移动通信系统实验报告.docx
《移动通信系统实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动通信系统实验报告.docx（17页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
移动通信系统实验报告
桂林航天工业学院实验报告
课程名称移动通信系统
开课学期2015-2016第一学期
实验室南实511
班级通工四班
姓名王雅文
实验名称移动通信系统实验
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
移动通信系统
实验项目名称
开课系（部）及实验室
通信原理实验室
实验日期
2015年11 月31日
学生姓名
王雅文
学号
2012041B0411
专业班级
通工四班
指导教师
梁强
实验成绩
教师评语：
实验成绩评定
1
实验操作方法：
□有创新□有改进□合理□有缺陷
2
实验结果：
□一次成功□改进后成功□不成功
3
文字表述：
□简明通顺□重复冗长□没有实质内容
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
课堂评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验一卷积交织及解交织实验
一、实验目的
1、掌握交织的特性；
2、交织产生的原理及方法；
3、掌握交织对译码性能的影响；
二、实验器材
1、主控&信号源模块一块
2、6号模块两块
3、双踪示波器一台
4、连接线若干
三、实验原理
1、实验原理框图
卷积交织及解交织实验框图
2、实验框图说明
通过主控模块选择信道编码的方式，信号源产生数据信号进入信道编译码模块，信号先进行串并变换，然后根据编码规则查表变换为相应码型，再由FPGA完成检纠错。
编码信号最后经过一个逆过程译码输出。
四、实验步骤
实验项目一卷积码编码及交织规则验证
概述：
本项目通过观察并记录编码输入与卷积交织输出波形，验证卷积交织编码规则，并对比无交织编码结果验证交织规则。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
CLK
模块6：
TH2（编码输入-时钟）
提供编码位时钟
信号源：
PN
模块6：
TH1（编码输入-数据）
编码信号输入
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【卷积编译码及交织】。
将拨码开关S16#拨为1100，即为卷积码编码及交织功能。
将拨码S36#拨为0000，即无错模式。
按下S26#系统复位键。
3、此时系统初始状态为：
编码输入信号及时钟为8K，送入系统进行卷积编码及交织。
4、实验操作及波形观测。
（1）用示波器观测编码输入数据TH16#，读出并记录15位PN序列码型。
（2）用示波器分别接输入数据TH16#和卷积编码及交织输出数据TH56#，以TH1作为触发源，观察卷积交织输出。
实验项目二卷积及交织检纠错性能检验
概述：
本项目通过插入不同种类不同个数的误码，观察译码结果与输入信号验证卷积交织的检纠错能力，并且对比无交织编码的检纠错能力，验证在突发错以及连续错中，交织与否对检纠错性能的影响。
1、关电，保持实验项目一连线不变，再在另一块6号模块上设置卷积译码与解交织功能，继续按表格所示进行连线。
注：
实验项目一中的用到的6号模块主要完成卷积编码及交织功能，这里简称“1#模块6”；用于完成卷积译码及解交织功能的6号模块，这里简称“2#模块6”；连线时注意区分。
源端口
目的端口
连线说明
1#模块6：
TH5（编码输出-编码数据）
2#模块6：
TH7（译码输入-数据）
送入译码
1#模块6：
TH6（编码输出-时钟）
2#模块6：
TH8（译码输入-时钟）
提供时钟
1#模块6：
TH4（辅助观测-延时输出1）
2#模块6：
TH9（辅助观测-NRZD-IN）
延时观测
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【卷积编译码及交织】。
（1）将1#模块6上的拨码开关S16#拨为1100，即为卷积码编码及交织功能；将拨码S36#拨为0000，即无错模式；按下S26#系统复位键。
（2）再将2#模块6的拨码开关S16#拨成1101，即为卷积码译码及解交织功能。
按下S26#系统复位键。
3、此时系统初始状态为：
输入数据为8K，通过1#模块6进行卷积编码及交织，再经过2#模块6完成卷积译码及解交织。
4、实验操作及波形观测。
（1）对比观测1#模块6的编码输入数据TH1与2#模块6的译码输出TH10，验证卷积交织和译码及解交织功能。
（2）将1#模块6的拨码开关S3拨成0001（即插入突发错），按下1#模块6以及2#模块6的S2系统复位键。
对比观测输入信号与译码输出结果，验证卷积交织的纠错能力。
注：
为了便于观测，1#模块6的测试点TP4是对输入信号的延时，对比2#模块6的TH10译码输出，这两个信号是同步的。
（3）分别观测插错指示与误码指示，验证卷积交织的检错能力。
（4）将1#模块6的拨码S3拨成0010（即插入连续错），按下1#模块6以及2#模块6的S2系统复位键。
重复步骤
（2）（3），验证卷积码及交织的检纠错能力。
五、实验报告
1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程；
2、分析交织原理；
3、分析交织对译码性能的影响。
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
移动通信系统
实验项目名称
开课系（部）及实验室
通信原理实验室
实验日期
2015年 月 日
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
实验成绩
教师评语：
实验成绩评定
1
实验操作方法：
□有创新□有改进□合理□有缺陷
2
实验结果：
□一次成功□改进后成功□不成功
3
文字表述：
□简明通顺□重复冗长□没有实质内容
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
课堂评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验二MSK/GMSK调制及解调实验
一、实验目的
1、了解MSK/GMSK调制解调的原理及特性。
二、实验器材
1、主控&信号源模块、10号、11号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
三、实验原理
1、实验原理框图
MSK/GMSK调制框图
MSK/GMSK解调框图
2、实验框图说明
MSK/GMSK调制实验框图中，基带信号先经过差分变换，再串并变换处理分成奇数位、偶数位输出NRZ-I和NRZ-Q两路信号；然后分别经过波形查表处理，将基带信号映射成正弦波（是为了得到圆形的星座图），形成I-OUT和Q-out成形输出；再分别与10.7M正交载波相乘后叠加，最后输出MSK/GMSK调制信号。
GMSK与MSK相比，在基带成形是所用的正弦波更加平滑，其他与MSK相同。
MSK/GMSK解调实验框图中，接收信号分别与正交载波进行相乘，经过低通滤波处理，然后将两路信号进行相位轨迹检测，经低通滤波处理后得到模拟信号，最后通过码元再生电路以及差分逆变换电路恢复出原始的基带信号。
其中，解调用的载波与调制端非同步，是译码端本地VCO分频所得的正交载波。
四、实验步骤
实验项目一MSK调制
概述：
本项目是观测MSK调制信号的时域或频域波形，了解调制信号产生机理及成形波形的星座图。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
PN
模块10：
TH3（DIN1）
信号输入
信号源：
CLK
模块10：
TH1（BSIN）
时钟输入
模块10：
TH7（I-Out）
模块10：
TH6（I-In）
I路成形信号加载频
模块10：
TH9（Q-Out）
模块10：
TH8（Q-In）
Q路成形信号加载频
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【MSK调制及解调】→【MSK硬调制及解调】。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率16KHz，载频为10.7MHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器探头CH1接10号模块TP8（NRZ-I），CH2接10号模块TP9（NRZ-Q），观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形。
（2）示波器探头CH1接10号模块TP8（NRZ-I），CH2接10号模块TH7（I-Out），对比观测I路信号成形前后的波形。
（3）示波器探头CH1接10号模块TP9（NRZ-Q），CH2接10号模块TH9（Q-Out），对比观测Q路信号成形前后的波形。
（4）示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），CH2接10号模块TH9（Q-Out），调节示波器为XY模式，观察MSK星座图。
（5）示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），CH2接10号模块TP3（I），对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形。
（6）示波器探头CH1接10号模块TH9（Q-Out），CH2接10号模块TP4（Q），对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形。
（7）示波器探头CH1接10模块的TP1，观测I路和Q路加载频后的叠加信号，即MSK调制信号。
实验项目二MSK非相干解调
概述：
本项目是对比观测MSK解调信号和原始基带信号的波形，了解MSK非相干解调的实现方法。
1、关电，保持实验项目一中的连线不变，继续按表格所示进行以下连线。
源端口
目的端口
连线说明
模块10：
P1（调制输出）
模块11：
P1（解调输入）
已调信号送入解调端
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【MSK调制及解调】→【MSK硬调制及解调】。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率16KHz，载频为10.7MHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器探头CH1接10号模块TH3（DIN1），CH2接11号模块TH4（Dout），适当调节11号模块压控偏置电位器W1，同时按复位开关键S3，对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形。
注：
当解调输出和基带信号码型相同（观测波形中会有码元延时）时，表示系统调节正常无误码。
（2）示波器探头CH1接10号模块TH1（BSIN），CH2接11号模块TH5（BS-out），对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形。
（3）示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），CH2接11号模块TP4，对比观测原始I路成形信号与解调后I路成形信号的波形。
（4）示波器探头CH1接10号模块TP9（Q-Out），CH2接11号模块TP5，对比观测原始Q路成形信号与解调后Q路成形信号的波形。
（5）示波器探头CH1接10号模块TH3（DIN1），CH2接11号模块TH10（DA输出1），对比观测原始基带信号与解调后但未经码元再生判决的信号。
注：
有兴趣的或者需要巩固调制原理知识的同学可以选择设置主菜单【MSK调制及解调】中的【MSKI路调制信号观测】、【MSKQ路调制信号观测】以及【MSK软调制信号观测】，观测载频为256KHz的I路调制信号波形、Q路调制信号波形以及QPSK调制信号波形，输出测试点均为I-OUT。
实验项目三GMSK调制及解调
1、实验连线保持不变，与上述MSK调制及解调的连线说明相同。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【GMSK调制及解调】→【GMSK硬调制及解调】。
参考实验项目一和实验项目二的步骤，观测模块中的相关测试点，了解GMSK调制及解调的相关内容。
五、实验报告
1、分析实验电路的工作原理，简述其工作过程。
2、观测并分析实验过程中的实验现象。
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
移动通信系统
实验项目名称
开课系（部）及实验室
通信原理实验室
实验日期
2015年 月 日
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
实验成绩
教师评语：
实验成绩评定
1
实验操作方法：
□有创新□有改进□合理□有缺陷
2
实验结果：
□一次成功□改进后成功□不成功
3
文字表述：
□简明通顺□重复冗长□没有实质内容
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
课堂评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验三QPSK/OQPSK数字调制实验
一、实验目的
1、掌握QPSK调制原理。
2、了解OQPSK调制原理。
二、实验器材
1、主控&信号源一块
2、10号、11号模块各一块
3、双踪示波器一台
4、连接线若干
三、实验原理
（一）实验原理
1、实验原理框图
QPSK/OQPSK调制框图
QPSK/OQPSK解调框图
2、实验框图说明
QPSK/OQPSK调制实验框图中，基带信号经过串并变换处理，输出NRZ-I和NRZ-Q两路信号；然后分别经过极性变换处理，形成I-OUT和Q-out输出；再分别与10.7M正交载波相乘后叠加，最后输出QPSK/OQPSK调制信号。
QPSK/OQPSK调制可以看作是两路BPSK信号的叠加。
两路BPSK的基带信号分别是原基带信号的奇数位和偶数位，两路BPSK信号的载波频率相同，相位相差90度。
OQPSK与QPSK相比，是两路BPSK调制基带信号的相位上的区别，QPSK两路基带信号是完全对齐的，OQPSK两路基带信号相差半个时钟周期。
QPSK/OQPSK解调实验框图中，接收信号分别与正交载波进行相乘，再经过低通滤波处理，然后将两路信号进行并串变换和码元判决恢复出原始的基带信号。
其中，解调所用载波是由科斯塔斯环同步电路提取并处理的相干载波。
（二）实验步骤
实验项目一QPSK调制
概述：
本项目是观测QPSK调制信号的时域或频域波形，了解调制信号产生机理及成形波形的星座图。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
PN
模块10：
TH3（DIN1）
信号输入
信号源：
CLK
模块10：
TH1（BSIN）
时钟输入
模块10：
TH7（I-Out）
模块10：
TH6（I-In）
I路成形信号加载频
模块10：
TH9（Q-Out）
模块10：
TH8（Q-In）
Q路成形信号加载频
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【QPSK/OQPSK数字调制】→【选配10、11号模块则选择】→【QPSK星座图观测及“硬调制”】。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率16KHz，载频为10.7MHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器探头CH1接10号模块TP8（NRZ-I），CH2接10号模块TP9（NRZ-Q），观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形。
（2）示波器探头CH1接10号模块TP8（NRZ-I），CH2接10号模块TH7（I-Out），用直流耦合对比观测I路信号成形前后的波形。
（3）示波器探头CH1接10号模块TP9（NRZ-Q），CH2接10号模块TH9（Q-Out），用直流耦合对比观测Q路信号成形前后的波形。
（4）示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），CH2接10号模块TH9（Q-Out），调节示波器为XY模式，观察QPSK星座图。
（5）示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），CH2接10号模块TP3（I），对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形。
（6）示波器探头CH1接10号模块TH9（Q-Out），CH2接10号模块TP4（Q），对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形。
（7）示波器探头CH1接10模块的TP1，观测I路和Q路加载频后的叠加信号，即QPSK调制信号。
注：
适当调节电位器W1和W2使IQ两路载频幅度相同且最大不失真。
实验项目二QPSK相干解调
概述：
本项目是对比观测QPSK解调信号和原始基带信号的波形，了解QPSK相干解调的实现方法。
1、关电，保持上述实验项目一中的连线不变，继续按表格所示进行以下连线。
源端口
目的端口
连线说明
模块10：
P1（调制输出）
模块11：
P1（解调输入）
已调信号送入解调端
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【QPSK/OQPSK数字调制】→【选配10、11号模块则选择】→【QPSK星座图观测及“硬调制”】。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率16KHz，载频为10.7MHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器探头CH1接10号模块TH3（DIN1），CH2接11号模块TH4（Dout），适当调节11号模块压控偏置电位器W1来改变载波相位，对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形。
（2）示波器探头CH1接10号模块TH1（BSIN），CH2接11号模块TH5（BS-out），对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形。
（3）示波器探头CH1接10号模块TP8（NRZ-I），CH2接11号模块TP4，对比观测原始I路信号与解调后I路信号的波形。
（4）示波器探头CH1接10号模块TP9（NRZ-Q），CH2接11号模块TP5，对比观测原始Q路信号与解调后Q路信号的波形。
注：
有兴趣的或者需要巩固调制原理知识的同学可以选择设置主菜单【QPSK/OQPSK数字调制】→【选配10、11号模块则选择】中的【QPSKI路调制信号观测】、【QPSKQ路调制信号观测】以及【QPSK调制信号观测】，分别观测载频为256KHz的I路调制信号波形、Q路调制信号波形以及QPSK调制信号波形，输出测试点均为I-OUT。
实验项目三OQPSK调制及解调
1、实验连线保持不变，与上述QPSK调制及解调的连线说明相同。
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【QPSK/OQPSK数字调制】→【选配10、11号模块则选择】→【OQPSK星座图观测及“硬调制”】。
参考实验项目一和实验项目二的步骤，观测模块中的相关测试点，了解OQPSK调制及解调的相关内容。
五、实验报告
1、分析OQPSK以及QPSK的调制结果的不同，进而分析其原理的区别。
2、结合实验波形分析实验电路的工作原理，简述其工作过程。
桂林航天工业学院学生实验报告
课程名称
移动通信系统
实验项目名称
开课系（部）及实验室
通信原理实验室
实验日期
2015年 月 日
学生姓名
学号
专业班级
指导教师
实验成绩
教师评语：
实验成绩评定
1
实验操作方法：
□有创新□有改进□合理□有缺陷
2
实验结果：
□一次成功□改进后成功□不成功
3
文字表述：
□简明通顺□重复冗长□没有实质内容
4
实验态度：
□严谨认真□循规蹈矩□敷衍应付
5
课堂评价：
□优秀□良好□中等□及格□不及格
教师签名：
批改时间：
年 月 日
实验四16QAM/64QAM调制及解调实验（选做）
一、实验目的
1、了解16QAM/64QAM调制解调的原理及特性。
二、实验器材
1、主控&信号源模块、10号、11号模块各一块
2、双踪示波器一台
3、连接线若干
三、实验原理
1、实验原理框图
16QAM/64QAM调制框图
16QAM/64QAM解调框图
2、实验框图说明
系统由10号模块进行16QAM/64QAM调制，11号模块进行16QAM/64QAM解调。
建议使用127位的PN序列看16QAM/64QAM星座图。
四、实验步骤
实验项目一16QAM调制
概述：
本项目是观测16QAM调制信号的时域或频域波形，了解调制信号产生机理及成形波形的星座图。
1、关电，按表格所示进行连线。
源端口
目的端口
连线说明
信号源：
PN
模块10：
TH3（DIN1）
信号输入
信号源：
CLK
模块10：
TH1（BSIN）
时钟输入
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【16QAM调制及解调】。
再选择主控模块的【功能1】，设置数字信号源，使PN输出码型为【PN127】。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率16KHz，载频为256KHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）选择主菜单【16QAM调制及解调】【星座图观测】，此时10号模块TH7（I-Out）和TH9（Q-Out）分别为16QAM调制中I、Q两路成形信号。
示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），CH2接10号模块TH9（Q-Out），调节示波器为XY模式，观察16QAM星座图。
注：
由于矢量星座图的形成跟I、Q两路成形信号有关，也就是说矢量星座图与输入端PN序列的码元情况相关。
在实验观察中，如果选择127位的PN序列作为输入信号，则可以明显看到完整的含有16个相位点的星座图；如果选择15位的PN序列作为输入信号，则星座图中某个相位点缺失了。
所以，建议设置主控模块的数字信号源PN输出码型，选择【PN127】进行星座图观测实验。
（2）选择主菜单【16QAM调制及解调】【I路调制信号观测】，此时10号模块TH7（I-Out）为I路成形信号经256KHz载波相乘后输出调制波形。
示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），观测I路调制波形。
（3）选择主菜单【16QAM调制及解调】【Q路调制信号观测】，此时10号模块TH7（I-Out）为Q路成形信号经256KHz载波相乘后的输出调制波形。
示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），观测Q路调制波形。
（4）选择主菜单【16QAM调制及解调】【软调制及解调】，此时10号模块TH7（I-Out）为I、Q两路调制信号叠加后输出的16QAM调制波形。
示波器探头CH1接10号模块TH7（I-Out），观测16QAM调制波形。
实验项目二16QAM相干解调
概述：
本项目是对比观测16QAM解调信号和原始基带信号的波形，了解16QAM相干解调的实现方法。
1、关电，保持实验项目一中的连线不变，继续按表格所示进行以下连线。
源端口
目的端口
连线说明
模块10：
TH7（I-Out）
模块11：
TH2（AD输入1）
已调信号送入解调端
模块10：
TH9（Q-Out）
模块11：
TH3（AD输入2）
提供载波
2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【16QAM调制及解调】→【软调制及解调】。
3、此时系统初始状态为：
PN序列输出频率16KHz，载频为256KHz。
4、实验操作及波形观测。
（1）示波器探头CH1接10号模块TH3（DIN1），CH2接11号模块TH4（Dout），对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形。
（2）示波器探头CH1接10号模块TH1（BSIN），CH2接11号模块TH5（BS-out），对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形。
（3）示波器探头CH1接11号模块TP9（DA输出2），CH2接11号模块TP10（DA输出3），观测恢复的I路成形信号与Q路成形信号的波形。
调节示波器为XY模式，观测恢复后IQ相位星座图。
此时11号模块的“复位开关”按键能将解调载波与调制载波相位关系设置两种不同状态：
一种是载波同频同相状态，另一种是载波相位有一定偏差状态。
通过按键切换这两种状态，再对比观测恢复端的星座图变化情况，并对比观测恢复信号和原始信号的码型等。
实验项目三64QAM调制及解调
1、实验连
升级会员 