电子科技大学 移动通信原理课程设计一要点

移动通信原理课程设计一题目一：无线信道的分析一、实验目的1.了解无线信道各种衰落特性；2.掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义；3.利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。二、实验原理调制解调概述调制是将各种基带信号转换成适于信道传输的调制信号(已调信号或频带信号)，就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化，将信息荷载在其上形成已调信号传输，而解调是调制的反过程，通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。下图为调制与解调的过程示意图。数字调制和数字解调统称为数字调制。调制与解调过程示意图调制技术分为模拟调制技术与数字调制技术，其主要区别是：模拟调制是对载波信号的某些参量进行连续调制，在接收端对载波信号的调制参量连续估值，而数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送信息，在接收端只对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制系统中有幅度键控(ASK)、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)三种方式，其中移相键控调制方式具有抗噪声能力强、占用频带窄的特点，在数字化设备中应用广泛，具体的数字调制方式有2ASK、2PSK、2FSK、QAM、QPSK、MSK、GSMK等。OPSK信号产生的原理QPSK信号波形正交相移键控（QPSK）就是四进制绝对相位调制4PSK，就是用四进制数字信息去控制载波的相位，使得载波相位改变一个值△φn需要有四种取值和它对比。通常有两种△φn等间隔选择方案，一种称为π/2型，另一种称为π/4型，可以使得平均误码率尽可能减小。如图2-16（a）所示。图2-16四进制相位调制相位匹配图四种信息码元和四种相位值之间的对应关系很多，要求相邻两个相位值代表的数字信息之中只有一位不相同。这么做是为了降低系统的平均误比特率，因为当受到噪声等干扰影响的时候，一个相位值很容易错判成其相邻相位值。一种常用的相位配置如图2-16（b）所示。QPSK波形如图2-17所示。图2-17QPSK波形QPSK波形的产生QPSK调制器的任务就是产生给定信息时的QPSK信号，通常有两种实现方法：相位选择法和正交法。相位选择法的框图如图所示。正交法的框图如图所示。因为QPSK是由两路2PSK信号相加得到的，又因为两路2PSK信号是相互独立的，所以QPSK的功率谱等于上、下两路2PSK功率谱的叠加。频带利用率可以有两种定义，一种定义为单位频带内的码元速率，但为了对不同进制调制方式的频带利用率进行对比，通常定义为单位频带内的信息传输速率。三、仿真结果图1通信系统搭建图图2瑞利衰落前的星座图图4瑞利衰落后的星座图图5瑞利衰落前图6瑞利衰落后四、实验分析1．DfTc/1,由题可得：相关时间为1/200S即0.005S。由题目可得：rms=3.74e-6s,所以信号相关带宽为：42.5KHz.2．这个地方在运行过程中点击信道没有看到图像，不知道什么原因，百度了一个下午，没有结果，也请教了别人，仍旧没有结果。（注：交作业时候问老师）3．分析星座图的变化答：QPSK调制相位跳变最大为±pi，最小为±pi/2由图二知仿真满足要求。图三和图四知，信号通过瑞利信道后星座图出现失真。因信号受瑞丽信道的干扰在星座图上出现相位和幅度失真，且不同时刻，失真大小不一。题目二BPSK/QPSK链路搭建与性能分析一、实验目的掌握基于simulink的BPSK、QPSK典型通信系统的链路实现，仿真BPSK/QPSK信号在AWGN信道、单径瑞利衰落信道下的误码性能。二、实验作业基于simulink搭建BPSK/QPSK通信链路，经过AWGN信道，接收端相干解调，观测信号的功率谱，仿真并绘出BPSK和QPSK信号在0b/NE为0~10dB时（间隔：1dB）误比特率性能曲线，与理论性能（需写出理论公式，画出理论性能曲线）对比。仿真参数：仿真点数：106信源比特速率：1Mbps。在1的基础上，信号先经过平坦（单径）瑞利衰落，再经过AWGN信道，假设接收端通过理想信道估计获得了信道衰落值（勾选衰落信道模块的“Complexpathgainport”）。仿真并绘出BPSK和QPSK信号在0b/NE为0~40dB时（间隔：5dB）误比特率性能曲线。信道仿真参数：最大多普勒频移为100Hz。仿真点数（按几十~几百个相干时间来计算）。第一问：不经过瑞利衰落的仿真图仿真图：图1BPSK/QPSK调制信号经过高斯白噪声信道的链路图以下为仿真中QPSK和BPSK的信号频谱图通过使用bertool绘制出的误比特率变化图与实际的相比较的：第二问：经过瑞利衰落：QPSK信号的误比特率：2/21rerfcPeBPSK信号的误比特率：rerfcPe21第二问：经过瑞利平坦和高斯衰落信道后框图：频谱图：题目3：OFDM通信链路搭建与性能分析一、实验目的基于simulink搭建OFDM仿真通信链路，理解OFDM收发链路处理过程，仿真分析OFDM/16QAM信号在不同信道下的误比特率性能。二、实验作业1.基于simulink搭建OFDM通信收发链路，OFDM参数如下：1)子载波间隔：15kHz2)子载波个数：2048SCN3)FFT点数：2048FFTN4)CP长度：144CPN5)采样频率：30.72sfMHz6)采样时间sT：1sf7)调制方式：16QAM8)OFDM符号周期：FFTCPsNNT9)信源符号周期：FFTCPsSCNNTN2.观测OFDM信号的功率谱，并分析。3.在AWGN信道下，仿真该系统在0bEN为0:1:13dB时的信源误比特率性能，并绘制信源误比特率仿真曲线，与理论性能进行对比分析。4.在单径瑞利衰落（100dfHz）信道下，仿真该系统在理想估计时、0bEN为5:5:40dB时的误比特率性能，并绘制信源误比特率曲线，分析系统性能。系统图：频谱分析图：分析：OFDM符号的功率谱密度为N个子载波上信号的功率谱密度之和，由图可得，当子载波数N变大时，幅频特性会更加平坦，边缘会更加陡峭，所以可以逼近理想的低通滤波器。3.分析仿真的与实际误比特率：分析;随着0/NEb的增大，OFDM的仿真和实际误比特率都在减小，规律相同，但是减小的趋势不同，实际的减小地更快一点。