USRP-OFDM通信系统实验报告
通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告通信系统综合实验报告一、实验目的本实验旨在探究通信系统的各种关键要素，并通过实际操作和数据分析来验证理论知识的应用。
二、实验设备1. 信号发生器：用于产生不同频率、幅度和波形的信号。
2. 示波器：用于观测和测量信号的波形、幅值和频率等。
3. 混频器：用于合并和分离信号。
4. 模拟调制解调器：用于模拟信号的调制和解调。
5. 数字调制解调器：用于数字信号的调制和解调。
6. 信道模型：用于模拟信道传输过程中的噪声和损耗。
7. 通信接口：用于连接实验设备和计算机。
三、实验步骤1. 信号发生器设置- 将信号发生器连接到示波器，设置合适的频率和幅度。
- 通过示波器观察并记录信号波形。
2. 信号调制- 使用模拟调制解调器将基带信号调制为高频信号。
- 使用数字调制解调器将数字信号调制为高频信号。
- 观察和记录调制后的信号波形，并与之前的基带信号进行对比。
3. 信号解调- 使用模拟调制解调器将高频信号解调为基带信号。
- 使用数字调制解调器将高频信号解调为数字信号。
- 观察和记录解调后的信号波形，并与之前的高频信号进行对比。
4. 信道传输- 将信号通过信道模型进行传输，并引入一定的噪声和损耗。
- 观察和记录传输前后的信号波形，并分析噪声和损耗对信号质量的影响。
5. 实验数据分析- 根据实验中观察和记录的数据，分析信号调制、解调和信道传输的性能。
- 绘制实验结果图表，比较不同参数下的信号质量差异。
- 探讨实验中遇到的问题和改进措施。
四、实验结果与结论通过实验，我们验证了信号调制、解调和信道传输对于通信系统的重要性。
合理的调制方式和适当的信道模型可以提高信号的质量和传输效率。
同时，实验中观察到噪声和损耗对信号的影响，为进一步优化通信系统提供了思路和方向。
五、实验总结本实验通过实际操作和数据分析，深入了解了通信系统的综合应用。
实验过程中，我们不仅学习了相关的理论知识，还充分感受到了实际应用中的挑战和改进空间。
通信网实验报告
通信网原理实验报告实验一 OSPF1仿真一．实验目标学会配置开放最短路径优先（OSPF）路由协议，配置适当的设置位于Router1, Router2, and Router4。
二．实验拓扑结构三．命令综述四．实验使用的IP地址和子网掩码如下表所示五．实验任务任务1：配置路由器在这个任务中，你将要配置Router1, Router2, 和 Router4，使他们通OSPF进行相互间的通信。
1．参考IP地址和子网掩码表，为Router1, Router2, 和 Router4配置合适的主机名、IP地址和子网掩码,启用接口，再为Router1配置一个时钟频率为64kbps的串行0/0接口。
2.运用网络连接查看命令（ping），验证每个路由器都可以成功的连接到与它直接相连的路由器。
任务2：配置OSPF这个任务将要介绍如何为路由器配置OSPF，OSPF是一个使用迪杰斯特拉算法为网络计算最短路径的链路状态路由协议，OSPF通过将链路数据组播传递给网络中的所有路由器来改变网络的拓扑结构，以此来维护整个网络的树视图。
1.让Router1启用OSPF，并且使用100的进程ID：2.对于Router1，发出以下命令添加有效的网络接口，合适的掩码，和区域0：3.对于Router2，启用OSPF，并且发出以下命令添加有效的网络，掩码，和区域ID：4.对于Router4，启用OSPF，并且发出以下命令添加有效的网络，掩码，和区域ID：任务3：验证OSPF在这个任务中，你将使用ping 命令和显示命令来验证OSPF执行了你的配置。
1.三个路由器都配置了OSPF，此时应该允许有一个短的时间延时，因为网络需要时间调整。
Router2和Router4并没有直接相连，但ping会成功。
2.对于Router2，发出命令使它显示路由表，并且说明OSPF到网络172.16.10.0的管理位距是多少：解答：OSPF到网络172.16.10.0的管理位距是100。
通信系统实验报告
通信系统实验报告一、实验目的本次通信系统实验的主要目的是深入了解通信系统的基本原理和关键技术，通过实际操作和测量，掌握通信系统中信号的传输、调制解调、编码解码等过程，并分析系统性能和影响因素。
二、实验原理1、通信系统的组成通信系统一般由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
信源产生原始信息，发送设备对信号进行处理和变换，使其适合在信道中传输，信道是信号传输的媒介，接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理，恢复出原始信息，信宿则是信息的接收者。
2、调制解调技术调制是将基带信号变换为适合在信道中传输的高频信号的过程，常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
解调则是从已调信号中恢复出原始基带信号的过程。
3、编码解码技术编码用于提高信号传输的可靠性和有效性，常见的编码方式有差错控制编码（如卷积码、Turbo 码等）和信源编码（如脉冲编码调制PCM）。
解码是编码的逆过程。
三、实验设备及材料本次实验使用的设备包括信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信原理实验箱等。
四、实验步骤1、搭建通信系统实验平台按照实验指导书的要求，将实验设备连接好，组成一个完整的通信系统。
2、产生基带信号使用信号发生器产生一定频率和幅度的正弦波作为基带信号。
3、调制将基带信号分别进行 AM、FM 和 PM 调制，观察调制后的信号波形和频谱。
4、信道传输将调制后的信号通过信道传输，模拟信道中的噪声和衰减。
5、解调在接收端对已调信号进行解调，恢复出基带信号，并与原始基带信号进行比较。
6、编码解码对基带信号进行编码处理，然后在接收端进行解码，观察编码解码前后信号的变化。
7、性能分析测量调制解调后的信号的误码率、信噪比等性能指标，分析不同调制方式和编码方式对系统性能的影响。
五、实验结果与分析1、调制实验结果（1）AM 调制AM 调制后的信号波形呈现出包络随基带信号变化的特点，频谱中包含载频和上下边带。
在小信号调制时，调幅指数较小，解调后的信号失真较大；在大信号调制时，调幅指数较大，解调后的信号较为接近原始基带信号。
通信系统实验报告
通信系统实验报告第一点：实验背景与目的通信系统作为现代社会信息交流的重要基础，其稳定性和高效性直接关系到人们的日常生活和工作。
随着科技的快速发展，通信系统也在不断更新和升级，为了适应日益增长的信息传输需求，提高通信系统的性能和可靠性，本实验报告围绕通信系统的相关理论和实践展开。
本次实验的主要目的是让实验者深入了解通信系统的基本原理和工作机制，通过实际操作和观察，掌握通信系统的性能评估方法，并能够针对实际问题进行分析和解决。
通过实验，实验者能够更好地理解通信系统在现代社会中的重要性和应用价值，提高实验者对通信系统的兴趣和热情。
第二点：实验原理与方法通信系统实验基于一定的原理和方法进行，以下是实验中涉及的主要原理和方法：1.通信系统模型：通信系统主要由发送端、传输介质、接收端组成。
发送端将信息进行编码和调制，通过传输介质发送给接收端，接收端对接收到的信号进行解调和解码，恢复出原始信息。
2.信号调制与解调：调制是将基带信号转换为适合在传输介质上传播的信号的过程，解调则是将接收到的信号转换回基带信号的过程。
常用的调制方法有幅度调制、频率调制和相位调制等，解调方法有同步解调、平方解调等。
3.信号编码与解码：编码是将信息转换为适合传输的信号的过程，解码是将接收到的信号转换回原始信息的过程。
常用的编码方法有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）等。
4.信号滤波与噪声分析：信号滤波是为了去除传输过程中的噪声和干扰，提高信号质量。
噪声分析则是通过对信号的统计特性进行分析，评估通信系统的性能。
5.通信系统性能评估：通过模拟实验，可以对通信系统的误码率、信噪比、传输速率等性能指标进行评估。
常用的评估方法有误码率计算、信噪比计算等。
在实验过程中，实验者需要根据实验要求搭建通信系统实验平台，进行实际的信号传输和处理，观察实验结果，并根据实验数据进行分析和讨论。
通过实验，实验者能够深入理解通信系统的原理和方法，提高实验者的实验技能和科学研究能力。
OFDM系统仿真实验报告
无线通信——OFDM系统仿真一、实验目的1、了解OFDM 技术的实现原理2、利用MATLAB 软件对OFDM 的传输性能进行仿真并对结论进行分析。
二、实验原理与方法1 OFDM 调制基本原理正交频分复用(OFDM)是多载波调制(MCM)技术的一种。
MCM 的基本思想是把数据流串并变换为N 路速率较低的子数据流，用它们分别去调制N 路子载波后再并行传输。
因子数据流的速率是原来的1/N ，即符号周期扩大为原来的N 倍，远大于信道的最大延迟扩展，这样MCM 就把一个宽带频率选择性信道划分成N 个窄带平坦衰落信道，从而“先天”具有很强的抗多径衰落和抗脉冲干扰的能力，特别适合于高速无线数据传输。
OFDM 是一种子载波相互混叠的MCM ，因此它除了具有上述毗M 的优势外，还具有更高的频谱利用率。
OFDM 选择时域相互正交的子载波，创门虽然在频域相互混叠，却仍能在接收端被分离出来。
2 OFDM 系统的实现模型利用离散反傅里叶变换( IDFT) 或快速反傅里叶变换( IFFT) 实现的OFDM 系统如图1 所示。
输入已经过调制(符号匹配) 的复信号经过串P 并变换后,进行IDFT 或IFFT 和并/串变换,然后插入保护间隔,再经过数/模变换后形成OFDM 调制后的信号s (t ) 。
该信号经过信道后,接收到的信号r ( t ) 经过模P 数变换,去掉保护间隔以恢复子载波之间的正交性,再经过串/并变换和DFT 或FFT 后,恢复出OFDM 的调制信号,再经过并P 串变换后还原出输入的符号。
图1 OFDM 系统的实现框图从OFDM 系统的基本结构可看出, 一对离散傅里叶变换是它的核心,它使各子载波相互正交。
设OFDM 信号发射周期为[0,T],在这个周期内并行传输的N 个符号为001010(,...,)N C C C -，,其中ni C 为一般复数, 并对应调制星座图中的某一矢量。
比如00(0)(0),(0)(0)C a j b a b =+⋅和分别为所要传输的并行信号, 若将其合为一个复数信号, 很多个这样的复数信号采用快速傅里叶变换, 同时也实现对正交载波的调制, 这就大大加快了信号的处理调制速度(在接收端解调也同样) 。
通信系统综合实验报告
通信系统综合实验报告实验一无线多点组网一、实验步骤1、组建树型网络组建5个节点的树形网络，阐述组建的过程。
2、进行数据传输节点之间进行通信，并记录路由信息，最后，进行组播和广播，观察其特点。
二、实验过程1、组建树型网络(1).网络1A、首先在配置中寻找到其他4个节点的地址信息。
自身地址：00:37:16:00：A5:46B、查找设备C、建立连接组网假设参加组网的共有5个BT设备，称为a、b、c、d、e。
首先由一个设备（例如b）发起查询，如果找到多个设备，则任选其二（例如d、e)主动与其建链。
在这个阶段，b、d、e构成一个微微网，b为主设备(M)，d、e为从设备(S)。
注意在微微网中对处于激活状态的从设备的个数限制为2；而某个设备一旦成为从设备（即d、e），它就不能再被其它设备发现，也不能查询其它设备或与其它设备建链。
再由另外一个设备(a)发起查询，查询到设备b和设备c，再主动链接。
(1).网络1组建的网络图（1）(2)网络2同理，首先，在配置中寻找到其他4个节点的地址信息。
然后查找设备，再建立连接。
由地址为00：37：16：00：A5：42的节点连接00：37：16：00：A5：46和00：37：16：00：A5：43，再由00：37：16：00：A5：47连接00：37：16：00：A5：42和00：37：16：00：A5：45，最后组成网络。
组建的网络图（2）2.进行数据传输(1)点对点发送信息例如，对于组建的网络2.图中显示的是：00：37：16：00：A5：4A对00：37：16：00：A5：43的路由，途中经过了00：37：16：00：A5：47，00：37：16：00：A5：42由此可见，简单拓扑结构，路由具有唯一性。
(2)组播与广播1. 广播：由任何一个节点设备向网络内的所有其他节点发送同一消息，观察其发送的目标地址以及数据交换过程。
在这种情况下的路由过程与两个节点间数据单播的过程有何不同。
基于GNURadio与USRP的OFDM无线通信系统实验
基于GNURadio与USRP的OFDM无线通信系统实验
武畅;焦曙阳;钱程东
【期刊名称】《实验科学与技术》
【年(卷),期】2024(22)1
【摘要】针对目前无线通信课程内容侧重讲述基本理论推导,相关实验多关注模块功能仿真,缺乏系统性和真实场景的问题,提出了以GNURadio软件和通用软件无
线电外设(USRP)硬件平台为基础的正交频分复用(OFDM)无线通信系统实验。
该
实验内容包括掌握OFDM的基本原理、搭建OFDM收发系统、分析相关通信性
能和完成硬件系统,最后在实际无线通信场景中完成测试,实现实时视频传输。
通过
软件系统和硬件平台的协同,学生能充分了解无线通信的基本原理、各通信模块的
使用、无线通信系统的架构以及相关的性能分析方法,完成从理论基础到工程应用、从模块验证到系统实现、从理想环境仿真到实际场景测试的跨越,从而全面提升工
程素养。
【总页数】8页(P1-8)
【作者】武畅;焦曙阳;钱程东
【作者单位】电子科技大学信息与通信工程学院;飞腾信息技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN85
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通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告通信系统综合实验报告在现代通信技术日益发展的今天，通信系统已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
为了更好地了解通信系统的原理及运行过程，我们进行了一次综合实验。
实验项目一：频率调制与解调实验通过实验一，我们能够更好地了解到频率调制与解调的原理及方法，对于这一过程的理解可以帮助我们更好地设计通信系统。
在实验过程中，我们使用了信号源、调制信号发生器、解调电路、示波器等仪器设备，将模拟信号转换成高频信号，再经过解调的过程将其还原为原始信号。
通过实验结果，我们发现频率调制可以使信号的传输距离更远，信号质量更高，但同时也需要更多的传输带宽。
而解调过程，则是通过将频率调制后的信号还原为原始信号，从而实现正常的信息传递。
此外，在实验过程中我们还进一步了解了振荡电路的基本特性及使用方法，这对于后续的通信系统设计有着重要的影响。
实验项目二：数字调制与解调实验数字调制与解调是现代通信技术不可或缺的一部分，通过该技术可以将模拟信号转换为数字信号，从而更好地保证信号质量及传输距离。
在实验过程中，我们使用了数字信号发生器、信道模拟器、解调器等仪器设备，通过数字技术将模拟信号转化为数字信号，再经过解调过程将其还原为原始信号。
通过实验结果，我们发现数字调制可以有效地提高数据传输速率及可靠性，同时减少噪声对信号的影响。
而数字解调的过程则是通过将数字信号还原为原始信号，从而实现正常的信息传递。
此外，在实验过程中我们还学习了数字信号的基本特性及处理方法，对于后续通信系统设计有着重要的意义。
实验项目三：移频钳实验移频钳是一种常用的频率稳定技术，在现代通信系统中应用广泛。
通过该技术，可以将高频稳定振荡器的输出信号与一个参考信号进行比较，实现高精度的频率控制。
在实验过程中，我们使用了高精度振荡器、频率计、移频钳等仪器设备，通过移频钳技术实现对振荡器输出信号的精确控制。
通过实验结果，我们发现移频钳技术可以有效地提高振荡器输出信号的稳定性及精确度，从而更好地保证数据传输质量及距离。
通信系统实践实验报告
一、实验目的1. 理解通信系统的基本组成和原理。
2. 掌握模拟通信和数字通信的基本技术和方法。
3. 熟悉通信系统实验设备和仪器的使用。
4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验内容1. 实验一：模拟调制解调（1）实验原理模拟调制是将基带信号转换成频带信号的过程，而解调则是将频带信号恢复成基带信号的过程。
本实验采用调幅（AM）和调频（FM）两种调制方式。
（2）实验步骤1. 搭建模拟调制解调实验系统，包括信号源、调制器、信道、解调器等。
2. 产生基带信号，调整信号参数。
3. 通过调制器将基带信号调制为AM或FM信号。
4. 将调制后的信号通过信道传输。
5. 通过解调器将接收到的信号解调为基带信号。
6. 比较调制前后的信号波形，分析调制效果。
（3）实验结果与分析通过实验，观察到调制后的信号频率发生了变化，实现了基带信号到频带信号的转换。
同时，通过解调器将信号恢复为基带信号，验证了调制解调过程的有效性。
2. 实验二：数字调制解调（1）实验原理数字调制是将基带信号转换成数字信号的过程，而解调则是将数字信号恢复成基带信号的过程。
本实验采用调幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和相移键控（PSK）三种调制方式。
（2）实验步骤1. 搭建数字调制解调实验系统，包括信号源、调制器、信道、解调器等。
2. 产生基带信号，调整信号参数。
3. 通过调制器将基带信号调制为ASK、FSK或PSK信号。
4. 将调制后的信号通过信道传输。
5. 通过解调器将接收到的信号解调为基带信号。
6. 比较调制前后的信号波形，分析调制效果。
（3）实验结果与分析通过实验，观察到调制后的信号在频谱上发生了变化，实现了基带信号到数字信号的转换。
同时，通过解调器将信号恢复为基带信号，验证了调制解调过程的有效性。
3. 实验三：通信系统性能分析（1）实验原理通信系统性能分析主要包括误码率、信噪比、带宽等指标。
本实验通过对模拟和数字调制解调系统的性能进行分析，了解不同调制方式对系统性能的影响。
通信系统实习报告
通信系统实习报告在当今信息高速传递的时代，通信系统的重要性不言而喻。
为了更深入地了解通信系统的运作原理和实际应用，我进行了一次通信系统的实习。
通过这次实习，我不仅巩固了所学的理论知识，还获得了宝贵的实践经验。
一、实习单位及岗位介绍我实习的单位是_____，这是一家在通信领域具有一定影响力的企业。
我所在的岗位是通信系统维护与优化，主要负责协助工程师对通信设备进行日常维护和故障排查，以及对通信网络进行性能优化。
二、实习内容（一）通信设备的认知与维护实习初期，我在工程师的带领下，对各种通信设备进行了详细的了解，包括基站、交换机、路由器等。
学习了它们的工作原理、结构组成以及常见的故障类型。
在日常维护工作中，我参与了设备的巡检，通过监测设备的运行状态、温度、电压等参数，及时发现潜在的问题，并进行记录和汇报。
同时，还协助工程师对设备进行清洁、保养和零部件的更换，确保设备的稳定运行。
（二）通信网络的性能优化为了提高通信网络的质量和用户体验，我参与了网络性能优化的工作。
这包括对网络信号的覆盖范围、信号强度、数据传输速率等进行监测和分析。
通过使用专业的测试工具和软件，收集网络性能数据，并根据数据分析结果，提出优化方案。
例如，调整基站的发射功率、天线的方向和角度，以及优化网络参数配置等，以改善网络的覆盖和容量。
（三）故障排查与处理通信系统在运行过程中难免会出现各种故障，及时准确地排查和处理故障是保证通信畅通的关键。
在实习期间，我遇到了诸如设备硬件故障、软件故障、链路中断等多种问题。
在工程师的指导下，我学会了运用各种故障排查方法和工具，如使用示波器、万用表等检测设备的电气参数，通过查看设备日志和告警信息定位故障点，以及运用网络诊断命令分析网络连接状态等。
对于一些常见的故障，能够独立进行处理，恢复通信系统的正常运行。
（四）参与项目实施在实习过程中，我有幸参与了几个通信系统的升级和改造项目。
在项目实施过程中，我协助工程师进行方案的制定、设备的选型和安装调试等工作。
OFDM实验报告
这种正交性还可以从频域角度来解释，下图（b）给出了互相覆盖的各个子信道内经过矩形波成形得到的符号sinc函数频谱。每个子载波频率最大值处，所有其他子信道的频谱值恰好为零。因为在对OFDM符号进行解调的过程中，需要计算这些点上所对应的每个子载波频率的最大值，所以可以从多个互相重叠的子信道符号中提取每一个子信道符号，而不会受到其他子信道的干扰。从图（b）中可以看出，OFDM符号频谱实际上可以满足奈奎斯特准则，即多个子信道频谱之间不存在互相干扰。因此这种一个子信道频谱出现最大值而其他子信道频谱为零的特点可以避免载波间干扰（ICI）的出现。
2.5
式2.5正是序列 的 点离散傅里叶反变换（IDFT）的结果，这表明IDFT运算可完成OFDM基带调制过程。而其解调过程可通过离散傅里叶变换（DFT）实现。因此，OFDM系统的调制和解调过程等效于IDFT和DFT。在实际应用中，一般用IFFT/FFT来代替IDFT/DFT，这是因为IFFT/FFT变换与IDFT/DFT变换的作用相同，并且有更高的计算效率，适用于所有的应用系统。
本RS码，信息位为11为编码为15位的数据，所以一帧的数据经编码后帧长就变为60，所以经卷积编码输出的数据为60x1的数据格式
RS调制模块的参数设计如下所示
编码之后的波形如下所示
QPSK调制：QPSK是英文Quadrature Phase Shift Keying的缩略语简称，意为正交相移键控是一种数字调制方式。在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单
在本次CP循环中，将数据的39—64位共25位加到每一帧的最前面去，这样虽然增大了带宽，但是对抑制码间串扰有很大的好处！
USRP研究报告
1.问题陈述 (2)2. 解决方法,结果及分析 (2)3. 参考文献 (8)1.问题陈述The Universal Software Radio Peripheral (USRP)为软件无线电的研究提供很好的硬件平台.SDR组的大量研究都是基于GNU Radio的开发实现.USRP是由ettus公司研制开发的能够完成多项无线通信的板卡.该板的功能比较强大,而且使用也相对比较复杂(结合软硬件的编程以及对硬件理论的要求都比较高),对部分问题的掌握还不够扎实.该研究报告主要针对前段时间学习中的遇到的问题, 以期更好的掌握板卡的性能,更好的学习和研究.2. 解决方法,结果及分析The Universal Software Radio Peripheral (USRP)是GNU Radio最重要的硬件。
基于GNU Radio和USRP的组合，用户可以构建各种具有想象力的软件无线电应用。
接下来我们从不同的方面对USRP进行分析.概述图 1 Universal Software Radio Peripheral如图1所示，一套USRP由一块主板（Motherboard）和最多四块子板（Daughter Board）搭配构成。
主板的主要功能为中频采样以及中频信号到基带信号之间的互相转换。
子卡的功能在于射频信号的接收/发送以及到中频的转换。
子卡有多种类型，分别覆盖不同的射频频谱范围，且具有不同的收/发能力和增益。
主板主要由以下几个部分构成：1.AD/DA芯片：USRP采用两块Analog Device的AD9862芯片，每块可分别提供两路12bit，64MSample/s的AD变换和两路14bit，128MSample/s的DA变换。
那么一块主板可提供4路ADC和四路的DAC，也即收/发各两路的复采样。
此外DAC单元还集成了数字上变频（DUC）功能。
2.FPGA：FPGA有两个主要功能：将DAC采来的中频信号进行数字下变频（DDC）,变换到基带，并通层叠梳状滤波器（Cascade Intergrator-Comb，CIC）对样值进行可变速率的抽取以符合用户对信号带宽的要求。
通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告一、实验目的本次通信系统综合实验的目的在于深入了解通信系统的基本原理和关键技术，通过实际操作和测试，掌握通信系统的设计、搭建、调试和性能评估方法，提高对通信工程专业知识的综合应用能力。
二、实验设备本次实验所使用的主要设备包括：信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信实验箱、计算机等。
信号发生器用于产生各种不同频率、幅度和波形的信号，作为通信系统的输入源。
示波器用于观测信号的时域波形，帮助分析信号的特性和变化。
频谱分析仪则用于测量信号的频谱分布，了解信号的频率成分。
通信实验箱提供了通信系统的硬件模块和接口，便于进行系统的搭建和连接。
计算机用于运行相关的通信软件，进行数据处理和分析。
三、实验原理1、通信系统的基本组成通信系统通常由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
信源产生需要传输的信息，发送设备将信源输出的信号进行调制、编码等处理，使其适合在信道中传输。
信道是信号传输的媒介，会对信号产生各种干扰和衰减。
接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理，恢复出原始信息，并将其传递给信宿。
2、调制与解调技术调制是将原始信号的频谱搬移到适合信道传输的频段上的过程。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
解调则是从已调信号中恢复出原始信号的过程，解调方式与调制方式相对应。
3、编码与解码技术编码是为了提高通信系统的可靠性和有效性，对原始信号进行的一种变换处理。
常见的编码方式有信源编码（如脉冲编码调制 PCM）和信道编码（如卷积码、循环码等）。
解码是编码的逆过程，用于恢复原始信号。
4、信道特性信道对信号的传输会产生衰减、延迟、噪声和失真等影响。
了解信道的特性对于设计和优化通信系统至关重要。
四、实验内容1、模拟通信系统实验（1）AM 调制与解调实验使用信号发生器产生正弦波信号作为原始信号，经过 AM 调制后，在信道中传输。
在接收端，使用解调电路恢复出原始信号，并通过示波器观察调制前后和解调后的信号波形，分析调制深度对信号质量的影响。
通信系统综合实验报告实验报告
班级研01-12学号西安电子科技大学通信系统综合实验报告学院：通信工程学院班级：研01-12专业：交通信息工程及控制姓名：2012年11月目录实验一数字基带仿真实验 (1)1.1 实验目的 (1)1.2 实验原理 (1)1.2.1 差错控制原理 (1)1.2.2 跳频扩频原理 (3)1.2.3 保密通信原理 (4)1.3 实验内容 (4)1.4 实验结果及数据分析 (5)1.4.1 差错控制 (5)1.4.2 跳频 (7)1.4.3 加密解密 (12)实验二通信传输的有效性与可靠性分析 (14)2.1实验目的 (14)2.2实验原理 (14)2.2.1 数据传输的流量控制 (14)2.2.2 误码和差错控制 (15)2.2.3 信道共享技术 (15)2.3实验内容 (16)2.4 实验结果及数据分析 (17)2.4.1 性能仿真 (17)2.4.2. 速率测试 (22)2.4.3. 文件传输 (24)实验三无线多点组网 (27)3.1 实验目的 (27)3.2 实验原理 (27)3.2.1 通信网络拓扑结构 (27)3.2.2 路由技术 (28)3.2.3 广播和组播 (28)3.2.4 Ad hoc网络 (28)3.3 实验内容 (28)3.4 实验结果及数据分析 (29)3.4.1 组网过程 (29)3.4.2 单跳与多跳转接 (31)3.4.3. 单播(Unicast) (31)3.4.4. 路由协议 (32)3.4.5. 广播(Broadcast)与组播(Multicast) (32)实验四语音传输 (34)4.1 实验目的 (34)4.2 实验原理 (34)4.2.1 脉冲编码调制 (34)4.2.2 连续可变斜率增量调制 (35)4.2.3 随机错误和突发错误 (36)4.2.4 内部通话与数据传输的工作过程 (36)4.2.5 蓝牙设备的身份切换 (37)4.3 实验内容 (37)4.4 实验结果及数据分析 (38)4.4.1 参数相同时的波形 (38)4.4.2 相同误码率不同频率的波形 (39)4.4.3 用蓝牙连接的传输过程 (42)实验一数字基带仿真实验1.1实验目的此实验软件主要对蓝牙(bluetooth)技术中基带信号处理方法作了仿真，包括差错控制方法、跳频扩频原理以及保密通信等。
基于USRP平台地空信道下OFDMOQAM系统同步算法
3 时频同步算法本文基于USRP 平台在地空信道下OFDM/OQAM 系统的时频同步算法是在系统的接收端先进行符号定时同，将发送端发送前导频位置的导频序列作为参考序列，将经历过信道恶劣环境变化后的导频序列提取出来，看作序列二在接收端将参考序列和与序列二进行相关运算，找到运算后相关序列的相关峰位置相关峰对应的数据位置即为有用接收信号的起始位置。
只有获得准确的符号定时点后信道中CFO 引起的信号的相位偏是线性叠加的，才能进一步准确的估计载波频率偏移。
然后，计算符号起始位置导频序列与原序列之间的相位差即可得知信道引起该数据发生的频率偏移值。
随后对接收数据进行时间偏移补偿和频率偏移补偿完成系统的符号定时和载波频率同。
本文提出的适用于此平台的简易时频同步算法不仅在导频结构上与传统算法[7-12]有差异且还在时频同步过程和相关序列处理上也不相同结构框图可由图3。
图2 OFDM/OQAM 系统实现框图图3发送链路中的频域导频设计则是根据文献[7-12]基于数据辅助类的时频同步算法的导频结构所设计的。
其原理是在频域添加N TR 个重复的OFDM 频域符号构成相应的导频块。
文献[7]在传统算法中至少要比滤波器重叠因子K 大2表示滤波器的重叠因子（即抽头系数）[13]。
由于本文用于环境恶劣的地空信道，因此取N TR =K+3[12]。
其中频偏估计 为：（4）5）为采间；中所求得的时间偏移值，图3 时频同步算法的OFDM/OQAM 系统结构框图a停场状态b滑行状态c到达状态d飞行状态图4 矢量网络分析仪测试信道状态的发送端和接收端如图5a、b图。
其中，在左侧选项栏中可以进行OFDM/OQAM系统的相关参数设置及USRP硬件参数配置等；在右侧为系统收发结果的各种波形结果显示部分。
图6的a图分别为系统的发送端和接收端的程序框图，即整个系统的发送链路与接收链路的实现代码。
从开始配置USRP参数、信源产生、导频插入、调制、发送、接收、同步与最后解调等等整个系统的处理过程都是在程序面板上进行编程实现的。
___通信系统实习报告
___通信系统实习报告本实报告旨在对通信系统实的主要内容和结论进行简要概述。
本报告旨在介绍实报告的背景和目的，阐述通信系统的重要性和应用领域。
通信系统是现代社会中不可或缺的一部分。
它是将信息从一个地方传送到另一个地方的技术和过程。
通信系统的应用遍布各个领域，涵盖了人们的生活、工作和娱乐等方方面面。
随着科技的发展和人们对信息交流的需求不断增长，通信系统的重要性也日益凸显。
无论是在互联网、手机通讯、电视广播，还是在航空航天、铁路、交通管理等领域，通信系统都扮演着至关重要的角色。
在本次实中，我们将深入研究和实践通信系统的基本原理和应用。
通过参与项目和实践操作，我们将能够更好地理解通信系统的运作方式，并掌握相关的技术和技能。
通过本次实报告的撰写，我们希望能够总结和分享我们在通信系统实中的所学所获，加深对通信系统的理解，并为将来的研究和职业发展打下坚实的基础。
实内容包括理论研究、实践操作和实验开展等。
理论研究在___的通信系统实中，我通过研究相关理论知识，深入了解了通信系统的基本原理和技术。
我研究了信号与系统、数字通信原理、射频技术等课程，掌握了通信系统的基本概念、模型和设计方法。
实践操作在实过程中，我进行了一系列实践操作，包括使用通信系统实验设备进行电路连接与调试，研究了信号发生器、频谱分析仪等测试仪器的操作方法。
我还参与了通信系统实验的组网和配置工作，通过实际操作培养了实验技能和团队合作能力。
实验开展在实期间，我还开展了一些通信系统实验，例如调制解调实验、误码率测试实验等。
通过实验，我深入理解了不同调制方式的特点和应用，以及误码率对通信系统性能的影响。
我利用实验结果进行数据分析和报告撰写，提高了实验设计和实验报告撰写能力。
综上所述，___通信系统实内容丰富多样，通过理论研究、实践操作和实验开展，我在通信系统领域获得了深入的专业知识和实际经验。
实期间，我积累了丰富的经验并取得了如下主要成果：技能提升在实期间，我通过参与实际的通信系统项目，不仅加深了对通信系统的理论知识的理解，还提高了实践应用的能力。
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实验一利用GNU-Radio和USRP搭建OFDM通信系统图1，基于GNU-Radio和USRP的OFDM通信系统示意图1 实验设备●设备清单●开发环境操作系统：Ubuntu 14.04 64bit软件平台：GNU-Radio v3.7.8 UHD release_003_009_0012 实验目的●理解OFDM信号的调制和解调原理；●熟悉使用GNU-Radio软件并对信号进行处理；●学会使用软件GNU-Radio和硬件USRP来完成点对点设备的通信。
3 实验内容本实验是在Linux桌面应用系统Ubuntu上进行的，使用到的包括一款免费的无线电和信号处理开发软件—GNU-Radio，和通用软件无线电外设硬件—USRP N210。
实验的任务是在GUN-Radio和USRP组成的软硬件平台，搭建了基于OFDM调制的无线通信环境，以便更好的了解OFDM通信原理和信号在无线信道中传播的特点。
实验主要包括三部分：发送端、信道和接收端。
其中发送端主要包括信源、符号映射、子载波分配、IFFT并加CP、USRP TX；无线信道所处的是室内环境，也被称为准静态信道环境（这也为接收端的均衡提供了思想）；接收端主要包括USRP RX、同步、去CP FFT、信道估计和均衡、解符号映射、信宿。
4 实验步骤4.1 发送端在OFDM通信系统中，发送端需要完成以下几个功能：信源编码、数据打包、符号映射、子载波分配、IFFT变换、加CP、USRP发送射频信号等。
除USRP模块外其它几个模块中的信号处理都是在GNR-Radio中完成的，也即在主机中完成。
USRP模块拥有单独的DSP 和FPGA模块，因此可以独立对输入数据进行处理。
在USRP模块里面需要完成很多的功能，比如抽取、数字上变频、A/D转换、混频等功能都是在其中完成的。
发送端的主要目的是完成信号的调制、上变频、功放，最后通过专用天线将其发送到无线信道中去。
考虑到若上变频后的信号幅度过大，在经过功放后可能导致信号失真，因此需要在USRP模块前增加一个限幅器模块。
图2，OFDM通信系统的发送端实验流程图4.1.1 数据帧结构实验开始时一帧数据的长度规定为96个字节，其中每个字节包含8个比特。
信源不断地产生0和1的比特序列，经过数据打包模块（B模块）后变成上述固定长度的帧数据。
数据流经过CRC校验后，会在一帧数据的末尾增加4个字节，这时一帧数据便变成了100字节。
这些有用的信息称为payload，其采用的是QPSK调制方式，注意经过QPSK映射后一帧数据的长度变成了100*8/2=400个QPSK符号。
接着，针对每一帧数据需要生成一个帧头，用来记录当前帧的一些信息，比如帧长、这是第几帧等信息。
实验中帧头信息长度为6个字节共48个比特，帧头中的信息称为Header，采用BPSK方式调制，故其长度不变。
Payload 和Header需要复合在一起才能进行传输，一般将Header置于Payload之前形成新的帧结构，这时一帧数据的长度又发生了变化，变成了400+48=448个符号。
在实验中一个OFDM符号的长度设定为64（即总载波个数为64），除去虚拟载波、直流子载波和射频子载波还有48个有效数据子载波。
因此，一个OFDM符号可以负载48个Payload的符号，也就是这是一帧数据需要10（448/48=9.333）个OFDM符号。
另外，根据文献【1】为了接收端能正常解调信号，需要在一帧数据前加上两个OFDM符号的同步字。
所以，一帧数据中包含12个OFDM 符号。
图3 数据帧结构示意图4.1.2发送端各模块功能的介绍A. Vector Source: 实现的功能是循环产生同一组向量，并将该向量转化成无符号整形变量（即uchar型变量），所以其输出是一连串的0和1的数据流。
输入变量：1，Vector，range(packet_len)。
其中packet_len是个变量指一帧数据的长度，单位字节，试验中该变量的值设为96。
所以，根据python语法规则range(Packet_len)就是产生一组0到95的向量。
2，Vec length, 1。
产生一个向量。
可选变量：是否循环：Yes。
输出：一串0和1的数据流，数据类型byte。
图3，向量信源模块B. Stream to Tagged Stream: 该模块实现的功能是将输入数据流进行打包，形成一定长度的帧数据流，并给数据贴上标签。
因此，试验中设定一帧数据长度为96个字节，则该模块按该长度输出打包好的帧数据流，共96个字节96*8个比特。
输入变量：1，Vector length ：1，输入向量的个数，默认为1个；2，2，packet length：packet_len, 定义一帧数据的长度，在流程图的变量模块中packet_len 设定为96；3，3, Length Tag Key: length_tag_key, 给输出数据打上标签，其标签名为length_tag_key，值为96.输出：带标签的帧数据流，数据类型byte.图4，数据打包模块C. Stream CRC32: 该模块实现的功能是对输入的每帧数据进行校验，并将形成的4个字节的校验字附在每帧数据的末尾。
注意：经过该模块后输出的一帧数据长度较输入之前增加了4个字节，所以一帧数据长度变成100个字节共100*8个比特。
输入变量：1，Length tag name ：length_tag_key，输入的标签名，该模块需要知道一帧数据的长度是多少；可选变量：Mode: Generate CRC。
这里是发送端，所以选产生CRC校验码，而不是校验接收到的数据。
Packed: Yes。
告诉模块输入的数据是否是打包好的数据。
输出：带标签的帧数据流，数据类型byte.图5，CRC校验模块D. Packer Header Generator: 该模块用来记录一帧数据中的信息，即形成帧头，共6个字节6*8个比特，其中字节1代表一帧数据的长度，字节2和3一起表示当前帧的帧号，字节2每16个加一帧，到255字节3便加1；其它三个字节还不知道具体表示什么。
输入变量：1，Formatter Object ：header_formatter.formatter(). 指定形成的帧头格式；2，Length Tag Name: "packet_len". 标签名。
该模块在对数据进行处理时需要知道一帧数据的长度。
输出：帧头数据流，数据类型byte，暂存到Header Bits 模块中.图6，帧头生成模块E. Repack Bits: 该模块实现的功能是将8比特一组的数据变成2比特一组，由最低位到最高位依次转换。
因此，在解码的时候需要特别注意每个比特在一个字节中的位置。
输入变量：1，Bits per input byte ：8, 输入端口每个字节中包含的比特数，指定为8；2，Bits per output byte: payload_mod.bits_per_symbol()，输出端口每个字节中所包含的比特数，payload_mod.bits_per_symbol 中的payload_mod 在流图的变量模块中设定为QPSK，因此每个符号应包含2个比特数。
3，Length Tag Key: length_tag_key. 标签名。
该模块在对数据进行处理时需要知道帧长。
可选变量：Packet Alignment: input. 选择需要进行该操作的端口，这里只有一个input端口可选。
Endianness: LSB. 从一个字节的最低位开始操作。
输出：带标签的帧数据流，数据类型byte，但每个byte包含2个字节.图7，字节重生成模块F. Chunks to Symbols: 符号映射模块，完成数据块到符号流的转换。
这里可选的符号参数为-1+0j 和1+0j，因此该模块的功能是实现BPSK映射。
输入变量：1，Symbol Table ：header_mod.points(), 该值在变量模块中已定义，其映射规则是输入0时输出-1+0j，输入1时输出1+0j；2，Dimension : 1，整个流图始终处理的都是一维数据，所以这里同样是1维。
3，Num Ports: 1. 端口数，同样这里选1。
可选变量：Input Type: Byte: 输入数据类型与前一模块的数据类型相同。
Output Type: Complex. 输出数据类型为复数。
输出：带标签的帧数据流，数据类型complex。
图8，BPSK映射模块G. Chunks to Symbols: 符号映射模块，完成数据块到符号流的转换。
这里可选符号参数包括-0.707+0.707j, -0.707-0.707j, 0.707-0.707j 和0.707+0.707j，因此该模块实现的功能是QPSK映射。
输入变量：1，Symbol Table ：payloas_mod.points(), 该值在变量模块中已定义，其映射规则是输入10时输出-0.707+0.707j，输入00时输出-0.707-0.707j, 输入01时输出0.707-0.707j，输入11时输出0.707+0.707j。
2，Dimension : 1，整个流图始终处理的都是一维数据，所以这里同样是1维。
3，Num Ports: 1. 端口数，同样这里选1。
可选变量：Input Type: Byte: 输入数据类型与前一模块的数据类型相同。
Output Type: Complex. 输出数据类型为复数。
输出：带标签的帧数据流，数据类型complex。
图9，QPSK映射模块H. Tagged Stream Mux: 该模块的功能是增大或减小数据流标签中值的大小，从而达到增加或缩减一帧数据长度的目的。
这里需要将两路信号合并，因此需要增加数据帧的长度。
之前我们分析过数据帧长为100个字节共100*8个比特，经QPSK映射后为100*4个符号；同样针头有6个字节共48个比特，经BPSK映射后变成48个符号。
因此，将这两路信号进行合并后得到的一帧数据长度为100*4+48=448个符号。
输入变量：1，Number of Input ：2, 输入端口数，有两路信号输入，因此这里应填。
2, Length tag names : length_tag_key，输入数据帧的长度，96。
3，Vector Length : 1. 和信源保持一致；可选变量：IO Type: complex, 端口输入数据类型。
输出：带标签的帧数据流，数据类型complex。
图10，信号合成模块I. OFDM Carrier Allocator: OFDM子载波分配模块，也即串并转换模块。