数字通信技术实验指导讲解

数字通信技术

实验指导书

电子与信息工程学院

2015年6月

实验一分组交织编码的MATLAB实现

1 实验目的

1、掌握分组交织编码的原理；

2、进一步学习Matlab软件的使用和编程；

3、提高独立设计实验的能力。

2 实验要求

1、课前预习实验，实验原理必须论述清楚；

2、实验报告中列出所有的Matlab源程序并解释代码；

3、实验结果（波形图）必须粘贴在实验报告中；

4、实验报告上写上自己的学号和姓名。

3 实验代码与结果

1、长度≤N的长突发错误通过解交织被离散为随机错误，错误码元之间的最小间隔为M。

s1=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24]

x1=reshape(s1,4,6) %交织器的输入按列写入

x1(2,4)=0;x1(2,5)=0;

x1(2,6)=0;x1(3,1)=0;x1(3,2)=0 %产生长度为5的长突发错误

s2=reshape(x1',1,24) %交织器的输出按行读出

x2=reshape(s2,6,4)' %解交织器的输入按行写入

s3=reshape(x2,1,24) %解交织器的输出按列读出

s3(1,3)=3;s3(1,7)=7;

s3(1,14)=14;s3(1,18)=18;s3(1,22)=22 %通过分组码纠正随机错误

a=[s1,s2,s3] %对比三个输出

plot(s1,s2)

2、对于周期性的单个错误（间隔为N），通过解交织后会转化为长度为M的单个长突发错误。

s1=[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24]

x1=reshape(s1,4,6)

x1(1,3)=0;x1(2,3)=0;

x1(3,3)=0;x1(4,3)=0

s2=reshape(x1',1,24)

x2=reshape(s2,6,4)'

s3=reshape(x2,1,24)

a=[s1,s2,s3]

plot(s1,s2)

实验二直接序列扩频的SIMULINK实现

1 实验目的

1、掌握直接序列扩频的原理；

2、进一步学习SIMULINK的使用；

3、提高独立设计实验的能力。

2 实验要求

1、课前预习实验，实验原理必须论述清楚；

2、实验报告中列出SIMULINK的仿真图和注释；

3、实验结果（波形图）必须粘贴在实验报告中；

4、实验报告上写上自己的学号和姓名。

3 实验原理

一、直接序列扩频通信系统的发射机设计图（BPSK调制）图4.1是直接序列扩频通信系统的发射机设计图，其中d(t)是代表信源信息，c(t)代表的是扩频码，这两个相乘后得到扩频后的序列，再将此序列送入调制器中，使用载波对其进行载波调制，将其频谱搬移到合适频谱位置上，然后发射出去。

二、扩频调制仿真模块

打开Matlab，在Command Windows里面输入Simulink，这时Matlab会调用出Simulink仿真工具箱。在扩频调制模块中我们需要的模块有：PN码发生器（PN

Sequence Generator）、极性转换器（Unipolar to Bipolar Converter）、伯努利二进制发生器（Bernoulli Binary Generator）、乘法器（Product）、零阶保持器（Zero-Order Hold）、示波器（Scope）、频谱分器（Spectrum Scope）。

1．

1．模块的查找与连接

对于这些模块的查找，我们只需要在Simulink的搜索栏里输入相应的名称，并且此种查找方式支持模糊查询，即不用完全输入全名，如图4.3。

依照这个方式，我们可以很方便的找到相应的模块，并且依照图4.2依次连接起来。

2．各个模块的参数设置

PN码发生器：PN码发生器用于生成扩频码序列，生成的是{0,1}分布的序列，在进行载波调制前，扩频后的序列需要是{-1，+1}分布的序列。因此在进行扩频调制前，PN码需要经过极性转换器将其转换为{-1，+1}分布的序列，经过扩频处理后，才能进行BPSK调制。对于PN码发生器的参数设置，如图4.4。

PN码发生器产生的是m序列码。在参数设计中Generator polynomial是m序列的参数设置，本次仿真中设置的是101011001。

初始状态（Initial states）设置，这个值可以设定为任何非全零状态的值。

偏移覆盖矢量（Output mask vector）设置，主要作用是平移生成的PN码，该参数和初始状态共同作用，平时只需要保持默认值0就行。

采样时间（Sample time）设置，其实就是PN码速率设定，前面我们已经介绍过关于码序列的性质，由于我们采用的8阶的m序列，在一个周期里有255个码片，所以这里把码速率设定为255kbit/s。

伯努利二进制发生器：由于本文主要是进行扩频调制的仿真，不用通过信道，也无需解调仿真，因此在信源方面直接采用简单的信源发生装置，而没有采用信道编码。伯努利二进制发生器能够产生{0,1}分布的序列，然后经过极性转换器变换成

{-1，+1}分布的序列，进行扩频后，进入BPSK调制模块。伯努利二进制发生器的参数设置如图4.5。

在伯努利二进制发生器中，我们主要设置其采样时间（Sample time），即就是信源的码速率设置，这里我们设置为1kbit/s。

极性转换器：如图4.6，是极性转换器的的参数设置框，在参数设置框中，M-ary Number是极性转换设置，假设输入是{0,1}，如果将此参数设置为2，则输出为{-1，+1}，如果设置为3，则输出为{-1,0,+1}。在本次仿真中我们需要将其转换为{-1，+1}，则将此参数设置为2即可。扩频调制模块中有两个极性转换器，这两个功能是一样的，则参数设置也是一样的。

Zero-Order Hold 模块：Zero-Order Hold 模块是零阶保持模块，本次仿真中采用了两个这样的模块。Zero-Order Hold1 的采样率设置为1/1e5，Zero-Order Hold2采样率设置为1/2.55e6.如图4.7。

频谱示波器：频谱示波器的参数设置比较复杂，如图4.8所示。