通信原理实验报告80352

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实验作业

1)根据信道参数，计算信道相干带宽和相干时间。

fm=200;

t=[0 4e-06 8e-06 1.2e-05];

p=[10^0 10^-0.3 10^-0.6 10^-0.9];

t2=t.^2;

E1=sum(p.*t2)/sum(p);

E2=sum(p.*t)/sum(p);

rms=sqrt(E1-E2.^2);

B=1/(2*pi*rms)

T=1/fm

2)设置较长的仿真时间（例如10秒），运行链路，在运行过程中，观察并

分析瑞利信道输出的信道特征图（观察Impulse Response(IR)、

Frequency Response(FR)、IR Waterfall、Doppler Spectrum、Scattering

Function）。（配合截图来分析）

Impulse Response(IR)

从冲击响应可以看出，该信道有四条不同时延的路径。多径信道产生随机衰落，信道冲击响应幅值随机起伏变化。可以看出，该信道的冲激响应是多路冲激响应函数的叠加，产生严重的码间干扰。

Frequency Response(FR)

频率响应特性图不再是平坦的，体现出了多径信道的频率选择性衰落。

IR Waterfall

频率展宽后，信号的冲激响应不再平坦，是由于多径信道中不同信道的叠加影响

Doppler Spectrum

由于多普勒效应，接受信号的功率谱展宽扩展到fc-fm至fc+fm范围。

3)观察并分析信号在经过瑞利衰落信道前后的星座图变化（截图并解释）。

前

标准的QPSK星座图，4个相位

后

信号经过多径信道后，相位和幅值均发生了随机变化，信号不再分布在四个点附近，可以看出信号质量很差。说明多径信道对信号产生了巨大的干扰。PSK/QPSK 通信链路搭建与误码性能分析

1.2BPSK/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

E N为0~10dB时（间隔：1dB）

解调，仿真并绘出BPSK和QPSK信号在

b

误码性能曲线。

仿真参数：

a)仿真点数：106

b)信源比特速率：1Mbps。Bpsk通信链路

QPSK通信链路

BPSK AWGN参数

QPSK AWGN参数

用bertool画出BPSK信号的误码率曲线（0~10dB）

由此可见BPSK和QPSK的在同一Eb/No时误比特率基本一样，这与理论分析一致

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

E N

“Complex path gain port”）。仿真并绘出BPSK和QPSK信号在

b

0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。

BPSK通信链路

QPSK通信链路

瑞利单径信道参数

QPSK AWGN参数

BPSK AWGN参数

BPSK/QPSK 0-40db误码率曲线

BPSK和QPSK在同一Eb/No的误比特率基本一致，这和理论基本一致

2、分组题目

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.比较分析不同接收分集数、不同合并方式下的误比特率性能。

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号受到严重的衰落；阴影效应会使接收的信号过弱而造成信号的中断；信道存在噪声和干扰，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数字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。