移动通信实验.docx

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移动通信实验

贵州大学实验报告

学院：

电气工程学院专业：

电子信息工程班级：

电信091

姓名

燕渊

学号

0908040243

实验组

实验时间

2012-12-06

指导教师

宁媛

成绩

实验项目名称

移动通信实验：

CDMA通信系统研究与仿真

实验目的

1.学会matlab的安装

2.熟悉程序的开发流程,

3.初步掌握Simulink的使用方法

实验要求

安装matlab软件

对直接扩频的码分多址通信系统的仿真

实验原理

模型分析工具包括线性化和平衡点分析工具、MATLAB的许多工具及MATLAB的应用工具箱。

由于MATLAB和Simulink的集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。

根据CDMA通信系统的原理及传输方法，可初步设计直序扩频系统原理图如下：

直序扩频系统原理框图

在发射端，信息从信源传出，系统对信息进行调制，产生高频信号。

PN码发生器产生用于直接扩频的正交码组。

扩频操作是调制后信号与用于扩频的码组直接相乘。

扩频信号通过信道传输进入接受端。

解扩操作是把扩频信号与扩频码组直接相乘的到原有调制信号。

然后对调制信号进行解调。

最终接受到信源所发出的信号。

实验仪器

计算机一台

实验内容

通过Simulink进行仿真

直接扩频的码分多址通信系统的仿真模型

如图所示是直接扩频的码分多址通信系统的仿真模型。

三个BernoulliRandomIntegerGenerator（伯努利二进制随即信号发生器）表示三个不同用户发射各自的通信信息（基带信号），码元宽度为0.01s，见表5.1。

基带信号馈入载频为3000Hz的M-DPSKModulatorPassband（带通M-DPSK调制器）。

PNSequenceGenerator（伪随机序列发生器）产生用于直接扩频的正交码组。

它产生的是m序列，见表5.2。

m序列有很好的正交性（很强的自相关性和很弱的互相关性）。

M序列的码元宽度为，即带信号码原宽度正好是m序列码元宽度的30倍，正好是两个m序列周期。

延迟4个码元及延迟7个码元的两个码组与原始的码组构成三个正交码组，他们分别对三个用户信号进行直接扩频。

扩频的操作是将基带信号与用于扩频的码组直接相乘。

扩频后的信号在Sum（相加器）中混合，并通过高斯白噪声信道，见表5.8。

信道的Es/No（信噪比）为-20dB的传输环境以后进入结合部分。

这表现了码分多址通信的特点：

在同一时间、同一频段利用正交码组承载不同的用户的信息传输。

在接收端，信号优先进行解扩，应用了与发射端相同的码组进行解扩。

因为码组有很强的自相关性和很弱的互相关性，只是将受到相同码组扩频的信号提取出来。

解扩的操作与扩频的操作类似，将基带信号与用于解扩的码组直接相乘。

解扩完成以后，进入M-DPSKDemodulatorPassband（带通M-DPSK解调器）进行解调，解调后的信号输入误码表。

三个误码表的接收延迟时间设为1，分别记录了经扩频、混合、解扩以后的各路信息失真情况。

实验步骤

1.安装matlab,输入simulink,然后仿真出直接扩频的码分多址通信系统模型。

2.参数设置如下：

模块名称BernoulliRandomIntegerGenerator

位置CommunicationBlockset\CommSources

表1BernoulliRandomIntegerGenerator（伯努利二进制随即信号发生器）的参数设置

参数名称

参数值

M-arynumber（元数）

2

Initialstate（初始化种子）

12345

Sampletime（采样时间）

0.01

BernoulliRandomIntegerGenerator（伯努利二进制随即信号发生器）的参数设置

模块名称PNSequenceGenerator

位置CommunicationBlockset\CommSources

表2PNSequenceGenerator（伪随机序列产生器）的参数设置

参数名称

参数值

Generatorpolynomial（生成多项式）

[111101]

Initialstate（初始状态）

[00100]

Shift（ormask）（移动）

0

Sampletime（采样时间）

0.001/31

图PNSequenceGenerator（伪随机序列产生器）的参数设置框图

模块名称Relay

位置Simulink\Discontinuities

表3Relay（继电器）的主要参数

参数名称

参数值

Switchonpoint（大于等于时，开关打开）

0.5

Switchoffpoint（小于等于时，开关关闭）

0.5

Outputwhenon（开关打开时输出值）

1

Outputwhenoff（开关关闭时输出值）

－1

Samplingtime（采样时间）

－1

图Relay（继电器）的参数设置框图

模块名称M-PSKModulatorPassband

位置CommunicationsBlockset\Modulation\DigitalPassbandModulation

表4M-PSKModulatorPassband（通带M-PSK调制器）的主要参数

参数名称

参数值

M-arynumber（元数）

2

Inputtype（输入类型）

Bit

Constellationordering（分布秩序）

Binary

Symbolperiod（s）（符号周期）

0.01

Basebandsamplespersymbol（每符号基带采样）

1

Carrierfrequency（Hz）（载频）

3000

Carrierinitialphase（rad）（载频初始相位）

Pi/2

OutputSamplingtime（输出采样时间）

0.001/31

图M-PSKModulatorPassband（通带M-PSK调制器）的参数设置框图

模块名称M-PSKDemodulatorPassband

位置CommunicationsBlockset\Modulation\DigitalPassbandModulation

表5M-PSKDemodulatorPassband（通带M-PSK解调器）的主要参数

参数名称

参数值

M-arynumber（元数）

2

Inputtype（输入类型）

Bit

Constellationordering（分布秩序）

Binary

Symbolperiod（s）（符号周期）

0.01

Basebandsamplespersymbol（每符号基带采样）

1

Carrierfrequency（Hz）（载频）

3000

Carrierinitialphase（rad）（载频初始相位）

Pi/2

OutputSamplingtime（输出采样时间）

0.001/31

图5.7M-PSKDemodulatorPassband（通带M-PSK解调器）的参数设置框图

模块名称M-DPSKModulatorPassband

位置CommunicationsBlockset\Modulation\DigitalPassbandModulation

表6M-DPSKModulatorPassband（通带M-DPSK调制器）的主要参数

参数名称

参数值

M-arynumber（元数）

2

Inputtype（输入类型）

Bit

Constellationordering（分布秩序）

Binary

Symbolperiod（s）（符号周期）

0.01

Basebandsamplespersymbol（每符号基带采样）

1

Carrierfrequency（Hz）（载频）

3000

Carrierinitialphase（rad）（载频初始相位）

Pi/2

OutputSamplingtime（输出采样时间）

0.001/31

图M-DPSKModulatorPassband（通带M-DPSK调制器）的参数设置框图

模块名称M-DPSKDemodulatorPassband

位置CommunicationsBlockset\Modulation\DigitalPassbandModulation

表7M-DPSKDemodulatorPassband（通带M-DPSK解调器）的主要参数

参数名称

参数值

M-arynumber（元数）

2

Inputtype（输入类型）

Bit

Constellationordering（分布秩序）

Binary

Symbolperiod（s）（符号周期）

0.01

Basebandsamplespersymbol（每符号基带采样）

1

Carrierfrequency（Hz）（载频）

3000

Carrierinitialphase（rad）（载频初始相位）

Pi/2

OutputSamplingtime（输出采样时间）

0.001/31

图M-DPSKDemodulatorPassband（通带M-PSK解调器）的参数设置框图

模块名称AWGNChannel

位置CommunicationBlockset\Channels

表8AWGNChannel（加性高斯白噪声信道）的主要的参数

参数名称

参数值

Initialseed（初始化种子）

1237

Mode（模型）

Signaltonoiseration（Es/No）（信噪比）

Es/No（dB）（信噪比）

-20

Inputsignalpower（输入信号功率）

1

Symbolperiod（符号周期）

0.001/30

图AWGNChannel（加性高斯白噪声信道）的参数设置框图

模块名称ErrorRateCalculation

位置CommunicationBlockset\CommSinks

表9ErrorRateCalculation（误码率计算）的主要参数

参数名称

参数值

Receivedelay（接收延迟）

1

Communicationdelay（计算延迟）

0

Computationmode（计算模式）

Entireframe

Outputdata（输出数据）

Port

图ErrorRateCalculation（误码率计算）的参数设置框图

模块名称Display

位置Simulink\sinks

表10Display（显示器）的参数设置

参数名称

参数值

Format（数据形式）

Short

decimation（显示抽取方式）

1

Sampletime（采样时间）

-1

图Display（显示器）的参数设置框图

仿真结果

图M-DPSK调制频谱图

图M-PSK调制频谱图

图scope所示波形对比

图scope1所示波形对比

图M-DPSK调制波形

图解扩后经M-DPSK调制的波形

图扩频后波形

图误码分析

三个误码表分别显示为：

0.018，0.01，0.04

表示三个信号传输的误码率分别为1.8﹪，1﹪，4﹪

实验总结

通过实验，我学会了matlab的安装，熟悉了程序的开发流程,，初步掌握Simulink的使用方法，学会了在实验中遇到问题，首先要分析问题，查找资料，解决问题。

指导教师意见

签名：

年月日