移动通信原理课程设计实验报告

电子科技大学

通信抗干扰技术国家级重点实验室

实验报告

课程名称移动通信原理

实验内容无线信道特性分析；

BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析；

SIMO系统性能仿真分析

1，必做题目

1.1无线信道特性分析

1.1.1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。

1.1.2实验内容

1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰

落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：

1.1.3实验仿真

(1)实验框图（2）图表及说明

图一：Before Rayleigh Fading1

#上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。

图二：After Rayleigh Fading

#从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。

图三：Impulse Response

#从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。

图四：Impulse Response

#从频率响应的图可以看出，信号的频率响应失真比较严重。

（3）实验结论

根据题目中给出的参数，计算瑞利衰落信道的相干带宽和相干时间：

1.2 BPSK/QPSK 通信链路搭建与误码性能分析

1.2.1 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。

1.2.2 实验作业

1.基于simulink 搭建BPSK/QPSK 通信链路，经过AWGN 信道，接收端相干解

调，仿真并绘出BPSK 和QPSK 信号在0b E N 为0~10dB 时（间隔：1dB ）误码

性能曲线。

仿真参数：

a) 仿真点数：106

b) 信源比特速率：1Mbps 。

2.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“Complex

path gain port ”）。仿真并绘出BPSK 和QPSK 信号在0b E N 为0~40dB 时（间

隔：5dB）误码性能曲线。信道仿真参数：最大多普勒频移为100Hz。

1.2.3实验仿真

(1) 实验框图

图一经过AWGN的BPSK/QPSK通信链路

图二经过RAYLEIGH+AWGN的BPSK/QPSK通信链路(2)图表及说明

图三经过AWGN的BPSK/QPSK通信链路的误比特率

#由上图可知，BPSK与QPSK误比特率表现相一致，且随着Eb/No的dB数增加，

10 ，说误比特率下降速度变快。当Eb/No=10dB时，两者的误比特率已经下降5

明此时已经能够保证较高的数据传输准确度。而从总体上来看，BPSK与QPSK 的误比特率性能曲线与理论是相契合的，说明链路搭建正确，实验现象成功。

图四经过RAYLEIGH+AWGN的BPSK/QPSK通信链路的误码率

#由上图可知，经过瑞利平坦衰落后，BPSK/QPSK的误码特性发生了变化：首先

10 ；其次是误比特是在同等Eb/No的条件下，误比特率显著升高，10dB时为2

曲线呈线性变化，这进一步说明了瑞利平坦衰落信道对信号的影响。

(3)结论

1.BPSK与QPSK的误比特率表现一致，而在误符号率上QPSK是BPSK的两倍；

2.瑞利平坦衰落信道对误比特率有一定程度的线性影响。

3.瑞利信道的多普勒频移越大，则最终的误比特率也会越大。

2，选作题目

2.1SIMO系统性能仿真分析

2.1.1实验目的

1.掌握基于simulink的单发多收（SIMO）16QAM仿真通信链路

2.仿真SIMO 16QAM信号在单径瑞利衰落信道下，不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。

2.1.2实验内容

1.掌握单发多收（SIMO）的原理，利用分集技术，搭建单发多收通信系统框图。

2.利用MATLAB中simulink所包含的通信系统模块搭建基于各种分集技术类型的单发多收通信链路。

3.改变各个方式的分集数，搭建新的通信系统链路。

4.比较上述各链路的误比特率，记录并分析。

2.1.3实验原理

移动信道的多径传播引起的瑞利衰落、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移使接收信道受到严重的衰落；阴影效应会使接受的信号过弱而造成通信的中断；信道存在的噪声和干扰，也会使接收信号失真而造成误码。因此，在移动通信系统中需要采取一些信号处理技术来改善接收信号的质量。其中，多天线分集接收技术就是一个非常重要且常见的方法。

分集接收的基本思想就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。

分集技术总体来说分为两类，针对阴影衰落的宏观分集和针对微观衰落的微观分集。本实验主要注重微观分集。分集技术对信号的处理包含两个过程，首先是要获得M个相互独立的多径信号分量，然后对它们进行处理以获得信噪比的改善，这就是合并技术。合并方式共分为三种，选择合并、等增益合并和最大比值合并。

选择合并是最简单的一种，在所接收的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出。最大比值合并会将所有路信号的能量和信息都利用上，会明显改善合并器输出的信噪比。基于这样的考虑，最大比值合并把各支路信号加权后合并。各路信号权值用数学方法得出。等增益合并性能上不及最大比值合并，但是却容易实现得多，其主要思想是将各路信号赋予相同权值相加。

2.1.4实验仿真