ber_s nr=ber_s nr+1;en d;en d;ser_s nr=0;for k=1:N_ nu mber/2;if X_s(k)=0;ser_s nr=ser_s nr+1;en d;en d;BER v=BER v,ber snr./N number;一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正
12、确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方程的思想和逻辑推理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直SER_v=SER_v,ser_s nr./(N_n umber./2);end;%for SNR BER_m=BER_m+BER_v;SER_m=SER_m+SER_v;end%for trials BER=BER_m./N_trials;SER=SER_m./N_trials;BER_T=;SER_T=;for sn r
13、_db=0:1:N_s nr;sn r=10.A(s nr_db./10);BER_THEORY=qfu nc(sqrt(2.*s nr);SER_THEORY=1-(1-(1/2).*erfc(sqrt(s nr).A2;BER_T=BER_T,BER_THEORY;SER_T=SER_T,SER_THEORY;en d;figure i=0:1:N_s nr;semilogy(i,BER,-r,i,BER_T,*b);lege nd(BER-simulatio n,BER-theory);xlabel(Eb/NO(db);ylabel(BER);figure i=0:1:N_s nr;se
14、milogy(i,SER,-r,i,SER_T,*b);lege nd(SER-simulatio n,SER-theory);xlabel(Eb/NO(db);ylabel(SER);五.仿真结果 1.实验程序 a 一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方
15、程的思想和逻辑推理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直10 10 10 3 10 10 10 9 3 ID 图 a mi 器2.实验程序 b 图 bl -EJER-tirrulaticr*BERlher 4 5 Et/Nc(dB)4 5 5 7 Fb/bJO(皈 -伽 nt=Frio*7hoorGtic 一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾
16、股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方程的思想和逻辑推理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直 五.实验小结 通过本次实验,掌握了二相 BPSK 调制的工作原理及利用 MATLA 进行误比特率测 试BER 勺方法
17、,学会了 AWG 信道中 BPSK 调制系统的 BER 仿真计算方法。在实验 过程中我通过不断的调试与学习,对本次实验的内容有了整体的把握,对 MATLA 的使用也更加熟练,达到了预期的效果,收获很大。一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方程的思想和逻辑推
18、理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直实验课程名称:移动通信系统实验 实验项目 名称 移动信道建模的仿真分析 实验成绩 实验者 钟国浩 专业班级 通信 1002 班 组 另 U 33 同组者 /实验日期 2013 年 4 月 14 日 一、实验目的 1.无线通信信道的建模与仿真是实现移动通信系统仿真与分析的基础,宽 带无线通与移动 通信信道属频率选择性瑞利衰落信道模型。2.通过信道设计实验 掌握频率选择性信道模型的仿真建模方法
19、 掌握模型中瑞利衰落系数的设计方法 掌握多径数目、功率和时延参数的设计 学会采用 MATLA 语言对上述参数进行仿真。二、实验仪器 1.计算器及操作系统 2.MATLAB 软件 三、实验方案和技术路线 1选择路径数 2 按均匀分布产生各条路径的延迟 3按功率时延谱确定对应的各径的功率 4按 Jake 模型产生各径的瑞利衰落系数 5.对瑞利衰落系数进行统计分析并与理论值相比较 说明:1.路径数目 2-4自己确定,或采用某个国际标准 2.每条路径时间延迟满足(0,TmaX 范围内均匀分布,Tmax 为自己选择 的最大采样步长数 200-600 间比较合适,或采用国际标准 3.功率可以按时延迟谱求得
20、,也可用国际标准测量值。功率延迟谱:若 采用等功率分配产生功率:R=R/M;采用指数分布的功率延迟谱产生 功率:P=1/6*exp(-t/6)四、实验内容 实验程序如下:%Simulation of Jakes Model clear all;f_max=30;M=8;N=4*M+2;Ts=1.024e-04;sq=2/sqrt(N);一节的内容勾股定理的内容是全章内容的重点难点它的地位作用体现在以下三个方面股定理是学习锐角三角函数与解直角三角形的基础本章勾股定理的内容在本册书中占有十分重要的地位在知识结构上它起到了承上启下的作用解直标理解并掌握勾股定理能运用勾股定理根据直角三角形的两条边求第
21、三条边并能解决简单的生活生产实中的问题能设计不同的情境验证勾股定理的正确性体验勾股定理的探索过程通过勾股定理的应用培养方程的思想和逻辑推理能力有知识和经验解决问题激发学好数学的自信心三教学重点勾股定理的证明及应用四教学难点学生数学语言的运用五教学媒体的选择与使用多媒体课件六课前准备学生准备好四个全等的直角三角形七教学过程设计师由课件演示等腰直sigma=1/sqrt(2);theta=O;coun t=0;t0=0.001;for t=0:Ts:0.5 coun t=co un t+1;g(co un t)=0;for n=1:M+1,if n=M%Ga in associated with
22、quadrature comp onent%Ga in associated with in phase comp onent%Discrete doppler freque ncies of in phase comp onent%Discrete doppler frequencies of quadrature comp onent c_i(cou nt,n)=sqrt(2)*cos(pi/4);c_q(co unt,n)=sqrt(2)*si n(pi/4);f_i(co un t,n)=f_max;f_q(co un t,n)=f_max;end;%end if g_i(cou nt
23、,n)=c_i(cou nt,n)*cos(2*pi*f_i(cou nt,n)*(t-tO)+theta);%ln phase comp onent for one oscillator g_q(cou nt,n)=c_q(co un t,n)*cos(2*pi*f_q(co un t,n)*(t-tO)+theta);%Quadrature comp onentforon eoscillator end;%end n tp(co un t)=sq*sum(g_i(co un t,1:M+1);%Total In phase comp onent tp1(co un t)=sq*sum(g_
24、q(co un t,1:M+1);%Total quadrature comp onent end;%end count no n aga in enivelope=sqrt(tp.A2+tp1.A2);rmse nv=sqrt(sum(e nvelope.A2)/co un t);auto_i,lag_i=xcorr(tp,coeff);%Auto-correlati on associated with in phase comp onent auto_q,lag_q=xcorr(tp,coeff);%Auto-correlati on associated with quadrature
25、 comp onent len=len gth(lag_i);corrx2,lag2=xcorr(tp,tp1,coeff);aa=-(le n-1)/2:1:(le n-1)/2;%total duratio n for lag bb=(le n-2001)./2;%mid.po ints for draw ing figures cc=bb+1:1:bb+2001;%for getti ng the mid-values dd=-1OOO:1:1OOO;%-tdd=dd*Ts;z=2.*pi.*f_max*tdd;sigmaO=1;T_bessel=sigmaO42.*besselj(O,
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