移动通信实验报告.

序号（学号）：178840056

沈阳农业大学学生实验报告书

实验类别移动通信实验

学院信息工程学院

专业通信工程

班级13级电信二班

姓名恽星彤

指导教师张大鹏老师

2015 年12 月10 日

实验一：AWGN信道中BPSK调制系统的

BER仿真计算

一、实验目的

1．掌握二相BPSK调制的工作原理。

2．掌握利用MATLAB进行误比特率测试BER的方法。

3．掌握AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算方法。

二、实验原理

1. 仿真概述及原理

在数字领域进行的最多的仿真任务是进行调制解调器的误比特率测试，在相同的条件下进行比较的话，接收器的误比特率性能是一个十分重要的指标。误比特率的测试需要一个发送器、一个接收器和一条信道。首先需要产生一个长的随机比特序列作为发送器的输入，发送器将这些比特调制成某种形式的信号以便传送到仿真信道，我们在传输信道上加上一定的可调制噪声，这些噪声信号会变成接收器的输入，接收器解调信号然后恢复比特序列，最后比较接收到的比特和传送的比特并计算错误。

误比特率性能常能描述成二维图像。纵坐标是归一化的信噪比，即每个比特的能量除以噪声的单边功率谱密度，单位为分贝。横坐标为误比特率，没有量纲。

2. 仿真过程及计算

①运行发生器：通过发送器将伪随机序列变成数字化的调制信号。

②设定信噪比：假定SNR为m dB,则Eb/N0=10^(m/10),用MATLAB假

设SNR单位为分贝。

③确定Eb。

④计算N0。

⑤计算噪声的方差σn。

⑥产生噪声：因为噪声具有零均值，所以其功率和方差相等。我们产

生一个和信号长度相同的噪声向量，且该向量方差为σn。

⑦加上噪声，运行接收器。

⑧确定时间延迟。

⑨产生误差向量。

⑩统计错误比特：误差向量“err”中的每一个非零元素对应着一个错误的比特。

最后计算误比特率BER：每运行一次误比特率仿真，就需要传输和接收固定数量的比特，然后确定接收到的比特中有多少错误的。使用MATLAB计算BER: ber=te/length(tx)。

三、实验结果

MATLAB仿真程序如下：

% Simulation of BPSK AWGN

Max_SNR=10;

N_trials=1000;

N=200;

Eb=1;

ber_m=0;

for trial=1:1:N_trials;

trial

msg=round(rand(1,N)); % 1,0 sequence

s=1-msg.*2; %0-->1,1-->1

n=randn(1,N)+j.*randn(1,N); %generate Guassian white noise

ber_v=[];

for snr_dB=1:2:Max_SNR

snr=10.^(snr_dB./10); %snr(db)-->snr(decimal)

N0=Eb./snr;

sgma=sqrt(N0./2);

y=sqrt(Eb).*s+sgma.*n;

y1=sign(real(y));

y2=(1-y1)./2; %1, 0 sequence

error=sum(abs(msg-y2)); %error bits

ber_snr=error./N; %ber

ber_v=[ber_v,ber_snr];

end%for snr

ber_m=ber_m+ber_v;

end

ber=ber_m./N_trials;

ber_theory=[];

for snr_db=1:2:Max_SNR

snr=10.^(snr_db./10);

snr_1=qfunc(sqrt(2*snr));

ber_theory=[ber_theory,snr_1];

end

i=1:2:Max_SNR;

semilogy(i,ber,'-r',i,ber_theory,'*b');

xlabel('E_b/N_0(dB)')

ylabel('BER')

legend('Monte Carlo','Theoretic')

仿真结果如下：

四、实验小结

用蒙特卡罗分析方法得到的误码率曲线与理论公式

)2()(2

1r Q r erfc P e == 得到的误码率曲线吻合，可见蒙特卡罗分析是一种很好的分析误码率的方法。从曲线中可以看出，随着信噪比的增加，误码率减小。

实验二：移动信道建模的仿真分析

一、实验目的和意义

1. 无线通信信道的建模与仿真是实现移动通信系统仿真与分析的基础，宽带无线通信与移动通信信道属频率选择性瑞利衰落信道模型。

2. 通过信道设计实验

①掌握频率选择性信道模型的仿真建模方法。

②掌握模型中瑞利衰落系数的设计方法。

③掌握多径数目、功率和时延参数的设计。

④学会采用MATLAB语言对上述参数进行仿真。

二、实验方案和技术路线

1. 选择路径数。

2. 按均匀分布产生各条路径的延迟。

3. 按功率时延谱确定对应的各径的功率。

4. 按Jake模型产生各径的瑞利衰落系数。

5. 对瑞利衰落系数进行统计分析并与理论值相比较。

说明：

1．路径数目2-4自己确定，或采用某个国际标准。

2．每条路径时间延迟满足（0，T max）范围内均匀分布，T max为自己选择的最大采样步长数200-600间比较合适，或采用国际标准。3．功率可以按时延迟谱求得，也可用国际标准测量值。功率延迟谱：

①若采用等功率分配产生功率：P i=P t/M；②采用指数分布的功率

延迟谱产生功率：P=1/6*exp(-t/6)。

三、实验结果

MATLAB仿真程序如下：

% Simulation of Jakes Model

clear all;

f_max=30;

M=8;

N=4*M+2;