通信综合实验实验报告78028807

通信综合实验实验报告78028807

西安电子科技大学通信系统综合实验报告

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。本实验要求实验人员利用本软件对通信系统特别是无线通信系统的基带信号处理方法有较深入的认识和理解，具体有以下几个目的：

1、理解基带传输中的差错控制方法、差错控制编码分类及其纠检错能力；了解差错控制编码的生成和纠、检错方法。

2、理解扩频通信（特别是跳频扩频通信）的基本概念、原理及其优缺点。

3、理解两种加密体制的异同；了解保密通信的全过程，以及密钥在保密通信中的作用

1.2 实验原理

本实验原理主要包括差错控制原理，调频扩频原理，保密通信原理等。

1.2.1 差错控制原理

数字信号在传输过程中，由于受到干扰的影响，码元波形将变坏。接收端收到后可能发生错误判决。一般理论中，合理设计基带信号，选择调制解调方式，采用时域、频域均衡，以此来降低比特误码率，但是在实际中，许多通信系统的比特误码率并不能满足实际的需求，因此我们需要进行差错控制。常用的差错控制方法有检错重发（简称ARQ）、前向纠错（FEC）、混合纠错（HEC）。

通常差错控制编码的实现方法：在发送端将被传输的信息附上一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联，然后在接收端按照既定的规则校验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输发生错误，则信息码元与监督码元的关系就受到破坏，从而接收端可

以发现错误乃至纠正错误。蓝牙基带包中采用的差错控制编码如下：

a．包头附加循环冗余校验码以保证包头的完整性，该差错控制通常被称为包头检查（HEC）。HEC的生成示意图见图1。在产生HEC前，线性移位反馈寄存器（LFSR）需要初始化。为易于理解，初始化值采用设备的高8位地址（UAP）。输入数据为10位的包头信息（低位先入）。输出数据为包头信息（10位，低位先出）+HEC（8位，低位先出）。在接收端，恢复包头信息的示意图与图1同。此时，输入数据为18位的附加HEC 的包头数据。若8位寄存器的结果值全为0，则说明包头信息传输正确；反之，则说明包头信息传输错误，需重传。

图1 HEC的生成示意图

b．有效载荷校验（采用CRC，cyclic redundancy check）。添加到有效载荷中的16位CRC循环冗

余校验码，用来判断有效载荷数据传送得是否正确。该16位码通过CRC-CCITT多项式210041（8进制表示）生成，见图2的生成示意图。在生成CRC码前，采用设备的高8位地址初始化线性反馈移位寄存器。实验中规定输入数据为80位的有效载荷信息（低位先入）。输出为有效载荷（80位，低位先出）+CRC码（16位，低位先出）。在接收端，恢复有效载荷信息的示意图与图2同。此时，输入数据为96位的附加CRC的有效载荷数据。若16位寄存器的结果值全为0，则说明有效载荷信息传输正确；反之，则说明有效载荷信息传输错误，需重传。

图2 有效载荷校验码的生成示意图c．前向纠错（Forward Error Correction，FEC）。本实验包含两类FEC码：1/3FEC和2/3FEC。

对包进行FEC纠错的目的是减少重传的次数。但在可以允许一些错误的情况下，使用FEC