太原理工大学13级无线网络通信技术实验报告.docx
实验报课程名称：无线网络通信技术实验工程：无线网络通信技术实验实验地点：行勉楼A302专业班级：软件1319班学号:2023005655学生姓名：张卫东指导教师：张魏2023年4月22日太原理工大学实验报告一学院名称软件学院专业班级软件1319实验成绩学生姓名张卫东学号2023005655实验日期2023课程名称无线网络通信技术实验题目四相移相键控IQPSK）调制及解调实验一、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Win864位操作系统笔记本电脑及MATLABR2023a四、主要操作方法与实验步骤：程序代码与功能QPSK的调制解调，基带信号点数I（限偶数），基波频率WO可设置clearall;nb=32;%传输的比特数T=I;fc=8T;ml=2;c = 4*nb;delta_T=T/c;fs=ldeltaT;t=0:delta T:nb*T-delta T%基带信号宽度，也就是基波频率%载波频率%调制信号类型的一个标志位(选取2的原因见23行)%单周期采样点数N=Iength(t);% 调制局部采样间隔采样频率限定t的取值范围c * nb 采样数%基带信号的产生 data=fiX(2*rand(1, nb);datanrz=data. *2-1;for i=l:nbforend forendidatal=ich. *a;%奇数位数据与余弦函数相乘，得到路的调制信号调用一个随机函数(0or1),输出到一个1*100的矩阵变成极性码datal(i-l)delta-T+l: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=l:nbdata(i-l)delta-T+l: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-l);%将奇偶位分开,因此间隔Inl为2qdata=datanrz(2:ml:nb);%QPSK信号的调制i=knb2ich(2*(i-l)deltaT+l):2*(i/delta_T)=idata(i);ii=l:N/Ta(ii)=(lsqrt(2)*cos(2*pi*fc*t(ii);forj=knb2qch(2*(j-l)/delta_T+l):2*(j/delta_T)=qdata(j);endforjj=l：N/Tb(jj)=(lsqrt(2)*sin(2*pi*fc*t(jj);endqdatal=qch,*b;%偶数位数据与余弦函数相乘，得到另-路的调制信号st=idatal-qdatal;犒%信道中SNR=O;%信噪比stn=awgn(st,SNR);%蒯映%解调%溉%嬲曝%嬲%嬲设计滤波器%嬲嬲%B,A=butter(3,0.01,low,);hl,w=freqz(B,A);%嬲%嬲%嬲相干解调ist=stn.*a;p=length(ist)qst=stn.*(-b);%嬲%嬲滤波istl=filter(B,A,ist);qstl=filter(B,A,qst);%嬲嬲%嬲%厥%嬲%嬲%抽样判决%嬲fori=1:nb/2ifistl(2*(pnb)*(i-l)+(l*(pnb)>=0in(i)=1；elsein(i)=0;endifqstl(2*(pnb)*(i-l)+(l*(pnb)>=0qn(i)=1；elseqn(i)=0;endend%厥嬲%溉%厥%厥%并串转换fori=1:nb/2y(2*i-l)=in(i);y(2*i)=qn(i);endfori=1:nbyy(il)deltaT+l:i/deltaT)=y(i);enddatayNfigure;subplot(4,1,1)PIOt(dataO*O.7),title('基带信号，4096维二进制序列，对应向量是data。')；subplot(4,1,2)Plot(datal*O.7),title('双极性信号,4096维双极性序列,对应向量是datal');subplot(4,1,3)PlOt(ich*0.7),title(T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)PIOt(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(T,1)的序列,对应向量是istl');subplot(4,1,4)PIOt(qst1),title('Q路解调波形，4096维且值为(T,l)的序列,对应向量是qstl');%®figure;subplot(4,2,1);plot(dataO*O.7),title(,基带信号');subplot(4,2,2);psd(abs(fft(data),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*O.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、实验结果与分析实验截图：六、讨论、心得在实验过程中了解了QPSK调制解调的原理及其特性，以及掌握利用了MATLAB编程实现QPSK实现调制及解调。基带信号与解调之后的基带信号一致。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软件1319实验成绩学生姓名张卫东学号2023005655实验日期2023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。二、实验内容：1、按照课本P182图5-5,设计4阶m序列产生方法。并编写MATLAB程序，要求输出周期为15的m序列“000111101011001"2、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。三、主要仪器设备Win864位操作系统笔记本电脑及MATLABR2O23a四、主要操作方法与实验步骤：根本原理：CDMA通信要求扩频序列具有良好的伪随机特性。由于随机噪声难以重复产生，而伪随机噪声便于重复产生，因而伪随机序列(PN序列)被广泛应用于扩频通信。目前应用最广的是m序列，它是由线性反应移存器产生的周期最长的二进制数字序列。码分多址系统主要采用两种长度的m序列：一种是周期为的m序列，又称短PN序列；另一种是周期为242-1的m序列，又称为长PN码序列。m序列主要有两个功能：扩展调制信号的带宽到更大的传输带宽，即所谓的扩展频谱；区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号。1、产生原理图2-1给出了一个4阶移位存放器序列生成器。模2相加器图2-14阶移位存放器序列生成器该序列生成器能够产生周期为15的0,1二值序列。设初始状态31,a2,a3,a4)=(1,0,0,0),那么周期序列输出为：000111101011001o图2-2是反应移存器生成的m序列状态图。100011001I101111011110110101101011010110001110010100001000011000图2-24阶m序列状态图第1时刻：a4=l,a3=0,a2=0,al=0此时,a4al=l÷a4第2时刻：a4=l,a4÷a3=l,a3fa2=0,a2fal=0,因此a4,a3,a2tal=l,1,0,0,此时a4al=l÷a4÷第3时刻：a4=l,a4÷a3=l,a3>a2=l,a29al=0,因此a4,a3,a2,al=l,1,1,0,其它时刻和此类似。最后如图2-1。(3) m序列的特点平衡特性 在m序列的一周期中，“1的个数仅比“0"的个数多L即“1"的个数为(N+l)2,itQff的个数为(N-I)/2。(N为周期) 例如，由4阶移位存放器序列生成器产生的序列中，“1的个数为8,“0”的个数为7。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Oo(HlIlOlOlloOl序列，共有Oo0、IllK0、1、0、IK00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1/8o延位相加特性一个m序列Ml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Ml的某次迟延移位序列M3。即：M3=M1M2例如，m=7的m序列Ml=1110010,M2=0111001,UlooloOlIlool=100lo11。而将Ml向右移位5次即得到1001011序列。实验步骤：(1)按照图2-1,设计4阶m序列产生方法。(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“0001111求OIlOO1"。(3)编写程序验证In序列的相关性质，要求至少验证一条性质。程序代码：clearall;al=l;a2=0;a3=0;a4=0;m=15;for
