移动通信课程设计

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直接序列扩频通信系统仿真设计

摘要:综合利用前期相关课程及移动通信课程所学的各种知识,设计扩频通信系统,利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真,并对仿真结果做了详细的讲解分析。先对直接序列扩频系统原理进行介绍,然后基于Simulink 的发射机和接收机的仿真,同时对直接序列扩频系统的抗干扰能力与直接序列扩频系统的同步方法进行了相关仿真,最后在该系统中加入特定的干扰,进行测试,研究整个系统的抗干扰性能。

关键词:通信系统;直接序列扩频;调制解调保密通信

目录

目录............................................................................... II 第1章绪论 (1)

1.1背景 (1)

1.2 实验目的及总体介绍 (2)

1.3 本次设计任务与要求 (2)

第2章直接序列扩频通信原理 (3)

2.1扩频通信概念及分类 (3)

2.1.1扩频通信概念 (3)

2.1.2扩频通信分类 (3)

2.2直接序列扩频定义 (5)

2.3直接序列扩频的基本原理 (5)

2.4 直扩系统的性能分析 (7)

2.4.1 直扩系统的抗干扰性 (7)

2.4.2 直扩系统的抗多径干扰性能 (8)

第3章扩频码序列 (9)

3.1 码序列的相关性 (9)

3.2 m序列 (10)

第4章基于Simulink的仿真 (11)

4.1 MATALB及SIMULINK的介绍 (11)

4.1.1 MATLAB简介 (11)

4.1.2 SIMULINK简介 (11)

4.2发射机部分的Simulink的仿真 (12)

4.3接收机部分的Simulink仿真 (15)

第5章直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 (18)

第6章 CDMA系统仿真设计 (22)

结论 (26)

参考文献 (27)

致谢 (28)

第1章绪论

1.1背景

扩展频谱(SS,Spread Spectrum)通信简称为扩频通信。扩频通信的定义可简单表述如下:扩频通信技术是一种信息传输方式,在发端采用扩频码调制,使信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的带宽,在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。随着信息技术的发展,通信技术变得越来越复杂,技术更新的周期也越来越短。对于大部分学者,特别是我们学生来说,在学习通信技术时,若对每一个系统都要实体研究是不现实的。此时通信系统仿真对我们来说可以说是必不可少的。通过建立相应的通信系统的模型,对其进行仿真,可以使我们把琐碎的知识联系在一起,形成一个个通信系统的概念,可以让我们对各个知识点的原理有更加深刻的理解和掌握。

扩频通信系统由于在发端扩展了信号频谱,在收端解扩后恢复了所传信息,这一处理过程带来了信噪比上的好处,即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比大有改善,从而提高了系统的抗干扰能力。因此,可以用系统输出信噪比与输入信噪比二者之比来表征扩频系统的抗干扰能力。理论分析表明,各种扩频系统的抗干扰能力大体上都与扩频信号带宽B与信息带宽Bm之比成正比。

Matlab是由mathworks公司于1984年推出的一种面向科学与工程的设计的计算机软件,它将不同的领域的计算用函数的形式提供给给用户;用户在使用时,只需要用这些函数并赋予实际参数就能解决实际问题,它涉及数值分析、自动控制、数字信号处理、图像处理、小波分析及神经元网络等十几个领域的计算和图形显示,而且随着新出版的推出,涉及的领域更多,功能强大。 Simulink工作环境经过几年的发展,已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。在Simulink环境中,它为用户提供了方框图进行建模的图形接口,采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便,故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模,并可直接进行系统的仿真,快速的得到仿真结果。模型分析工具包括线性化和整理工具,MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的,因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。但是Simulink不能脱离MATLAB而独立工作。

1.2 实验目的及总体介绍

首先设计直接序列扩频通信系统的发射机和接收机。发射机的设计采用m序列来扩展二进制数据流,将其扩频为宽频信号,并采用QPSK调制方式将信号调制后发送出去。信号经过AWGN信道传输到接收端。接收机采用相干解调原理解调信号,采用的解扩码序列与发射机扩频码序列完全相同,信号经解扩调制后,带宽恢复原始宽度。在Simulink平台上分别对系统的发射机和接收机进行仿真测试,研究信号在整个扩频调制、解扩调制过程中的变化情况。最后在该系统中加入特定的干扰,进行仿真测试,研究整个系统的抗干扰性能。

1.3 本次设计任务与要求

1、说明直接序列扩频原理及PN序列的生成和作用,画出直接序列扩频原理图;

2、熟悉SIMULINK中各通信模块,根据原理图完成扩频通信仿真系统模块设计,分为发射机、接收机部分;

3、设计误码率分析模块部分,完成前后扩频解扩频谱波形比较及收发误码率分析;

4、对设计完成的系统加入干扰源,完成对系统抗干扰性能的分析。

5、按课程设计格式要求完成设计报告。

第2章直接序列扩频通信原理

2.1扩频通信概念及分类

2.1.1扩频通信概念

扩频通信是扩展频谱通信的简称。它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的

一种通信方式。

2.1.2扩频通信分类

扩频通信的一般原理如图 2-1所示。在发端输入的信息经信息调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。展宽以后的信号再对载频进行调制(如PSK或QPSK、OQPSK等),通过射频功率放大送到天线上发射出去。在收端,从接收天线上收到的宽带射频信号,经过输入电路、高频放大器后送入变频器,下变频至中频,然后由本地产生的与发端完全相同的扩频码序列去解扩,最后经信息解调,恢复成原始信息输出。

图 2-1 扩频通信原理框图

1 直序列(DS)扩频

所谓直接序列(DS,Direct Sequency)扩频,就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。而在收端,用相同的扩频码序列去进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始的信息。直接序列扩频的原理如图 2-2 所示。

图 2-2 直接序列扩展频谱示意图

2 跳频(FH)

另外一种扩展信号频谱的方式称为跳频(FH, Frequency Hopping)。所谓跳频,比较确切的意思是:用一定码序列进行选择的多频率频移键控。也就是说,用扩频码序列去进行频移键控调制,使载波频率不断地跳变,因此称为跳频。简单的频移键控如2FSK,只有两个频率,分别代表传号和空号。而跳频系统则有几个、几十个甚至上千个频率,由所传信息与扩频码的组合去进行选择控制,不断跳变。图 2-3(a)为跳频的原理示意图。

图 2-3 跳频(FS)系统

(a) 原理示意图; (b) 频率跳变图案

3 跳时(TH)

与跳频相似,跳时(TH,Time Hopping)是指使发射信号在时间轴上跳变。我们先把时间轴分成许多时片。在一帧内哪个时片发射信号由扩频码序列去进行控制。因此,可以把跳时理解为用一定码序列进行选择的多时片的时移键控。由于采用了窄很多的时片去发送信号,相对来说,信号的频谱也就展宽了。图 2-4是跳时系统的原理图。在发端,输入的数据先存储起来,由扩频码发生器产

生的扩频码序列去控制通—断开关,经二相或四相调制后再经射频调制后发射。

图 2-4 跳时系统

(a) 组成框图; (b) 跳时图例

4 脉冲调频

发信端发出射频脉冲信号,在每一脉冲周期中频率按某种方式变化。在收信端用色散滤波器解调信号,使进入滤波器的宽脉冲前后经过不同时延而同时到达输出端,这样就把每个脉冲5信号压缩为瞬时功率高、但脉宽窄得多的脉冲,因而提高了信扰比。这种调制主要用于雷达,但在通信中也有应用。

6混合扩频

几种不同的扩频方式混合应用,例如:直扩和跳频的结合(DS/FH),跳频和跳时的结合(FH/TH),以及直扩、跳频与跳时的结合(DS/FH/TH)等。

2.2直接序列扩频定义

直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum)工作方式,简称直扩方式(DS方式)。就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制,要传送的数据信息需要经过信道编码后,与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。

2.3直接序列扩频的基本原理

直接序列扩频(direct sequence spread spectrum)直接用具有高码片(chip)速率的扩频码序列去扩展数字信号的频谱。简称直扩(DS)。在接收端,用相同的扩频码序列将频谱展宽的扩频信号还原成原始信号。

图2-5 直接序列扩频通信系统的原理框图

图2-5是直接序列扩频通信系统的原理框图。欲传输的数字信号与码片速率很高的扩频码进行调制,其输出为频谱带宽被扩展的信号,这个过程称为扩频。扩展频谱信号再变换为射频信号发射出去。

在接收端,射频信号经过变频后输出中频信号,通常是N个发射信号和干扰及噪声的混合信号。它与发端相同的本地扩频码进行扩频解调(解扩),使宽带信号变为窄带信号。再经信息解调器恢复成原始数字信号。扩展频谱的特性取决于所采用的扩频码序列的码型和码片速率。为了获得具有近似噪声的频谱,采用伪噪声(PN)序列作为扩频系统的扩频码。

扩频和解扩的频谱变化过程如图2-6所示。

图2-6 扩频和解扩的频谱变化

采用码片速率很高的PN码序列进行扩频调制,扩频信号的带宽可达1~100MHz。通过扩频解扩处理能够提高抗干扰能力。扩展频谱信号在接收端做相关解扩处理,有用信号被解扩为窄带谱信号;宽带无用信号与本地伪码不相关,因此不能解扩,仍为宽带谱;窄带干扰信号则被本地伪码扩展成为宽带谱。用一个窄带滤波器排除带外的干扰,这样窄带内的信噪比就大大提高了。

2.4 直扩系统的性能分析

2.4.1 直扩系统的抗干扰性

直扩系统最早应用是在军事通信中作为很强抗干扰性的通信手段。直扩系统对窄带干扰、宽带干扰等,都具有抗干扰能力,其抗干扰能力大小就是前面提供的扩频处理增益Gp,Gp 越大,抗干扰能力就越强。下面就来分析直扩系统抗宽带干扰和抗窄带干扰的原理。图2-7 为直扩系统抗宽带干扰的示意图。

这里的带宽干扰是泛指的与扩频信号不相关的,在CDMA 通信网中,其他用户的信号就是一种带宽干扰。相关处理前,信号频谱是很宽的,经相关处理后,有用信息被解扩,其功率谱集中于信息带宽内,而带宽干扰通过相关器,其功率谱密度基本不变。由于解扩后必然连接窄带滤波器保证信号能顺利通过,对信号频带之外的各种干扰起到很大的抑制作用,从而提高了输出额信噪比。

图2-7 直扩系统抗带宽干扰的示意图

对单频或窄带干扰,直扩系统有很强的抗干扰能力。图4- 4(a )为解扩前的功率谱,

窄带干扰功率很大,由于干扰与本地扩频码(PN 码)是不相关的。对干扰来说,相关器起

到扩展频谱的目的,功率谱密度就大大下降,其中对信号有害的干扰分量只有落入信息带宽

部分,从而抑制了大部分干扰。由于有用信号能顺利通过窄带滤波器,因此提高了输出的信

噪比。

图2-8 直扩系统抗窄带干扰示意图

2.4.2 直扩系统的抗多径干扰性能

多径信道就是发射机和接收机之间电波传播的路径不止一条。例如由于大气层的反射和折射,以及由于建筑物等对电波的反射都是形成多径信道的原因。不同的传播路径使电波在幅度上衰减不同,到达时间额延迟也不同。

直扩系统能够同步锁定在最强的直达路径的电波上。其它有延迟到达的电波,由于相关解扩的作用,只起到噪声干扰的作用。这就是利用PN 码自相关特性,只是延迟超过半个 PN码时片,其相关值就很小,可作为噪声来对待。另外,如果采用不同时延的匹配滤波器,把多径信号分离出来,还可以变害为利,将这些多径信号在相位上对齐相加,起到增加接收信号能量的作用。因此,直扩系统是一种有效的抗多径干扰的通信系统。

第3章 扩频码序列

3.1 码序列的相关性

相关性概念

前面讨论中,伪随机码在扩频系统或码分多址系统中起着十分重要的作用。这是由于这类码序列最重要的特性是它具有近似于随机信号的性能,也可以说具有近似于白噪声的性能。但是,真正的随机信号或白噪声是不能重复再现和产生的。我们只能产生一种周期性的脉冲信号(即码序列)来逼近它的性能, 故称为伪随机码或PN 码。 选用随机信号来传输信息的理由是这样的: 在信息传输中各种信号之间的差异性越大越好,这样任意两个信号不容易混淆,也就是说,相互之间不易发生干扰,不会发生误判。 理想的传输信息的信号形式应是类似白噪声的随机信号, 因为取任何时间上不同的两段噪声来比较都不会完全相似, 若能用它们代表两种信号, 其差别性就最大。 换句话说, 为了实现选址通信, 信号间必须正交或准正交(互相关性为零或很小)。 所谓正交, 比如两条直线垂直称为正交, 又如同一个载频相位差为 90° 的两个波形也为正交, 用数学公式可表

示为 一般情况下, 在数学上是用自相关函数来表示信号与其自身时延以后的信号之间的相似性的。

随机信号的自相关函数的定义为 式中,f(t)为信号的时间函数,τ为延迟时间。Ra(τ)的大小表征f(t)与自身延迟后的f(t-τ)的相关性,故称为自相关函数。下面让我们来看看随机噪声的自相关性。图3-1(a)为任一随机噪声的时间波形及其延迟一段τ后的波形。图3-1(b)为其自相关函数。当τ=0时,两个波形完全相同、重叠,相乘积分为一常数。

图 3-1 随机噪声的自相关函数

(a) 波形; (b) 自相关函数

?

=?πωωω200

cos sin t td t ?

-∞→-=2/2/d )()(lim )(T T T a t

t f t f R τ

τ

自相关函数只用于表征一个信号与延迟τ后自身信号的相似性,而两个不同信号的相似性则需用互相关函数来表征。互相关性的概念在码分多址通信中尤为重要。 在码分多址系统中,不同的用户应选用互相关性小的信号作为地址码。两个不同信号波形f(t)与g(t)之间的相似性用互相关函数表示为

3.2 m 序列

二进制的m 序列是一种重要的伪随机序列, 有优良的自相关特性, 有时称为伪噪声(PN)序列。 “伪”的意思是说这种码是周期性的序列, 易于产生和复制, 但其随机性接近于噪声或随机序列。 m 序列在扩展频谱及码分多址技术中有着广泛的应用, 并且在m 序列基础上还能构成其它的码序列, 因此无论从m 序列直接应用还是从掌握伪随机序列基本理论而言, 必须熟悉m 序列的产生及其主要特性。

(1) m 序列的含义。

m 序列是最长线性移位寄存器序列的简称。 顾名思义,m 序列是由多级移位寄存器或其延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。 在二进制移位寄存器中, 若n 为移位寄存器的级数, n 级移位寄存器共有 2n 个状态, 除去全 0 状态外还剩下 2n-1 种状态, 因此它能产生的最大长度的码序列为 2n-1 位。 产生m 序列的线性反馈移位寄存器称作最长线性移位寄存器。

产生m 序列的移位寄存器的电路结构, 其反馈线连接不是随意的, m 序列的周期P 也不能取任意值, 而必须满足

P=2n-1

式中, n 是移位寄存器的级数。

例如,n=3,P=7;n=4,P=15;n=5,P=31,等等。在CDMA 蜂窝系统中,使用了两种m 序列,一种是n=15,称作短码m 序列;另一种是n=42,称作长码m 序列。

t

t g t f T R T T T c d )()(1lim )(2

/2/ττ-=?-∞→

第4章基于Simulink的仿真

4.1MATALB及SIMULINK的介绍

4.1.1 MATLAB简介

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple、MathCAD并称为四大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

4-1 matlab操作界面

4.1.2 SIMULINK简介

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动

鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结

果。 Simulink 是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。

4.2发射机部分的Simulink 的仿真

建立一个传输速率a R =100bps ,扩频码片速率为R =2000chip/s ,/c a R R =20,采用m 序列作为

扩频序列,以QPSK 为调制方式的仿真模型,进行发射系统的仿真,观察其扩频前后的输出波形及频谱。发射机的系统仿真模型如图4-2所示。

图4-2 直接序列扩频通信系统发射机的仿真模型

设置以下参数:

Random Integer Generator ——数据输入源:用于产生数据流,采样时间0.01s 。如图4-3

图4-3

PN Sequence Generator ——伪码产生器: 用于产生伪随机扩频序列,其采样频率为0.0005s 。

图4-4

Rate Transition ——升速处理器:用于做升速处理,使扩频模块上的数据采样速率相同。输出速率为2000chip/s。Rate Transition1和Rate Transition2的输出速率为8000 chip/s。

Unipolar to Bipolar Converter——单双极转换器:用于完成数据和扩频的单双极变换。

Product——乘法器:用于完成输入信号与扩频码的模2加[1.3]。其输出就是扩频输出,其码速率等于采样速率,即每个采样点代表一个码片。如图4-5

图4-5

Bipolar to Unipolar Converter——双单极转换器:完成扩频输出由双极性到单极性转换。

QPSK——调制器:用于将扩频信号调制到中频。调制输出信号是复信号,采样率为2000次/s。如图4-6

图4-6

Scope——波形观测器:用于观测输入输出信号波形。

B-FFT——频谱观测器:用于观察输入和输出信号的频谱变化。

仿真结果如图4-7,4-8,4-9,4-10所示。

图4-7 发射机的仿真波形图

图4-8 扩频前的信号频谱图图4-9 扩频后的信号频谱图组图发射机的仿真频谱图

仿真结果分析:

从时域分析:图4-7就是直接序列扩频通信系统的发射机时域波形图,其中第一条波形是输入信号波形,第二条是扩频序列波形,第三条是扩频后宽频信号波形。图4-7中显示出,当数据流为+1时,扩频输出是对应的PN序列的原序列,当数据为-1时,扩频输出就是PN序列的反相结果。且输出信号的码元速率增加,码元宽度变窄。

从频域分析:图4-8为扩频前的信号频谱,可见数据信号的带宽约为100HZ,其功率峰值约为20dB。当它和2000HZ的扩频序列相乘以后,信号的频谱会和扩频码频谱做卷积运算,输出波形如图4-8所示。从图4-8中可以看出信号经过扩频后的信号频谱带宽约为2000HZ,是原来频谱宽度的20倍。从功率峰值方面看,图4-8中输入信号的功率峰值为20dB,经过扩频之后输出的宽频信号功率谱下降到5dB处。所以从频域方面看,信号带宽增加、功率下降。

4.3接收机部分的Simulink仿真

本文信道采用AWGN信道来传输信号,信道中会有高斯噪声产生并混入信号之中。数据源采用的是发射机发送出来的扩频信号。解扩码序列采用的还是PN序列,由于Simulink仿真平台上的模块是可复制的,本文直接采用复制发射机的PN序列产生器以产生和扩频码序列一样的解扩码序列,这样本次接收机的设计就省略了时间同步系统,但是不会影响该仿真系统的性能。

图4-10 直接序列扩频通信系统接收机的仿真模型

其中从解扩开始为接收端,AWGN 为高斯白噪声信道,设置其噪声的均值为10。正弦信号发生器产生频率为200Hz的单频干扰。PN Sequence Generator为本地PN序列,是与发射机中的PN序

列完全相同的。从加法器出来的信号即为接收到的信号,其中包含有有用信号,噪声和干扰,该信号和本地PN序列相乘进行解扩,Scope1频谱仪中的频谱就是解扩后的接收信号的频谱,其中有用信号被还原为窄带信号,噪声和干扰的频谱反而被展宽。利用Error Rate Calculation 模块对误码率进行测试,其中Tx为发送端,Rx为接收端,中间加入2个数据码元的延迟是为了补偿接收延迟。BPSK Demodulator Baseband1为BPSK解调器。

图4-11 接收机的时域波形图

图4-12接收机接收信号频谱图图4-13解调信号频谱图

图4-14解扩输出信号频谱图图

仿真结果分析:

从时域分析:图4-10设计接收机的时域图,图中第一条是用户数据信号,第二条是解调信号的时域波形图,第三天是解扩信号的时域波形图。对比分析时域波形可以得出两点结论:一是解扩输出信号等于用户输入数据信号;二是该接收机能够将含有噪声的混合信号解扩出有效的数据信号。

从频域分析:对比图4-12和图4-13,可以看出信号通过高斯噪声信道时,叠加了一些噪声成分。输入经过信道传输周解扩出来仍旧是宽频信号,但是信号在加入噪声之后的功率谱高于接收机接收到的信号。对比图4-13和图4-14的频谱图形可以看出,该接收机将宽带的解调输出信号解扩后,输出的是窄带信号,信号频谱为100HZ,功率峰值将近20dB,与发射机采用的输入信号一样。

由此可见,本文搭建的接收机系统是能够实现解扩调制的。

第5章直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析

第4章已经完成了直接序列扩频通信系统的发射机和接收机的设计。并在Simulink 平台上对设计好的发射机和接收机都分别进行了仿真测试。测试结果表明该系统的发射机和接收机功能完整。这一节将集中研究信号在整个扩频调制、信道传输、解扩调制过程中的变化,以及人为在扩频系统中加入特定的干扰后,来进行仿真测试,根据仿真结果来研究整个系统的抗干扰性能。主要想研究该仿真模块的解扩、解调功能,所以 AWGN 信道的噪声参数被设置为一个很温和的情况下。图4-9 很直观的反映了,该系统能够实现解扩、解调功能,且该系统具有不错的抗干扰性能。在这里为了更好的研究该系统的抗干扰性能,我们将把信噪比继续降低,同时外加一些干扰成分,来研究该系统对不同干扰和噪声所反映出来的的抗干扰能力。基于Simulink 的直接序列扩频通信系统的仿真模型如图 5-1 所示

图5-1 直接序列扩频通信系统的仿真模型

Sine Wave ——单频信号干扰源:用于产生单频干扰信号,其采样率为1/300,其码片速率为100chip/s 。

Error Rate Calculation——误码检测模块:用于测量解扩输出信号的误码率。

++(and)——加法模块:用于将干扰信号加入信道输出的混合信号中。

AWGN Channel模块中的中SNR设置为10dB。其余所有模块的参数设置参照5.3节接收机的相应模块设置参数。表示这次信道中噪声功率增大,同时还叠加了一些100HZ的单频干扰。这样信号经

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指导老师:___________________________________ 小组成员:___________________________________ 成绩:______________________________________

目录 第一章仿真软件案例专题之农村篇 1、弓I言:............... 2、设计任务及要求: ..... 3、设计内容: ............ A.基站小区配置过程.... 1.增加基站 ........ 2.添加硬件单板 .... 3.单板上电加载 ... 4.网元布配规划 .... 5?网元布配 ....... 6?GPS设置....... 7.小区启动......... B.RNC侧管理小区...... 1.增加基站 ....... 2.设置基站信息........ 1 1 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5

5?设置基站小区邻区6 3.设置基站链路 .... 4?设置基站小区参数??

6?载频设置 7?信道功率设置 C. 查看告警及业务验证 ............6 D. 验证 .. (7) 第二数据配置 1、 引言: .......................... 7 2、 设计任务及要求: ................ 7 3、设计内容: ...................... (一) ................. 数据规划 7 1、 ............. 硬件数据规划 8 2. 本局数据规划 ............ 9 (二) ................. 实验脚本 9 1?执行脱机操作 ............ 9 2?配置硬件数据 (9) 4?格式化转换数据并执行联机操 (三)实验操作 1、单板运行状态的检查 ......... 15 3?配置本局数据 10 隹 ........................ 10 10 4、实验测试 .. (15) 16

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移动通信组网及传输基本原理 1 组网: 移动通信系统基本组成及工作原理 数字移动通信系统基本组成 一个数字移动通信系统主要由交换网络子系统NSS、基站子系统BSS和手机MS组成。基站子系统与移动电话机之间依赖无线信道来传输信息。移动通信系统与其他通信系统如PSTN固定电话网之间,需要通过中继线相连,实现系统之间的互连互通,其组成框图如图1-1所示。当然,对整个通信网络需要进行管理和监控,这是由操作维护子系统OMS来完成的。 1.手机MS 终端设备就是移动客户设备部分,它由两部分组成:移动终端(MS)和客户识别模块(SIM)。移动终端在早期是以车载台、便携台形式出现的,现在多为大众化的移动电话机——手机所取代,车载台仍有少量生产,主要用于通信部门和军事上。 2. 基站子系统BSS 基站又称基地台,它是一个能够接收和发送信号的固定电台,负责与手机进行通信。基站(BSS)系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制,与MS进行通信的系统设备,它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。 1)基站收发信台BTS BTS完全由BSC控制,主要负责无线传输,完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 2)基站控制器BSC 基站控制器是基站的智能控制部分,负责本基站的收发信机的运行、呼叫管理、信道分配、呼叫接续等。一个基站控制器可以控制管理最多可达256个基站收发器。3.交换网络子系统NSS 交换网络子系统(NSS)主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 交换网络子系统NSS能在任意选定的两条用户线(或信道)之间建立和(而后)释放一条通信链路,并实现整个通信系统的运行、管理。 1)移动交换中心MSC MSC是计算机控制的全自动交换系统。MSC与基站以光缆相连进行通信,一个MSC可以管理数十个基站,并组成局域网。 原理; 移动通信必须采用信道共用的技术,才能满足众多移动用户的通信需求。信道共用的技术,也就是所谓的多址技术,建立在信号可分割的基础上。不同的信号分割方法,导致了不同的多址技术。在频分多址(FDMA)情况下,频道和信道是一回事,频道就是信道,但在时分多址(TDMA)情况下.一个频道可以是多个信道,例如在GSM系统中,一个频道分成8个时隙,每个时隙就是一个信道。码分多址(CDMA)与前两种情况都不同,系统的所有用户可以使用相同的频率和相同的时间在同一地区通信,信道的区分不是频率或时间,而是依靠不同的地址码。 cDMA是一种以扩频通信为基础的调制和多址连接技术。在信号发送端用一自相关性很强而互相关为0(或很小)的高速伪随机码作为地址码,与要传输的用户信息数据相乘。由于伪随机码的速率比用户信息数据的速率高得多,因而就扩展了传输信息的带宽,这个过程称

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 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题,参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计

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。

《移动通信技术》实验教学大纲(18.6)教学文案

《移动通信技术》实验教学大纲(18.6)

《移动通信技术》实验教学大纲 1.实验课程号: B453L07500 2.课程属性:(限选) 3.实验属性:非独立设课 4.学时学分:总学时36,实验学时10 5.实验应开学期:秋季 6.先修课程:数据通信与计算机网络,信号与系统,通信原理等。 一、课程的性质与任务 本实课程是移动通信技术的配套实验课,要求通过实验课的练习与实践使 学生加深对现代移动通信技术的基本概念和基本原理的理解,并掌握典型通信 系统的基本组成和基本技术,以适应信息社会对移动通信高级工程技术人才的 需求。 二、实验的目的与基本要求 通过实验使学生对比较抽象的移动通信理论内容产生一个具体的感性认 识,通过具体的实验操作使学生达到“知其然,且知其所以然”,从而提高分析 问题、解决问题的能力。 三、实验考核方式及办法 实验成绩评分办法:实验成绩占课程成绩的15%。 四、实验项目一览表 移动通信技术实验项目一览表 序实验项目实验实验适用学 号名称类型要求专业时 1 数字调制与解调技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 2 扩频技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 3 抗衰落技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 4 GSM通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程 2 5 CDMA通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程 2

五、实验项目的具体内容:

实验一数字调制与解调技术 1.本次实验的目的和要求 通过本实验了解QPSK, OQPSK,MSK,GMSK调制原理及特性、解调原理及载波在相干及非相干时的解调特性。将它们的原理及特性进行对比,掌握它们的差别。掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法。 2.实验内容 1)观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。 2)观察IQ调制解调过程中各信号变化。 3)观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。 4)观察各调制信号的区别。 5)观察QPSK、OQPSK、MSK、GMSK基带信号的星座图,并比较各星 座图的不同及他们的意义。 3.需用的仪器 移动通信原理实验箱(主控&信号源模块、软件无线电调制模块10号模块、软件无线电解调模块11号模块),示波器。 4.实验步骤 1)准备:阅读实验教程,了解QPSK, OQPSK,MSK,GMSK的调制解调原 理; 2)QPSK调制及解调实验 (1)按实验要求完成所有连线,形成调制解调电路。 (2)QPSK调制。设置主控菜单,选择QPSK调制及解调;用示波器观测10号模块的TP8(NRZ-I)和TP9(NRZ-Q)测试点,观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形,与输入信号对比;示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和 TH9(Q-Out),调节示波器为XY模式,观察QPSK星座图;示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和TP3(I),对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形;示波器探头接10号模块TH9(Q-Out)和TP4(Q),对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形;示波器探头接10模块的TP1,观测I路和Q路加载频后的叠加信号,即QPSK调制信号。

电子科大移动通信原理课程设计报告

移动通信原理课程设计报告 一、题目描述 仿真一:M=1,选定BPSK调制,AWGN和瑞利信道下的误符号率性能曲线(横坐标为符号信噪比Es/N0),并与相应的理论曲线比较。 仿真二:对2发1收的STBC-MIMO系统(Alamouti空时码),分析2发射天线分别受到独立瑞利信道下的误码率性能曲线,并与相同条件下单天线曲线进行对比分析。 二、系统设置 三、仿真代码 3.1算法说明 1、信号产生:利用Matlab中的随机整数随机数产生函数randi. 2、调制方法的实现:不同的调制方式对应唯一的一个星座图;通过输入序列找出星座图上的对应位置,即可输出调制结果。 3、信道模拟实现方法:AWGN信道用MATLAB自带函数randn实现,对应平均噪声功率为零;瑞利信道用randn+j*randn,对应平均噪声功率为零。 4、误码率性能曲线:发射信号序列长度设定130比特,仿真4000次,使信噪比在[0,30]每隔2取值,求平均误比特率。 5、收发系统的实现方法:对于单发单收的模型,只需将发送信号加噪声信号即为接收信号;对于二发一收的模型,因为发射天线是相互独立的,所以每根发射天线的接收信号与单发单收模型的接收信号计算方法相同,最后采用最大比合并得到接收信号。 6、调制方式:BPSK 7、编码和译码方法:二发一收空时编码,最大似然译码。 8、误码率的计算:错误比特数/传输的总比特数。 3.2仿真代码 代码一:调制函数 function[mod_symbols,sym_table,M]=modulator(bitseq,b) N_bits=length(bitseq); if b==1 %BPSK调制 sym_table=exp(1i*[0,-pi]); sym_table=sym_table([1 0]+1); inp=bitseq; mod_symbols=sym_table(inp+1); M=2; elseif b==2 %QPSK调制 sym_table=exp(1i*pi/4*[-3 3 1 -1]);

关于移动通信的论文

移动通信新技术—WiMAX 摘要:WiMax(World Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高,采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术,随着技术标准的发展,WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合程度会越来越高。 关键词:WiMAX;IEEE802.16;宽带无线通信 正文:2007年10月19日,在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上,经过多数国家投票通过,WiMAX(全球微波互联接入)正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD—SCDMA之后的第4个全球3G标准。 从此WiMAX正是作为第4个全球3G标准登上了无线通信的舞台。WiMAX是一项新兴的宽带无线接人技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展,而且这股热浪已经推进到亚洲。它是又一种为企业和家庭用户提供“最后1mile”的宽带无线连接方案。WiMAX是一项新兴技术,能够在比Wi—Fi(无线局域网)更广阔的地域范围内提供“最后lkm”宽带连接性,由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1~6mile覆盖范围,WiMAX将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外,凭借这种覆盖范围和高吞吐率,WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和wi—Fi热点提供回程。 WiMax之所以能如此成功,显然是有自身的许多优势。而各厂商也正是看到了WiMax 的优势所可能引发的强大市场需求才对其抱有浓厚的兴趣。 1、实现更远的传输距离 WiMax所能实现的50km的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要有少数基站建设就能实现全城覆盖,这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。 2、提供更高速的宽带接入 据悉,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍对无线网络来说,这的确是一个惊人的进步。 3、提供优良的最后lkm网络接入服务 作为一种无线城域网技术,它可以将Wi—Fi热点连接到互联网,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展,实现最后l km的宽带接人。WiMax可为50km线性区域内提供服务,用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。 4、提供多媒体通信服务 由于WiMax较之Wi—Fi具有更好的可扩展性和安全性,从而能够实现电信级的多媒体通信服务 TCP/IP协议的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。无线宽带接入技术面对日益增长的IP数据业务,必须适应TCP/IP协议对信道传输质量的要求。在WiMax技术的应用条件下(室外远距离),无线信道的衰落现象非常显著,在质量不稳定的无线信道上运用TCP/IP协议,其效率将十分低下。WiMax技术在链路层加入了ARQ机制,减少到达网络层的信息差错,可大大提高系统的业务吞吐量。同时WiMax采用天线阵、天线极化方式等天线分集技术来应对无线信道的衰落。这些措施都提高了WiMax的无线数据传输的性能。

通信系统课程设计题目

通信系统仿真课程设计(2016) 湘潭大学姚志强 一、题目(起评分) 1、基带调制与信道编码仿真;(中) 设计软件:MATLAB M/Simulink 基本要求:搭建框中的系统,要求能完美恢复发送信号。 2、基带匹配滤波器的设计与分析(中) 基本内容:利用Matlab 的simulink产生随机数据,经过BPSK数字调制和升余弦滚降滤波器,送入高斯白噪声信道;在接收端经过匹配滤波器和BPSK数字解调,与信源数据进行误码率统计;分析滚降系数和误码率的关系。 基本要求:1)信源为二进制随机数据; 2)在高斯白噪声信道中设置信噪比(- 5~10dB);; 3)滚降滤波器参数:过采样率=8;滚降系数(0.2~0.7);群延时=4; 滤波器增益归一化; 4)得到滚降系数与误码率、信噪比的多组性能曲线; 3、高斯信道下卷积编码的误码率分析(良) 基本内容:利用Matlab 的simulink产生随机数据,经过卷积编码和16QAM数字调制,送入高斯白噪声信道;在接收端使用16QAM解调数据和卷积解码后,与信源数据进行误码率统计;分析误码率与信噪比的关系。 基本要求:1)信源为二进制随机数据; 2)在高斯白噪声信道中设置信噪比(- 5~10dB);; 3)卷积码网格结构为:poly2trellis(7, [171 133]);解码采用维特比硬判决译码; 4)得到误码率和信噪比的性能曲线;

4. 无线传感网自由竞争MAC协议仿真(优) 基本内容:熟悉CSMA、ALOHA或者CSMA/CA协议,采用Matlab 或者C 语言编写程序,对其中一种自由竞争接入协议在随机布点、不同节点数、不同覆盖范围和不同退避机制等条件下进行网络性能分析。 基本要求:1)节点数为10-100个以10个递增数量; 2)网络面积为10*10(单位平方),覆盖范围从1-20递增; 1.画出网络容量与各参数的变化曲线来分析网络参数对性能的影 响; 、 、] 计要求:配置并生成一个小区的基站;或者设计一个移动通信系统业务量统计模型或者其他; 设计软件:深圳讯方的移动通信仿真软件; 要求 1、每人1题,独立完成,不同的高分,相同的低分; 2、操作分30%(包括修改程序),实验报告占30%,答辩40%(每人回答三 个原理问题); 日程 第1天:布置题目开始设计,开始查阅文献; 第2天:确定题目,班长发邮件统计; 第3/4天:方案设计; 第5-8天:软硬件设计; 第9-10天:总结撰写报告和答辩验收; 全程要求在实验室完成设计(每日签到),结果检查和答辩验收只有2次机会,超过时间没有达到要求按不及格处理,下学年重修。

《移动通信技术》实验教学大纲设计(18.6)

《移动通信技术》实验教学大纲 1.实验课程号: B453L07500 2.课程属性:(限选) 3.实验属性:非独立设课 4.学时学分:总学时36,实验学时10 5.实验应开学期:秋季 6.先修课程:数据通信与计算机网络,信号与系统,通信原理等。 一、课程的性质与任务 本实课程是移动通信技术的配套实验课,要求通过实验课的练习与实践使学生加深对现 代移动通信技术的基本概念和基本原理的理解,并掌握典型通信系统的基本组成和基本技术,以适应信息社会对移动通信高级工程技术人才的需求。 二、实验的目的与基本要求 通过实验使学生对比较抽象的移动通信理论内容产生一个具体的感性认识,通过具体的 实验操作使学生达到“知其然,且知其所以然”,从而提高分析问题、解决问题的能力。三、实验考核方式及办法 实验成绩评分办法:实验成绩占课程成绩的15%。 四、实验项目一览表 移动通信技术实验项目一览表 序实验项目实验实验适用学 号名称类型要求专业时 1 数字调制与解调技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 2 扩频技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 3 抗衰落技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 4 GSM通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程 2 5 CDMA通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程 2 五、实验项目的具体内容:

实验一数字调制与解调技术 1.本次实验的目的和要求 通过本实验了解QPSK, OQPSK,MSK,GMSK调制原理及特性、解调原理及载波在相干及非相干时的解调特性。将它们的原理及特性进行对比,掌握它们的差别。掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法。 2.实验内容 1)观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。 2)观察IQ调制解调过程中各信号变化。 3)观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。 4)观察各调制信号的区别。 5)观察QPSK、OQPSK、MSK、GMSK基带信号的星座图,并比较各星座图的不同及他们 的意义。 3.需用的仪器 移动通信原理实验箱(主控&信号源模块、软件无线电调制模块10号模块、软件无线电解调模块11号模块),示波器。 4.实验步骤 1)准备:阅读实验教程,了解QPSK, OQPSK,MSK,GMSK的调制解调原理; 2)QPSK调制及解调实验 (1)按实验要求完成所有连线,形成调制解调电路。 (2)QPSK调制。设置主控菜单,选择QPSK调制及解调;用示波器观测10号模块的TP8(NRZ-I)和TP9(NRZ-Q)测试点,观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形,与输入信号对比;示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和TH9(Q-Out),调节示波器为XY模式,观察QPSK星座图;示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和TP3(I),对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形;示波器探头接10号模块TH9(Q-Out)和TP4(Q),对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形;示波器探头接10模块的TP1,观测I路和Q路加载频后的叠加信号,即QPSK调制信号。 (3)QPSK相干解调实验。用示波器观测10号模块的TH3(DIN1), 11号模块的TH4(Dout),适当调节11号模块压控偏置电位器W1来改变载波相位,对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形;用示波器观测10号模块的TH1(BSIN),11号模块的TH5(BS-out),对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形;用示波器对比观测原始I路信号与解调后I路信号的波形,以及原始Q路信号与解调后Q路信号的波形。

移动通信课程设计分析

《移动通信技术》课程设计 设计题目:移动通信系统发展及其业务能力的探索班级: 姓名:

指导教师:

七、答辩记录: 答辩意见及答辩成绩 答辩小组教师(签字):

目录 摘要.......................... 错误!未定义书签 ABSTRACT ............................. - 3 - 1GSM,CDMA,3G 手机........................... -3 - 1.1GSM手机........................... - 3 - 1.2CDMA手机.......................... - 4 - 1.2.1关于GSM和CDMA手机的辐射问题................ -5 - 1.2.2手机安全辐射标准与手机发射功率................. -6 - 1.33G 手机 ........................... - 6 - 1.4手机结构和原理......................... - 7 - 2移动通信技术演进......................... -8 - 2.1第二代移动通信技术....................... - 8 - 2.1.1概述.......................... -8 - 2.1.2第二代移动通信技术-GSM ............... - 9 - 2.1.3第二代移动通信技术-CDMA ............... - 9 - 2.22G向3G的过渡......................... - 10 - 2.2.1基于GSM的演进...................... -10 - 2.2.2基于CDMA勺演进.................... -10 - 2.3第三代移动通信系统(3G) ................... - 11 - 2.3.1概述.......................... -11 - 2.3.23G 主要技术标准...................... -11 - 2.4现有3G技术向LTE演进的路线.................... - 15 - 2.4.1概述.......................... -15 - 2.5 LTE- ADVANCED ............................ - 16 - 2.5.1概述.......................... -16 - 2.5.2LTE-Adva need 的演进目标................. -16 - 3移动通信增值业务......................... -17 - 3.1移动通信增值业务概述..................... - 17 - 3.1.1移动通信增值业务定义.................. -17 - 3.1.2移动通信增值业务的分类.................................. -17 - 3.2移动通信增值业务发展历程..................... - 19 - 3.2.1全球移动通信增值业务发展历程................. -19 -

移动通信系统论文

2010-2011学年第2 学期 考试科目移动通信系统 姓名 年级 专业 学号 2011年6 月12日

移动通信系统中基于自适应调制和编码的资源分配的控制消息传输 摘要:总的说来,链路自适应方案,如自适应调制和编码(AMC)以及混合自动重复请求(HARQ),加强了时变无线信道的系统容量。为了应用这些链路自适应方案,必须对资源的每一帧进行自适应和动态的分配。因此,系统需要控制消息来发送关于动态资源分配的信息给用户。这些信息包括用户ID,资源位置,调制等级,以及编码和自动重复请求(ARQ)信息。然而,这些资源分配信息的传输,造成了控制开销。在这篇文献中,我们介绍了一种利用AMC来传输资源分配信息的方案,并分析了它在支持截断ARQ,如链路层ARQ和HARQ的系统中的性能。除此之外,我们还证明了使用AMC来传输控制消息是减少控制开销的一种好方法。特别是当每帧的用户数较大,如对于互联网语音服务协议(V oIP),这种方法非常有效。 关键字:自适应调制和编码(AMC);控制消息;控制开销;资源分配Adaptive-Modulation-and-Coding-Based Transmission of Control Messages for Resource Allocation in Mobile Communication Systems Liu Zhihu S100131051 Keywords—Adaptive modulation and coding (AMC), control messages, control overhead, resource allocation. 1.引言 最近的以分组为导向的系统,如移动WiMAX和高速数据分组接入(HSDPA),通过使用链路自适应技术提高了数据吞吐量。这些技术有自适应调制和编码(AMC),混合自动重复请求(HARQ),以及快速信道感知调度。AMC 方案能够通过选择信号星座图以及适合它的时变信道的信道编码来提高系统容量。自动重复请求(ARQ)有效地减轻了由于信道衰落造成的分组错误。除此之外,截短的ARQ通过限制在应用AMC时的最大重传次数以及在物理层只使用固定的调制和编码,改进了系统吞吐量。重传机制,特别是基于HARQ的机制,提供了一种改进由于信道测量和反馈延时错误造成的链路自适应误差的健壮性的好方法。为了应用这些链路自适应方案,系统必须对每帧资源进行自适应的和动态的分配。并且,目前开发的大多数业务都是基于分组的。所以,资源的有效利用要求无线资源能够在移动站之间得到有效共享。最后,自适应和动态资源分配要求逐帧链路自适应和资源的有效利用。因此,对于动态资源分配的控制消息的设计非常重要。资源的链路自适应分配的控制消息应该与数据一块传输,以告

《移动通信技术》实验教学大纲(18.6)

《移动通信技术》实验教学大纲 1.实验课程号:B453L07500 2.课程属性:(限选) 3.实验属性:非独立设课 4.学时学分:总学时36,实验学时10 5.实验应开学期:秋李 6.先修课程:数据通信与计算机网络,信号与系统,通信原理等。 一、课程的性质与任务 本实课程是移动通信技术的配套实验课,要求通过实验课的练习与实践使学生加深对现代移动通信技术的基本概念和基本原理的理解,并掌握典型通信系统的基本组成和基本技术,以适应信息社会对移动通信高级工程技术人才的需求。 二、实验的目的与基本要求 通过实验使学生对比较抽象的移动通信理论容产生一个具体的感性认识,通过具体的实验操作使学生达到“知其然,且知英所以然”,从而提髙分析问题、解决问题的能力。 三、实验考核方式及办法 实验成绩评分办法:实验成绩占课程成绩的15%。 四、实验项目一览表 移动通信技术实验项目一览表 序实验项目实验实验适用学 号名称类型要求专业时 1数字调制与解调技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 2扩頻技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 3抗衰落技术脸证性必做信息工程/电子信息工程2 4GSM通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程2 5CDMA通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程2 五、实验项目的具体容:

实验一数字调制与解调技术 1.本次实验的目的和要求 通过本实验了解QPSK. OQPSK.MSK.GMSK调制原理及特性、解调原理及载波在相干及非相干时的解调特性。将它们的原理及特性进行对比,掌握它们的差别。掌握星座图的槪念、星座图的产生原理及方法。 2.实验容 1)观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。 2)观察IQ调制解调过程中各信号变化。 3)观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。 4)观察各调制信号的区别。 5)观察QPSK、OQPSK、MSK、GMSK基带信号的星座图,并比较各星座图的不同及他 们的意义。 3.需用的仪器 移动通信原理实验箱(主控&信号源模块、软件无线电调制模块10号模块、软件无线电解调模块11号模块),示波器。 4.实验步骤 1)准备:阅读实验教程,了解QPSK. OQPSK.MSK.GMSK的调制解调原理: 2)QPSK调制及解调实验 (1)按实验要求完成所有连线,形成调制解调电路。 (2)QPSK调制。设置主控菜单,选择QPSK调制及解调:用示波器观测10号模块的TP8(NRZ-I)和TP9(NRZ-Q)测试点,观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形,与输入信号对比:示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和TH9(Q-Out),调廿示波器为XY模式,观察QPSK星座图;示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和TP3(I),对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形:示波器探头接10号模块TH9(Q-Out)和TP4(Q),对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形;示波器探头接10模块的TP1,观测I路和Q路加载频后的叠加信号,即QPSK调制信号。 (3)QPSK相干解调实验。用示波器观测10号模块的TH3(DIN1), 11号模块的TH4(Dout),适当调右11号模块压控偏宜电位器W1来改变载波相位,对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形;用示波器观测10号模块的TH1(BSIN),11号模块的TH5(BS-out), 对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形:用示波器对比观测原始I路信号与解调后I路信号的波形,以及原始Q路信号与解调后Q路信号的波形。 3)OQPSK调制及解调实验。选择OQPSK调制模式,实验步骤同2) 4)MSK调制及相干解调实验。

北邮移动通信课程设计综述

信息与通信工程学院移动通信课程设计 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 日期:

一、课程设计目的 1、熟悉信道传播模型的matlab 仿真分析。 2、了解大尺度衰落和信干比与移动台和基站距离的关系。 3、研究扇区化、用户、天线、切换等对路径损耗及载干比的影响。 4、分析多普勒频移对信号衰落的影响,并对沿该路径的多普勒频移进行仿真。 二、课程设计原理、建模设计思路及仿真结果分析 经过分析之后,认为a 、b 两点和5号1号2号在一条直线上,且小区簇中心与ab 连线中心重合。在此设计a 、b 之间距离为8km ,在不考虑站间距的影响是默认设计基站间距d 为2km ,进而可求得a 点到5号基站距离为2km ,b 点到2号基站距离为2km ,则小区半径为3/32km,大于1km ,因而选择传播模型为Okumura-Hata 模型,用来计算路径损耗;同时考虑阴影衰落,本实验仿真选择阴影衰落是服从0平均和标准偏差8dB 的对数正态分布。实验仿真环境选择matlab 环境。 关于路径损耗——Okumura-Hata 模型是根据测试数据统计分析得出的经验公式,应用频率在150MHz 到1 500MHz 之间,并可扩展3000MHz;适用于小区半径大于1km 的宏蜂窝系统,作用距离从1km 到20km 经扩展可至100km;基站有效天线高度在30m 到200m 之间,移动台有效天线高度在1m 到10m 之间。其中Okumura-Hata 模型路径损耗计算的经验公式为: terrain cell te te te c p C C d h h h f L ++-+--+=lg )lg 55.69.44()(lg 82.13lg 16.2655.69α 式中,f c (MHz )为工作频率;h te (m )为基站天线有效高度,定义为基站天线实际海拔高度与天线传播范围内的平均地面海拔高度之差;h re (m )为终端有效天线高度,定义为终端天线高出地表的高度;d (km ):基站天线和终端天线之间的水平距离;α(h re ) 为有效天线修正因子,是覆盖区大小的函数,其数字与所处的无线环境相关,参见以下公式: 22(1.1lg 0.7)(1.56lg 0.8)(), 8.29(lg1.54) 1.1(), 300MHz,3.2(lg1.75) 4.97(), 300MHz,m m m m f h f dB h h dB f h dB f α---??-≤??->?中、小城市()=大城市大城市 C cell :小区类型校正因子,即为:

移动通信课程论文

第四代移动通信关键技术——OFDM 摘要:随着移动市场的快速发展,用户对于移动通信系统的性能提出了更高的要求,本文对第四代移动通信关键技术——OFDM 的性能和不足等进行分析,阐述了OFDM 的原理、关键技术和应用等。 关键字:4G 移动通信 OFDM The Key Technology of the Fourth Generation of Mobile Communication ——OFDM Abstract:With the rapid expansion of the mobile market,users put forward higher requirements for the performance of mobile communication system.This paper analyses performance and shortage of the key technique of 4G ——OFDM.Also,the principle and applications of OFDM is elaborated. Key words:4G mobile communication OFDM 一、OFDM 产生的背景 第四代移动通信(4G )中系统的速度可以达到10~20Mb/s ,最高可以达到100Mb/s 。能够实现全球无缝漫游。未来的移动通信业务将从话音发展到数据、图像、视频等多媒体业务,因此,对服务质量和传输速率的要求越来越高。这对移动通信系统的性能提出了更高的要求。而宽带在移动通信中是非常稀缺的资源,因此,必须采用先进的技术有效地利用宝贵的频率资源,以满足高速率,大容量的业务需求。 无线信道由于其信道特性不理想,发射的信号往往是经过多条路到达接收端,即产生多径效应。从而造成接受信号相互重叠,产生信号符号间相互干扰,致使接收端判断错误,严重影响信号的传输质量,这种特征为信号传输的弥散性。特别是当信号的传输速率较高是更是如此。这是因为当信号的周期很短而信号传输速率又非常高时,在接收端信号符号重叠的程度将进一步加深,从而信号的干扰就更加严重。从另一角度看,当信号符号的传输速率较高时,信号带宽较宽,当信号带宽接近和超过信道相干带宽是,信道的时间弥散性将对接受信号造成频率选择性衰落。多径效应造成频率选择性衰落引起码间干扰,使得接收端正确解调困难。严重时,单靠增加发射功率提高接收端的信噪比并不能降低误码率,而OFDM 技术是目前进行无线高速数据传输时提高资源利用率、克服多径效应的最有效的方法。 二、OFDM 的原理 OFDM 的英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing,中文含义为正交频分复用技术。 OFDM 的工作原理简介,输入数据心愿的速率为R ,经过串并转换后,分成M 个并行的子数据流,每个子数据流的速率为R/M ,在每个子数据流中的若干个比特分成一组,每组的数目取决于对应子载波上的调制方式,如PSKQAM 等。M 个并行的子数据信源编码交织后进行IFFT 变换,将频域信号转换到时域,IFFT 块的输出是N 个时域的样点,在将长为Lp 的CP(循环前缀)加到N 个样点前,形成循环扩展的OFDM 信元,因此,实际发送的OFDM 信元的长度为Lp+N ,经过并/串转换后发射。接收端接收到的信号是时域信号,此信号经过串并转换后移去CP ,如果CP 长度大于信号的记忆长度时,ISI 仅仅影响CP ,而不影响有用数据,去掉CP 也就去掉了ISI 的影响。 二进制 OFDM . . . . 信号 . . . . 信号 分帧 分组 串/并变换 编码 映射 ID FT 串/并变换 D/A 变换 上 变 频 图1-1 OFDM 调制原理方框图

通信原理课程设计报告2

¥ 课程设计报告? < 课程名称通信原理 设计题目 DSB与2ASK调制与解调 专业通信工程 班级 学号 姓名 完成日期 …

课程设计任务书 设计题目:DSB与2ASK调制与解调 设计内容与要求: 设计内容: 1.根据DSB的调制原理设计线路,进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程,并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 2. 根据ASK的调制原理设计线路,进行仿真模拟调制DSB的调制和解调过程,并通过仿真软件观察信号以及的调制过程中信号波形和频谱的变化。 3.在设计过程中分析信号变化的过程和思考仿真过程的设计原理。 ; 设计要求: 1.独立完成DSB与ASK的调制与解调; 2.运用仿真软件设计出DSB与ASK的调制线路 3.分析信号波形和频谱 指导教师:范文 2012年12月16日 课程设计评语 ( 成绩: 指导教师:_______________

年月日

一.调制原理: 调制: 将各种数字基带信号转换成适于信道传输的数字调制信号(已调信号或频带信号); 时域定义:调制就是用基带信号去控制载波信号的某个或几个参量的变化,将信息荷载在其上形成已调信号传输,而解调是调制的反过程,通过具体的方法从已调信号的参量变化中将恢复原始的基带信号。 频域定义:调制就是将基带信号的频谱搬移到信道通带中或者其中的某个频段上的过程,而解调是将信道中来的频带信号恢复为基带信号的反过程. 根据所控制的信号参量的不同,调制可分为: 调幅,使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。 调频,使载波的瞬时频率随着调制信号的大小而变,而幅度保持不变的调制方式。 调相,利用原始信号控制载波信号的相位。 调制的目的是把要传输的模拟信号或数字信号变换成适合信道传输的信号,这就意味着把基带信号(信源)转变为一个相对基带频率而言频率非常高的代通信号。该信号称为已调信号,而基带信号称为调制信号。调制可以通过使高频载波随信号幅度的变化而改变载波的幅度、相位或者频率来实现。调制过程用于通信系统的发端。在接收端需将已调信号还原成要传输的原始信号,也就是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者(信宿)处理和理解的过程。该过程称为解调。

移动通信课程设计—链路预算模型含源程序

3 链路预算模型 概述 移动通信系统的性能主要受到无线信道特性的制约。发射机与接收机之间的传播路径一般分布有复杂的地形地物,而电磁波在无线信道中传播受到反射、绕射、散射、多经传播等多种因素的影响,其信道往往是非固定的和不可预见的。具有复杂时变的电波传播特性,因而造成了信道分析和传播预测的困难。影响无线信道最主要的因素就是信号衰减。 在无线通信系统中,电波传播经常在不规则地区。在估计预测路径损耗时,要考虑特定地区的地形地貌,同时还要考虑树木、建筑物和其他遮挡物等因素的影响。在无线通信系统工程设计中,常采用电波传播损耗模型来计算无线链路的传播损耗,这些模型的目标是为了预测特定点的或特定区域的信号场强。 常用的电波传播模型损耗分为宏蜂窝模型和室内模型两大类。其中宏蜂窝模型中使用最广泛的是Okumura 模型,还有建立在Okumura 模型基础上的其他模型,如Okumura-Hata 模型,COST-231-Hata 模型,COST-231 Wslfisch-Ikegami 模型等;室内模型有衰减因子模型,Motley 模型,对数距离路径损耗模型等。下面就着重来讨论这些模型并对部分模型进行仿真分析。 宏蜂窝模型 Okumura 模型 (1)概述 Okumura 模型为预测城区信号时使用最广泛的模型。应用频率在150MHz 到1920MHz 之间(可扩展到300MHz ),收发距离为1km 到100km ,天线高度在30m 到1000m 之间。 Okumura 模型开发了一套在准平滑城区,基站有效天线高度h_b 为200m ,移动台天线高度h_m 为3m 的空间中值损耗(A mu )曲线。基站和移动台均使用自由垂直全方向天线,从测量结果得到这些曲线,并画成频率从100MHz 到1920MHz 的曲线和距离从1km 到100km 的曲线。使用Okumura 模型确定路径损耗,首先确定自由空间路径损耗,然后从曲线中读出A mu (f,d)值,并加入代表地物类型的修正因子。模型可表示为: AREA m b mu F G h G h G d f A L dB L ---+=)()(),()(50 () Okumura 发现,

客户满意度下的移动通信论文

<> 1、电信企业通信网络客户满意度现状 为了更好的了解电信企业客户满意度现状;本文采取问卷调查的方法对部分移动网络的客户满意度进行调查,调查显示客户满意度总体较好;但目前还有许多方面不能让客户十分满意,有的甚至还存在抱怨。具体表现在以下方面。 (1)话费缴纳,客户不满意一般包括以下几点:未预先通知便给客户停机,欠费之后迅速停机,催付缴费信息不及时和计费信息,缴费的途径很少,缴费的期限比较短等等。 (2)新业务体验,客户不满意集中以下几个个方面:新推出业务与生活相差甚远;新的业务缺乏明晰的介绍,在开通之后取消很麻烦甚至无法取消;与同类移动互联网业务相比实效性差等。 (3)积分优惠,客户投诉主要包括:不兑现优惠承诺;在积分兑换手续繁多;可兑换的商品少且比较单一;优惠幅度小;积分奖品实用性差,质量差;积分活动死板单一,没有创新性;积分不透明,返还的期限长等。 (4)网络服务质量,客户不满意状况主要包括:信号差,不稳定,甚至没有信号,很容易断线;农村地区信号特别差、弱;在地区交界处信号差或者没有信号;漫游时没有信号;客户对移动互联网上网的投诉增加明显,对于对上网质量、速度、稳定性需求更加强烈。 (5)售后及客户服务,顾客不满意程度能够总结如下:发票、清单和账单等不明晰,不能够及时供给账单、发票等;获取发票,清单和账单的手续繁杂;提供票据的方式很少;对于顾客收费不理解的地方没有足够明确的解释;话费查询结果与实际不符,准确性差;业务套餐太多繁杂客户难以理解等。

2、提升客户满意度 针对当前移动互联网客户满意程度以及电信运营商移动网络服务现状及存在的问题提出具体以下措施: 2.1创新开发产品,提升服务质量 对于有着提升服务质量、创新新产品强烈需求的电信企业而言,必须在打破常规、破除束缚、开拓创新,寻求业务新增长点,对于促进电信企业全面发展至关重要。在缴费服务上,应当加强宣传新的缴费方式,比如对于网银、手机银行、银行托收方式、第三方支付等,引导顾客利用多种方式来缴费,缓解营业厅工作的压力;不断完善业务支撑系统,为前台提供更有力的支撑。对于新的业务推广,运用大数据手段,实施精确影响,明确消费群体和产品主体,比如游戏类的移动业务针对年轻群体、学生群体及白领上班族等高活跃度的消费群体;推出新业务前,调研客户消费心理与趋向,提供业务试用体验,继而推行出与消费者实际需求相符合的新业务;可以加大网上营业厅宣传、微信营销等来推行新的业务,不断简化业务操作流程;对新业务进行广告宣传的时,简化新业务操作步骤或者二维码扫描等,做到简洁、易实现、大众化,强化业务渗透度。 2.2调整活动方式,真正化繁为简、落到实处 通常来说,采用优惠计划目的在于确保客户的忠诚度,客户忠诚度和其满意程度是正相关的。因此在业务优惠计划方面,可以做如下改进:基于消费额度分段顾客优惠阈值研究上,以增加优惠,兑现落地,化繁杂为简单为原则。化简为繁即将优惠计划入门标准适当提升,将受众人群缩减,将优惠类别减少,把全部积分优惠归结成几个大的类别,如此会促进传播。此外,关于兑奖手续的简化方面,比如所赠送话费可以直接性到顾客账户或电子账户。增加优惠即将优惠幅度与范围适度增

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