通信系统综合实验内容及要求-西电
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知识点：差错控制编码；跳频扩频；常规密钥密
码体制和公开密钥密码体制。
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验设备与软件环境 实验内容 实验要求 预习要求及思考题
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验设备与软件环境
本实验一人一组，其中 硬件：PC机一台。 软件：Windows 2000或 Windows 操作系统， TTP基带仿真软件； Visual C++。
2 ． 在文件传输测试中，传输一个大小为 100kb 的文件，误码率分 别设为0.001、0.01和0.05，帧长设为300 字节，最大传输次数 为50。分别采用CRC与线性纠错编码方式纠错，记录通过串口连 接蓝牙设备模块和通过USB口连接蓝牙模块的测试结果（包括误 码率、传输字节、花费时间、重传次数和不同比特数）。分析 各次测试结果，从中可以得出什么结论？
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通信系统综合实验 ----
实验注意事项（续2）
5. 做完实验以后要关闭计算机时，先断开蓝牙实 验模块电源，再关闭计算机电源。 6. 实验中需要保存数据或波形，可在D盘按学号建 立文件夹存放数据或波形。 7. 蓝牙实验模块每一块有一个地址对应一台计算
机，实验中不要随意更换。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验内容（续2）
3. 文件传输 1) 发送方选择传送的文件、数据帧长、对传输的数据帧进行检、 纠错的信道编码方式及容许的最大重传次数和信道误码率。 2) 接收方对收到的包进行解码，如能纠错，即纠正错误；如能检 出错误不能纠正，则要求重发。接收方如认为一帧传输无误， 则提交给上层应用程序。 3) 统计通信性能参数：文件实际传输时间、文件实际传输的字节 数和重传次数。文件传输后可以得到的结果有文件传输的误 比特率、实际传输的时间、在信道上实际的流量和重传次数。 改变两个蓝牙模块之间的距离，增加信道上的金属障碍物； 改变帧长，观察对文件传输速率和误比特率的影响。
2) 陆地和卫星通信信道环境中，各种参数下最佳帧长与信道利 用率的关系（点击主界面图上的“仿真1”）。
3) 共享信道技术、网络负载和吞吐量等参数之间的关系（点击 主界面图上的“仿真3” ～“仿真7”，可选）。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
驱动程序（检查）。
2. 通信传输的有效性和可靠性分析实验实验完成 后，打开设备管理器，删除已安装的USB口驱 动程序。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验内容
1．性能仿真 1) 连续ARQ和停止等待协议的差错率和帧传送平均延时的关系 （点击主界面图上的“仿真2”）。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
预习要求及思考题
1. 预习 1) 了解停止-等待协议、连续ARQ协议知识，了解信道利用率和最 佳帧长的概念。
2) 了解间错重发ARQ、前向纠错FEC等误码和差错控制原理。
2. 思考题 1) 推导（32，24）线性分组码的监督位生成式，纠错方法。
(SEMIT 6603)
软件：Windows 2000或 Windows 操作系统， TTP通信传输的有 效性和可靠性分析实验软件。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验注意事项
1. 进入通信传输的有效性和可靠性分析实验实验 前，先打开设备管理器，删除已安装的USB口
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验要求
1． 在速率测试中，设置包的个数为10，测试次数为10次，取不同 的包长，记录通过串口连接蓝牙设备模块和通过 USB口连接蓝牙 模块的测试结果（包括包长、数据量、花费时间和平均速率）。 分析各次测试结果，从中可以得出什么结论？
3. 加密解密实验中，记录密钥参数、密码流参数、明文和秘 文。 4. 编程实验结果比较分析。
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
预习要求及思考题
1. 1) 2) 3) 2. 1) 2) 预习 了解汉明码、CRC码的基本原理。 了解跳频扩频的基本原理。 了解常规和公开密钥密码体制的工作原理。 思考题 接收端收到1/3 FEC码后如何进行纠错？ 包头的两种差错控制1/3 FEC和HEC，他们的先后顺序如何？ 为什么？ 3) 在接收端如何对1/3 FEC码进行译码？ 4) 三种跳频序列分别有无规律可循？为什么？ 5) 公开密钥密码体制的一个重要保证是什么？
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验内容
1. 1) 2) 3) 2. 1) 2) 3) 3. 1) 2) 蓝牙基带包的差错控制技术 包头检查(HEC)，用于保证包的完整性； 数据有效载荷信息的循环冗余校验； 包的前向纠错(FEC)控制。 蓝牙系统的跳频原理 查询状态的跳频原理； 查询扫描状态的跳频原理； 连接状态的跳频原理。 数据流的加密与解密 蓝牙加密技术（常规密钥密码体制的加密与解密）； RSA公开密钥密码体制的加密与解密过程。
•
•
每次实验可容纳20人同时做实验；
每人每周实验不少于一到两次。
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通信系统综合实验 ----
实验注意事项
1. 打开计算机前，先断开蓝牙实验模块电源！
2. 确认蓝牙实验模块电源断开以后，再打开计算机电 源，然后按照每个实验的操作步骤进行实验。 3. 若实验为蓝牙串口实验，先断开蓝牙实验模块电源， 将蓝牙实验模块USB/RS232开关置RS232后再接通蓝 牙实验模块电源。
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通信系统综合实验 ----
实验注意事项（续1）
4. 若实验为蓝牙USB口实验，先断开蓝牙实验模块
电源，将蓝牙实验模块USB/RS232开关置USB后， 再接通蓝牙实验模块电源。 5. 若中途由串口实验换成USB口实验，不必关闭计 算机，但要先断开蓝牙实验模块电源，再转换 开关。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
本实验软件主要介绍点对点通信中速率测试的方法， 流量控制方法，以及与速率相关的因素，并对多台主机 共享信道时采取不同多点接入技术下的性能进行了仿真。 学生利用本软件及蓝牙设备组建点对点式连接，可以观 察不同连接方式下数据传输速率的变化，以及不同接入 技术下性能的区别。 知识点：流量控制；差错控制；信道共享技术 。
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验内容(续)
4. 编程实验(可选) 参照图 1所示原理，在 Visual C＋＋环境中，编写2/3FEC 编/译码程序。并将自己执行结果与实验的结果相比较，看所 得数据是否相符。
图1
产生（15，10)2/3FEC的LFSR示意图
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通信系统综合实验 ----
参考文献(续）
7. 沈连丰，宋铁成等．2000．Bluetooth系统基带关键算法的研究 及其仿真．电子学报，S1 8. William Stallings．2001．密码编码学与网络安全原理与实践 （第2版）．北京：电子工业出版社 9. 李振玉，卢玉民。1996．现代通信中的编码技术．北京：中国铁 道出版社 10. 欧文．1988．脉冲调制与数字传输系统．北京：电子工业出版社 11. IEEE．IEEE Std 802．11a_1999(Supplement to IEEE Std 802．11_1999)．http://www．ieee．org 12. IEEE．IEEE Std 802．11a_1999(Supplement to ANSI/IEEE Std 802．11_1999 Edition)． http://www．ieee．org
实验内容（续1）
2. 数据速率 数据传输速率的分析（点对点通信） 通过无线信道速率测试程序，使学生体会：无线信道两端 距离、信道上障碍物、帧长对无线传输速率的影响。 设置数据包长度，测试： 1) 两台计算机直接用串口电缆连接，测得实际速率VRS232。 2) 两台计算机各自用串口连接蓝牙模块，建立连接后测得实际 速率VRS232+BT。 3) 两台计算机都各自用USB连接蓝牙模块，建立连接后测得实 际速率VUSB+BT。
2) 文件传输中的最佳帧长结果与仿真1中结果有什么差异，你如何
解释？
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通信系统综合实验 ----
无线多点组网实验
本实验着重讨论无线网络的组网过程、网络的路 由技术以及广播、组播的过程及实现。学习无线组 网的基本原理及相关概念，理解点对多点的网络、 Ad hoc网络多跳转接的拓扑结构、组网过程、简单 的路由协议以及广播、组播的相关知识。 知识点：通信网络拓扑结构；路由技术；广播和 组播； Ad hoc网络。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验设备与软件环境 注意事项 实验内容 实验要求 预习要求及思考题
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验设备与软件环境
每两台PC机为一组，双方软、硬件配置相同。 硬件：串口连接电缆（反绞，用于连接两台计算机的串 口）， 带串口及USB接口的蓝牙模块，USB电缆，串口连接电缆（不反 绞），电源（串口实验时用）。
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通信系统综合实验 ----
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验要求
1. 差错控制实验：记录包头校验、有效载荷校验、 1/3 FEC 以及 2/3 FEC 再有误码和无误码情况下的输入输出结果并 加以分析。
2. 跳频实验：记录在查询状态、查询扫描状态以及连接状态 下，不同查询设备时钟和接入码下产生的频点并加以分析。
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通信系统综合实验 ----
实验内容
数字基带仿真实验 通信传输的有效性和可靠性分析实验 无线多点组网实验 语音传输实验 数据传输实验 服务发现实验 局域网接入实验 电话网接入实验
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
数字基带仿真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。学生利用本软件可以 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。
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通信系统综合实验 ----
参考文献
1. Andrew S.Tanenbaum.2001.计算机网络（第4版）.北京：清华 大学出版社 2. 沈连丰，梁大志.2000.Bluetooth系统及其发展.中兴新通信， 2（ 2） 3. 谢希仁.1999.计算机网络（第2版）.北京：电子工业出版社 4. 王新梅，肖国镇．1996．纠错码原理与方法，西安：西安电子 科技大学出版社 5. Bluetooth SIG．2001．Specification of the Bluetooth System V1．1_Core． http://www．Bluetooth．org 6. Bluetooth SIG．2001．Specification of the Bluetooth System V1．1_Profile ． http://www．Bluetooth．org
通信系统综合实验 ----
通信系统综合实验
教师：赵力 副教授
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通信系统综合实验 ----
目 录
• 实验安排
• 实验注意事项 • 参考文献 • 实验内容及要求
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通信系统综合实验 ----
实验安排
• 该实验为开放性实验，每人可根据自己的选课 情况，时间自定；
码体制和公开密钥密码体制。
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验设备与软件环境 实验内容 实验要求 预习要求及思考题
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验设备与软件环境
本实验一人一组，其中 硬件：PC机一台。 软件：Windows 2000或 Windows 操作系统， TTP基带仿真软件； Visual C++。
2 ． 在文件传输测试中，传输一个大小为 100kb 的文件，误码率分 别设为0.001、0.01和0.05，帧长设为300 字节，最大传输次数 为50。分别采用CRC与线性纠错编码方式纠错，记录通过串口连 接蓝牙设备模块和通过USB口连接蓝牙模块的测试结果（包括误 码率、传输字节、花费时间、重传次数和不同比特数）。分析 各次测试结果，从中可以得出什么结论？
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通信系统综合实验 ----
实验注意事项（续2）
5. 做完实验以后要关闭计算机时，先断开蓝牙实 验模块电源，再关闭计算机电源。 6. 实验中需要保存数据或波形，可在D盘按学号建 立文件夹存放数据或波形。 7. 蓝牙实验模块每一块有一个地址对应一台计算
机，实验中不要随意更换。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验内容（续2）
3. 文件传输 1) 发送方选择传送的文件、数据帧长、对传输的数据帧进行检、 纠错的信道编码方式及容许的最大重传次数和信道误码率。 2) 接收方对收到的包进行解码，如能纠错，即纠正错误；如能检 出错误不能纠正，则要求重发。接收方如认为一帧传输无误， 则提交给上层应用程序。 3) 统计通信性能参数：文件实际传输时间、文件实际传输的字节 数和重传次数。文件传输后可以得到的结果有文件传输的误 比特率、实际传输的时间、在信道上实际的流量和重传次数。 改变两个蓝牙模块之间的距离，增加信道上的金属障碍物； 改变帧长，观察对文件传输速率和误比特率的影响。
2) 陆地和卫星通信信道环境中，各种参数下最佳帧长与信道利 用率的关系（点击主界面图上的“仿真1”）。
3) 共享信道技术、网络负载和吞吐量等参数之间的关系（点击 主界面图上的“仿真3” ～“仿真7”，可选）。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
驱动程序（检查）。
2. 通信传输的有效性和可靠性分析实验实验完成 后，打开设备管理器，删除已安装的USB口驱 动程序。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验内容
1．性能仿真 1) 连续ARQ和停止等待协议的差错率和帧传送平均延时的关系 （点击主界面图上的“仿真2”）。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
预习要求及思考题
1. 预习 1) 了解停止-等待协议、连续ARQ协议知识，了解信道利用率和最 佳帧长的概念。
2) 了解间错重发ARQ、前向纠错FEC等误码和差错控制原理。
2. 思考题 1) 推导（32，24）线性分组码的监督位生成式，纠错方法。
(SEMIT 6603)
软件：Windows 2000或 Windows 操作系统， TTP通信传输的有 效性和可靠性分析实验软件。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验注意事项
1. 进入通信传输的有效性和可靠性分析实验实验 前，先打开设备管理器，删除已安装的USB口
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验要求
1． 在速率测试中，设置包的个数为10，测试次数为10次，取不同 的包长，记录通过串口连接蓝牙设备模块和通过 USB口连接蓝牙 模块的测试结果（包括包长、数据量、花费时间和平均速率）。 分析各次测试结果，从中可以得出什么结论？
3. 加密解密实验中，记录密钥参数、密码流参数、明文和秘 文。 4. 编程实验结果比较分析。
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
预习要求及思考题
1. 1) 2) 3) 2. 1) 2) 预习 了解汉明码、CRC码的基本原理。 了解跳频扩频的基本原理。 了解常规和公开密钥密码体制的工作原理。 思考题 接收端收到1/3 FEC码后如何进行纠错？ 包头的两种差错控制1/3 FEC和HEC，他们的先后顺序如何？ 为什么？ 3) 在接收端如何对1/3 FEC码进行译码？ 4) 三种跳频序列分别有无规律可循？为什么？ 5) 公开密钥密码体制的一个重要保证是什么？
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验内容
1. 1) 2) 3) 2. 1) 2) 3) 3. 1) 2) 蓝牙基带包的差错控制技术 包头检查(HEC)，用于保证包的完整性； 数据有效载荷信息的循环冗余校验； 包的前向纠错(FEC)控制。 蓝牙系统的跳频原理 查询状态的跳频原理； 查询扫描状态的跳频原理； 连接状态的跳频原理。 数据流的加密与解密 蓝牙加密技术（常规密钥密码体制的加密与解密）； RSA公开密钥密码体制的加密与解密过程。
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每次实验可容纳20人同时做实验；
每人每周实验不少于一到两次。
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通信系统综合实验 ----
实验注意事项
1. 打开计算机前，先断开蓝牙实验模块电源！
2. 确认蓝牙实验模块电源断开以后，再打开计算机电 源，然后按照每个实验的操作步骤进行实验。 3. 若实验为蓝牙串口实验，先断开蓝牙实验模块电源， 将蓝牙实验模块USB/RS232开关置RS232后再接通蓝 牙实验模块电源。
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通信系统综合实验 ----
实验注意事项（续1）
4. 若实验为蓝牙USB口实验，先断开蓝牙实验模块
电源，将蓝牙实验模块USB/RS232开关置USB后， 再接通蓝牙实验模块电源。 5. 若中途由串口实验换成USB口实验，不必关闭计 算机，但要先断开蓝牙实验模块电源，再转换 开关。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
本实验软件主要介绍点对点通信中速率测试的方法， 流量控制方法，以及与速率相关的因素，并对多台主机 共享信道时采取不同多点接入技术下的性能进行了仿真。 学生利用本软件及蓝牙设备组建点对点式连接，可以观 察不同连接方式下数据传输速率的变化，以及不同接入 技术下性能的区别。 知识点：流量控制；差错控制；信道共享技术 。
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通信系统综合实验 ----
数字基带仿真实验
实验内容(续)
4. 编程实验(可选) 参照图 1所示原理，在 Visual C＋＋环境中，编写2/3FEC 编/译码程序。并将自己执行结果与实验的结果相比较，看所 得数据是否相符。
图1
产生（15，10)2/3FEC的LFSR示意图
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通信系统综合实验 ----
参考文献(续）
7. 沈连丰，宋铁成等．2000．Bluetooth系统基带关键算法的研究 及其仿真．电子学报，S1 8. William Stallings．2001．密码编码学与网络安全原理与实践 （第2版）．北京：电子工业出版社 9. 李振玉，卢玉民。1996．现代通信中的编码技术．北京：中国铁 道出版社 10. 欧文．1988．脉冲调制与数字传输系统．北京：电子工业出版社 11. IEEE．IEEE Std 802．11a_1999(Supplement to IEEE Std 802．11_1999)．http://www．ieee．org 12. IEEE．IEEE Std 802．11a_1999(Supplement to ANSI/IEEE Std 802．11_1999 Edition)． http://www．ieee．org
实验内容（续1）
2. 数据速率 数据传输速率的分析（点对点通信） 通过无线信道速率测试程序，使学生体会：无线信道两端 距离、信道上障碍物、帧长对无线传输速率的影响。 设置数据包长度，测试： 1) 两台计算机直接用串口电缆连接，测得实际速率VRS232。 2) 两台计算机各自用串口连接蓝牙模块，建立连接后测得实际 速率VRS232+BT。 3) 两台计算机都各自用USB连接蓝牙模块，建立连接后测得实 际速率VUSB+BT。
2) 文件传输中的最佳帧长结果与仿真1中结果有什么差异，你如何
解释？
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通信系统综合实验 ----
无线多点组网实验
本实验着重讨论无线网络的组网过程、网络的路 由技术以及广播、组播的过程及实现。学习无线组 网的基本原理及相关概念，理解点对多点的网络、 Ad hoc网络多跳转接的拓扑结构、组网过程、简单 的路由协议以及广播、组播的相关知识。 知识点：通信网络拓扑结构；路由技术；广播和 组播； Ad hoc网络。
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验设备与软件环境 注意事项 实验内容 实验要求 预习要求及思考题
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通信系统综合实验 ---- 通信传输有效性和可靠性分析实验
实验设备与软件环境
每两台PC机为一组，双方软、硬件配置相同。 硬件：串口连接电缆（反绞，用于连接两台计算机的串 口）， 带串口及USB接口的蓝牙模块，USB电缆，串口连接电缆（不反 绞），电源（串口实验时用）。
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数字基带仿真实验
实验要求
1. 差错控制实验：记录包头校验、有效载荷校验、 1/3 FEC 以及 2/3 FEC 再有误码和无误码情况下的输入输出结果并 加以分析。
2. 跳频实验：记录在查询状态、查询扫描状态以及连接状态 下，不同查询设备时钟和接入码下产生的频点并加以分析。
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实验内容
数字基带仿真实验 通信传输的有效性和可靠性分析实验 无线多点组网实验 语音传输实验 数据传输实验 服务发现实验 局域网接入实验 电话网接入实验
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数字基带仿真实验
数字基带仿真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。学生利用本软件可以 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。
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参考文献
1. Andrew S.Tanenbaum.2001.计算机网络（第4版）.北京：清华 大学出版社 2. 沈连丰，梁大志.2000.Bluetooth系统及其发展.中兴新通信， 2（ 2） 3. 谢希仁.1999.计算机网络（第2版）.北京：电子工业出版社 4. 王新梅，肖国镇．1996．纠错码原理与方法，西安：西安电子 科技大学出版社 5. Bluetooth SIG．2001．Specification of the Bluetooth System V1．1_Core． http://www．Bluetooth．org 6. Bluetooth SIG．2001．Specification of the Bluetooth System V1．1_Profile ． http://www．Bluetooth．org
通信系统综合实验 ----
通信系统综合实验
教师：赵力 副教授
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目 录
• 实验安排
• 实验注意事项 • 参考文献 • 实验内容及要求
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实验安排
• 该实验为开放性实验，每人可根据自己的选课 情况，时间自定；