无线网络通信实验报告.docx
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无线网络通信实验报告
实验报告
课程名称：
无线网络通信技术
实验项目：
无线网络通信技术实验
实验地点：
逸夫楼404教室
专业班级：
软1121班学号：
2011005541
学生姓名：
高贝
指导教师：
张巍
2014年5月16日
太原理工大学实验报告一
学院名称
软件学院
专业班级
1121
实验成绩
学生姓名
高贝
学号
2011005541
实验日期
2014.5.9
课程名称
无线网络通信技术
实验题目
实验一四相移相键控（QPSK）调制及解调实验
1、实验目的和要求：
1、掌握QPSK调制解调原理及特性。
2、掌握利用MATLAB编程实现调制及解调的方法。
二、实验内容:
1、利用MATLAB编程实现QPSK调制及解调。
2、观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。
3、观察I、Q调制解调过程中各信号变化。
三、主要仪器设备
Win732位操作系统笔记本电脑及MATLABR2009a
4、主要操作方法与实验步骤
在matlab下运行下列代码：
程序代码
%日期2013.1.14
%功能QPSK的调制解调，基带信号点数t（限偶数），基波频率w0可设置
clearall;
nb=32;%传输的比特数
T=1;%基带信号宽度，也就是基波频率
fc=8/T;%载波频率
ml=2;%调制信号类型的一个标志位（选取2的原因见23行）
c=4*nb;%单周期采样点数
delta_T=T/c;%采样间隔
fs=1/delta_T;%采样频率
t=0:
delta_T:
nb*T-delta_T%限定t的取值范围c*nb
N=length（t）;%采样数
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制部分
%基带信号的产生
data=fix（2*rand（1,nb））;%调用一个随机函数（0or1），输出到一个1*100的矩阵
datanrz=data.*2-1;%变成极性码
fori=1:
nb
data1（（i-1）/delta_T+1:
i/delta_T）=datanrz（i）;%将极性码变成对应的波形信号
end
%将基带信号变换成对应波形信号
fori=1:
nb
data0（（i-1）/delta_T+1:
i/delta_T）=data（i）;%将基带信号变成对应的波形信号
end
%串并转换，将奇偶位数据分开
idata=datanrz（1:
ml:
（nb-1））;%将奇偶位分开，因此间隔m1为2
qdata=datanrz（2:
ml:
nb）;
%QPSK信号的调制
fori=1:
nb/2
ich（2*（（i-1）/delta_T+1）:
2*（i/delta_T））=idata（i）;
end
forii=1:
N/T
a（ii）=（1/sqrt
（2））*cos（2*pi*fc*t（ii））;
end
idata1=ich.*a;%奇数位数据与余弦函数相乘，得到一路的调制信号
forj=1:
nb/2
qch（2*（（j-1）/delta_T+1）:
2*（j/delta_T））=qdata（j）;
end
forjj=1:
N/T
b（jj）=（1/sqrt
（2））*sin（2*pi*fc*t（jj））;
end
qdata1=qch.*b;%偶数位数据与余弦函数相乘，得到另一路的调制信号
st=idata1-qdata1;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%信道中
SNR=0;%信噪比
stn=awgn（st,SNR）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%解调%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%设计滤波器%%%%%%%%
[B,A]=butter（3,0.01,'low'）;
[h1,w]=freqz（B,A）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调
ist=stn.*a;
p=length（ist）
qst=stn.*（-b）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%滤波
istl=filter（B,A,ist）;
qstl=filter（B,A,qst）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决%%%%%%%%%%
fori=1:
nb/2
ifistl（2*（p/nb）*（i-1）+（1*（p/nb）））>=0
in（i）=1;
elsein（i）=0;
end
ifqstl（2*（p/nb）*（i-1）+（1*（p/nb）））>=0
qn（i）=1;
elseqn（i）=0;
end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%并串转换
fori=1:
nb/2
y（2*i-1）=in（i）;
y（2*i）=qn（i）;
end
fori=1:
nb
yy（（i-1）/delta_T+1:
i/delta_T）=y（i）;
end
data
y
N
figure;
subplot（4,1,1）
plot（data0*0.7）,title（'基带信号，4096维二进制序列，对应向量是data0'）;
subplot（4,1,2）
plot（data1*0.7）,title（'双极性信号，4096维双极性序列，对应向量是data1'）;
subplot（4,1,3）
plot（ich*0.7）,title（'I路数据，4096维双极性序列，对应向量是ich'）;
subplot（4,1,4）
plot（qch*0.7）,title（'Q路数据，4096维双极性序列，对应向量是qch'）;
figure;
subplot（4,1,1）
plot（ist）,title（'相干解调I路信号，4096维且值为（-1,1）的序列，对应向量是ist'）;
subplot（4,1,2）
plot（qst）,title（'相干解调Q路信号，4096维且值为（-1,1）的序列，对应向量是qst'）;
subplot（4,1,3）
plot（istl）,title（'I路解调波形，4096维且值为（-1,1）的序列，对应向量是istl'）;
subplot（4,1,4）
plot（qstl）,title（'Q路解调波形，4096维且值为（-1,1）的序列，对应向量是qstl'）;
%%%%%%%%%%%%%%%%%画图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
figure;
subplot（4,2,1）;
plot（data0*0.7）,title（'基带信号'）;
subplot（4,2,2）;
psd（abs（fft（data0）））,title（'基带信号频谱'）;
subplot（4,2,3）;
plot（st）,title（'调制信号'）;
subplot（4,2,4）;
psd（abs（fft（st）））,title（'调制信号频谱'）;
subplot（4,2,5）;
plot（stn）,title（'stn信道波形'）;
subplot（4,2,6）;
psd（abs（fft（stn）））,title（'经过高斯信道信号频谱'）;
subplot（4,2,7）;
plot（yy*0.7）,title（'解调后的基带信号'）;
subplot（4,2,8）;
psd（abs（fft（yy）））,title（'解调后的基带信号频谱'）;
五、实验结果与分析
结果附图：
六、讨论、心得
第一个实验因为老师把代码已经附给我们，直接在MATLAB下运行此代码就可出现结果。
通过学习老师的实验一PPT以及实验指导书，了解掌握QPSK调制解调原理及特性，和掌握利用MATLAB编程实现调制及解调的方法。
七.辅导教师点评:
教师签字：
太原理工大学实验报告二
学院名称
软件学院
专业班级
1121
实验成绩
学生姓名
高贝
学号
2011005541
实验日期
2014.5.10
课程名称
无线网络通信技术
实验题目
m序列产生及其特性实验
一．实验目的和要求：
通过本实验掌握m序列的产生方法、特性及应用。
2、实验内容:
1、编写MATLAB程序生成并观察m序列，识别其特征。
2、编写程序验证m序列的相关性质，要求至少验证一条性质。
三、主要仪器设备
Win732位操作系统笔记本电脑及MATLABR2009a
四、主要操作方法与实验步骤:
（1）按照图2-1，设计4阶m序列产生方法。
图2-14阶移位寄存器序列生成器
编写MATLAB程序并上机调试，最后要求输出周期为15的m序列
（3）编写程序验证m序列的相关性质，要求至少验证一条性质。
m序列的特点
①平衡特性
●在m序列的一周期中，“1”的个数仅比“0”的个数多1，即“1”的个数为（N+1）/2，“0”的个数为（N-1）/2。
（N为周期）
●例如，由4阶移位寄存器序列生成器产生的序列000111101011001中，“1”的个数为8，“0”的个数为7。
②游程分布特性
●把一个序列中取值相同的那些连在一起的元素合称为一个“游程”。
●在一个游程中元素的个数称为游程长度。
例如，同样是在000111101011001序列，共有000、1111、0、1、0、11、00和1共8个游程。
●其中，长度为4的游程有1个；长度为3的游程有1个；长度为2的游程有2个；长度为1的游程有4个。
●在m序列中，长度为1的游程占游程总数的1/2；长度为2的游程占游程总数的1/4；长度为3的游程占游程总数的1/8……。
③延位相加特性
一个m序列M1与其经任意次迟延移位产生的另一个不同序列M2进行模2相加，得到的仍是M1的某次迟延移位序列M3。
即：
M3=M1⊕M2
例如，m=7的m序列M1=1110010，M2=0111001，1110010⊕0111001=1001011。
而将M1向右移位5次即得到1001011序列。
五、实验结果与分析
1、按照课本P182图5-5，设计4阶m序列产生方法。
如下代码产生：
X1=1;X2=0;X3=0;X4=0;%移位寄存器输入Xi初T态（1000），Yi为移位寄存器各级输出
m=15;%置M序列总长度
fori=1:
m%1#
Y4=X4;Y3=X3;Y2=X2;Y1=X1;
X4=Y3;X3=Y2;X2=Y1;
X1=xor（Y1,Y4）;%异或运算
ifY4==0
U（i）=0;
else
U（i）=Y4;
end
end
M=U
fprintf（'1的个数'）
sum（M==1）
fprintf（'0的个数'）
sum（M==0）
2、编写MATLAB程序并上机调试，最后要求输出周期为15的m序列“000111101011001”。
输入上面代码，产生如下图结果：
3、编写程序验证m序列的相关性质，如平衡特性，游程分布特性，延位相加特性。
要求至少验证一条性质。
上面代码验证了平衡特性。
在m序列的一周期中，“1”的个数仅比“0”的个数多1，即“1”的个数
（N+1）/2，“0”的个数为（N-1）/2。
（N为周期）
上面代码实现的结果1的个数为8，0的个数为7.
6、讨论、心得
此次实验中应注意：
X1=xor（Y1,Y4）;%异或运算，是这个实验代码的难点，通过老师的提点，和在网上找资料，终于解决了这个实验。
通过本实验也掌握m序列的产生方法和特性。
七、辅导教师点评:
教师签字：
太原理工大学实验报告三
学院名称
软件学院
专业班级
1121
实验成绩
学生姓名
高贝
学号
2011005541
实验日期
2014.5.16
课程名称
无线网络通信技术
实验题目
信道编码
1、实验目的和要求：
1、学习并理解信道编码的根本目的、技术要求等基本概念
2.学会使用MATLAB实现奇偶监督码的检错模拟与分析
二、实验内容:
1、输入任意行任意列的一个二进制序列，也即发送码组，再加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。
2、若发送码组为1100111，要求加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。
三、主要仪器设备
Win732位操作系统笔记本电脑及MATLABR2009a
四、主要操作方法与实验步骤:
1、输入任意行任意列的一个二进制序列，也即发送码组，再加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。
如下代码输入matlab中：
方法一：
clc;clear;
m=input（'请输入行：
'）;
n=input（'请输入列：
'）;
A=randint（m,n）;
A
fork=1:
2
sum=zeros（1,m）;
l=input（'请选择奇偶校验（0、偶校验1、奇校验）：
'）;
fori=1:
m
forj=1:
n
sum（i）=sum（i）+A（i,j）;
z=sum（i）;
end
ifrem（z,2）==l
A（i,n+1）=0;
else
A（i,n+1）=1;
end
end
A
end
方法二：
%奇偶校验2的源代码
clc;clear;
m=input（'请输入行：
'）;
n=input（'请输入列：
'）;
A=randint（m,n）;
A
fork=1:
2
sum=zeros（1,m）;
fori=1:
m
forj=1:
n
sum（i）=sum（i）+A（i,j）;
z=sum（i）;
end
ifrem（z,2）==k-1
A（i,n+1）=0;
else
A（i,n+1）=1;
end
end
ifk==1
fprintf（'偶校验：
'）
else
fprintf（'奇校验：
'）
end
A
end
运行后得到如下结果：
2、若发送码组为1100111，要求加上1位监督位，在接收端使用奇偶监督码中的偶数监督码进行检错。
把上面代码的随机函数改为固定的发送码1100111，得到如下代码：
clc;clear;
m=input（'请输入行：
'）;
n=input（'请输入列：
'）;
A=[1100111];
A
fork=1:
2
sum=zeros（1,m）;
l=input（'请选择奇偶校验（0、偶校验1、奇校验）：
'）;
fori=1:
m
forj=1:
n
sum（i）=sum（i）+A（i,j）;
z=sum（i）;
end
ifrem（z,2）==l
A（i,n+1）=0;
else
A（i,n+1）=1;
end
end
A
end
得到如下结果：
5、讨论、心得
这次实验刚开始不理解实验的意图，通过网上查找资料了解之后才理解，学会了使用MATLAB实现奇偶监督码的检错模拟和分析，要注意之后老师给了两个代码中要用到的重要的函数：
randint（m,n）表示随机产生一个二进制序列;rem（x,y）表示x除以y的余数，对实验的完成起到一定帮助。
6、辅导教师点评:
教师签字：
太原理工大学实验报告四
学院名称
软件学院
专业班级
1121
实验成绩
学生姓名
高贝
学号
2011005541
实验日期
2014.5.17
课程名称
无线网络通信技术
实验题目
基于Simulink的通信系统建模与仿真
实验目的和要求：
1、通过利用matlabsimulink，熟悉matlabsimulink仿真工具。
2、通过实验更好地掌握课本相关知识，熟悉2ASK的调制与解调。
二、实验内容:
使用MATLAB中的Simulink工具箱搭建ASK调制及解调的框图（使用模拟相乘法及相干解调法）
三、主要仪器设备
Win732位操作系统笔记本电脑，及软件MATLABR2009a
四、主要操作方法与实验步骤:
1、首先进入matlab，在命令窗口输入simulink，进入simulink界面。
2、然后使用Simulink中的工具，画出如下的ASK调制及解调的框图。
3、simulink中包括很多模块，比如积分模块，传递函数模块等，simulink功能非常强大。
要想在simulink中建模，首先要建立一个空白页，然后将所需要的模块从模块库中拖入，然后对模块设置参数即可。
完成框图后，再单击File菜单中的Save命令进行保存，保存的扩展名为.mdl文件。
五、实验结果与分析
1、打开MATLAB使用Simulink中的工具，画出ASK调制及解调的框图，然后对模块设置参数（参数为实验指导书所要求）。
2、点击黑色三角按钮运行，双击示波器，出现如下波形：
由仿真结果可知，相比而言，ASK调制在解调时对于滤波器与噪声参数的设置最为敏感，在理论值情况下，其解调波形边沿仍存在不规则形状。
1.ASK信号解调时对于滤波器参数敏感，应注意根据实际调整滤波器参数。
而且，与其他数字调制方式相比，ASK对噪声更为敏感。
2.当ASK信号信源幅度为1时，判决器判决门限并非0.5，而应该设置为0.25。
这是因为：
假设信源为m（t）,载波为cos
，则解调信号为m（t）*co
=m（t）*（
）=
+
，经过低通滤波器后仅剩下
一项，故判决时应将门限设置此项的一半，即0.25。
六、讨论、心得
此实验要主意示波器的两个输入，才能链接序列产生器。
利用MATLAB的Simulink的工具，很容易的进行2ASK的调制与解调的仿真实验，相对前两个实验，难度较低些，只要按照老师的实验指导书一步步的做，很容易得到实验结果。
七.辅导教师点评:
教师签字：
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