湘潭大学移动通信实验报告实验3-白噪声信道模拟实验
移动通信实验
移动通信实验移动通信实验一、实验目的本实验旨在通过实际动手操作，了解移动通信系统的基本原理、信道编码和解码技术，以及常见的移动通信标准和应用。
二、实验设备和材料1. 移动通信实验平台一套：包括基站仿真器、移动终端仿真器、信道模拟器等。
2. 电脑一台：用于控制和监测实验平台。
3. 通信信号分析仪一台：用于对通信信号进行分析和测量。
4. 实验教材一本：包含实验指导和相关理论知识。
三、实验步骤1. 实验前准备- 将基站仿真器、移动终端仿真器和信道模拟器按照接线图连接好，并接通电源。
- 打开电脑，安装实验平台控制软件，并与实验平台建立连接。
- 打开通信信号分析仪，准备进行信号分析。
2. 信道编码和解码实验- 在实验平台上，选择一个信道编码方案（如卷积码、LDPC码等），设置相关参数。
- 将待编码的信号输入到编码器中，并将编码后的信号发送到信道模拟器。
- 在信道模拟器中设置信道参数，模拟实际的传输环境，包括信噪比、多径衰落等。
- 接收经过信道传输后的信号，将其输入到信道解码器中进行解码。
- 分析解码后的信号质量，比较原始信号和解码后的信号的误码率和信噪比。
3. 移动通信标准和应用实验- 选择一个移动通信标准（如GSM、CDMA、LTE等），了解其基本原理和技术特点。
- 在实验平台上，选择相应的通信信道，并设置相关参数。
- 利用移动终端仿真器模拟移动终端的行为，进行通信。
- 监测和分析通信过程中的关键参数，如信号强度、信号质量等。
- 讨论移动通信标准的应用场景和发展趋势，并与其他移动通信标准进行比较。
四、实验结果分析根据实验步骤中的操作和测量结果，进行结果分析和讨论。
针对信道编码和解码实验，可以分析不同编码方案的性能和适用性；针对移动通信标准和应用实验，可以比较不同标准的优缺点，并展望移动通信技术的发展。
五、实验根据实验结果分析的结论，本次实验的目的、操作步骤和结果。
，可以提出对实验平台和方法的改进意见，以便进一步提高实验的可靠性和实用性。
移动通信实验实验报告
一、实验目的1. 理解移动通信系统的基本组成和功能；2. 掌握移动通信系统中基带话音的基本特点；3. 学习并掌握移动通信系统中常见的调制解调技术；4. 了解移动通信信道的特性及其对信号传输的影响；5. 熟悉移动通信实验设备和软件的使用。
二、实验设备与软件1. 实验设备：移动通信实验箱、示波器、频谱分析仪、计算机等；2. 实验软件：MATLAB、C++等编程语言及相关移动通信仿真软件。
三、实验内容1. 移动通信系统组成及功能（1）实验目的：了解移动通信系统的组成，掌握移动通信系统的基本功能。
（2）实验内容：1）观察移动通信实验箱的组成，了解各个模块的功能；2）根据实验指导书，搭建移动通信实验系统；3）观察实验系统工作状态，分析各个模块的作用；4）总结移动通信系统的基本组成和功能。
2. 基带话音的基本特点（1）实验目的：了解基带话音的基本特点，掌握话音信号的传输特性。
（2）实验内容：1）观察实验箱中的话音信号发生器，了解话音信号的生成过程；2）使用示波器观察话音信号的波形，分析其时域和频域特性；3）总结基带话音的基本特点。
3. 调制解调技术（1）实验目的：学习并掌握移动通信系统中常见的调制解调技术。
（2）实验内容：1）观察实验箱中的调制解调模块，了解其工作原理；2）搭建调制解调实验系统，进行模拟信号的调制和解调；3）使用频谱分析仪观察调制信号的频谱特性，分析调制效果；4）总结常见的调制解调技术及其特点。
4. 移动通信信道特性（1）实验目的：了解移动通信信道的特性及其对信号传输的影响。
（2）实验内容：1）观察实验箱中的信道模拟模块，了解信道特性；2）搭建信道模拟实验系统，进行信道特性分析；3）使用示波器观察信道模拟结果，分析信道对信号传输的影响；4）总结移动通信信道的特性。
5. 实验软件使用（1）实验目的：熟悉MATLAB、C++等编程语言及相关移动通信仿真软件的使用。
（2）实验内容：1）学习MATLAB、C++等编程语言的基本语法和编程技巧；2）使用相关移动通信仿真软件进行信号处理和系统仿真；3）总结实验软件的使用方法和技巧。
移动通信实验报告
一、实验目的1. 了解移动通信系统的基本组成和功能。
2. 掌握移动通信系统中的关键技术，如调制解调、编码解码、多址接入等。
3. 熟悉移动通信系统的信号传输过程，分析信号传输过程中的干扰和噪声。
4. 通过实验验证移动通信系统的性能，为实际应用提供理论依据。
二、实验设备1. 移动通信实验箱一台；2. 台式计算机一台；3. 小交换机一台；4. 移动通信教材及实验指导书。
三、实验内容1. 移动通信系统组成及功能实验（1）实验目的：了解移动通信系统的组成，掌握移动通信系统的基本功能。
（2）实验内容：①观察移动通信实验箱的组成，了解各个模块的功能；②分析移动通信系统的组成，总结移动通信系统的基本功能；③通过实验验证移动通信系统的基本功能。
2. 调制解调实验（1）实验目的：掌握移动通信系统中的调制解调技术，了解调制解调的基本原理。
（2）实验内容：①观察调制解调实验模块，了解调制解调的基本过程；②分析不同调制方式的特点，如调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等；③通过实验验证调制解调技术的性能。
（1）实验目的：掌握移动通信系统中的编码解码技术，了解编码解码的基本原理。
（2）实验内容：①观察编码解码实验模块，了解编码解码的基本过程；②分析不同编码方式的特点，如线性编码、非线性编码等；③通过实验验证编码解码技术的性能。
4. 多址接入实验（1）实验目的：掌握移动通信系统中的多址接入技术，了解多址接入的基本原理。
（2）实验内容：①观察多址接入实验模块，了解多址接入的基本过程；②分析不同多址接入方式的特点，如频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）等；③通过实验验证多址接入技术的性能。
5. 信号传输与干扰实验（1）实验目的：分析移动通信系统中的信号传输过程，了解干扰和噪声对信号的影响。
（2）实验内容：①观察信号传输与干扰实验模块，了解信号传输过程；②分析干扰和噪声对信号的影响，如多径干扰、加性噪声等；③通过实验验证干扰和噪声对信号的影响。
《移动通信》实验
《移动通信》实验移动通信实验1. 实验目的本实验旨在通过使用移动通信技术，让学生了解移动通信的基本原理和应用场景，并掌握移动通信的实际操作。
2. 实验背景移动通信是一项广泛应用于现代社会的通信技术，其主要目的是在移动设备之间传输信息。
移动通信技术的发展为人们的日常生活和工作提供了便利，使得人们可以随时随地进行语音通话、短信发送和数据传输。
目前常见的移动通信技术包括2G、3G、4G和5G 等。
3. 实验设备与材料- 移动通信实验平台- 移动通信SIM卡- 移动通信测试软件4. 实验步骤4.1 准备工作在进行实验之前，我们需要将SIM卡插入实验平台中，并确认实验平台能够正常连接到移动通信网络。
4.2 实验场景模拟为了更好地理解和学习移动通信技术，我们需要模拟不同的实验场景，例如城市、郊区和农村等。
通过模拟不同场景，我们可以观察不同场景下的信号覆盖、传输速率和网络延迟等指标。
4.3 进行实验操作实验平台已经安装了移动通信测试软件，我们可以使用该软件进行实验操作。
通过该软件，我们可以测试和分析移动通信网络的信号质量、连接稳定性和数据传输速度等。
4.4 结果分析与总结在实验操作完成后，我们需要对实验结果进行分析与总结。
可以根据实验数据，比较不同场景下移动通信的性能差异，探讨移动通信技术的优点和不足之处。
5. 实验注意事项- 进行实验操作时，需要遵守相关的操作规范，确保实验操作的安全和可靠性。
- 在进行实验过程中，注意保护实验设备和材料，防止损坏或丢失。
- 实验结束后，及时清理和归还实验设备和材料，保持实验环境整洁。
6. 实验拓展在掌握了基本的移动通信实验操作后，我们可以进行更多的实验拓展，例如测试不同品牌和型号的移动设备之间的通信性能差异，或者通过实验验证移动通信技术在特定场景下的可行性和稳定性。
7. 实验总结通过本次实验，我们深入了解了移动通信技术的基本原理和应用场景，掌握了移动通信实验的基本操作步骤。
移动实验报告
一、实验目的研究BFSK在加性高斯白噪声信道下（无突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系。
二、实验内容1、设计思想或方法先用Simulink建立BFSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，设置好每个模块的参数，编写主程序实现BFSK的输入，在程序运行过程中调用BFSK仿真模型，然后用Pe取没加信道编码的误码率，最后画出没加信道编码的误码率曲线。
2、实现的功能说明通过调用已建立的BFSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）下的仿真模型，利用Matlab编程分析BFSK在加性高斯白噪声信道（无突发干扰）的误码率性能。
三、实验程序1、程序流程图2、程序源代码与界面图(1)程序源代码clearclcA=-10:1:20; %横坐标的范围for n=1:length(A)SNR=A(n); %信噪比的值sim('no_awgn.mdl');Pe(n)=mean(BitErrorRate); %取没加信道编码后的误码率endsemilogy(A,Pe) %输出没加信道编码后的误码率曲线hold on;xlabel('信噪比SNR'); %横坐标为信噪比SNRylabel('误码率Pe'); %纵坐标为误码率Petitle('信噪比和误码率关系');grid on %画网格线(2) Simulink框图及参数设置四、实验结果与分析分析：误码率随着信噪比的下降增加而下降。
五、心得与体会通过本次课程设计最大的收获可能就是使我懂得了理论联系实际是很重要的，我们在书本上学到的知识是很基础的，而且我们对知识的掌握也是很有限的。
通过实践，在加强我们独立思考以及动手能力的同时还加深了我们对知识的理解、加强了我们对知识运用的能力。
在实践中我们可以发现自身的不足，可以通过以后的学习及锻炼及时地改正。
一、实验目的研究BFSK+信道编码（取BCH码和汉明码）在加性高斯白噪声信道下（有突发干扰）的误码率性能与信噪比之间的关系；分析突发干扰的持续时间对误码率性能的影响。
产生白噪声的实验报告
一、实验背景白噪声是一种具有平坦频谱特性的噪声，其功率谱密度在所有频率范围内均相等。
白噪声在信号处理、通信、噪声控制等领域具有广泛的应用。
本实验旨在通过搭建实验装置，产生白噪声，并对其进行测量和分析。
二、实验目的1. 了解白噪声的产生原理；2. 掌握白噪声的产生方法；3. 学习白噪声的测量方法；4. 分析白噪声的特性。
三、实验原理白噪声的产生原理是通过随机信号源产生具有平坦频谱特性的噪声。
在实验中，我们可以通过以下方法产生白噪声：1. 采用随机噪声发生器，将随机信号经过滤波器处理后，得到具有平坦频谱特性的白噪声；2. 利用数字信号处理技术，通过随机信号生成算法产生白噪声。
四、实验仪器与设备1. 随机噪声发生器；2. 滤波器；3. 信号分析仪；4. 示波器；5. 数据采集卡；6. 计算机。
五、实验步骤1. 连接实验装置，将随机噪声发生器的输出信号输入滤波器；2. 调整滤波器参数，使滤波器输出信号具有平坦频谱特性；3. 将滤波器输出信号输入信号分析仪，进行频谱分析；4. 使用示波器观察白噪声的波形；5. 使用数据采集卡采集白噪声信号，进行进一步分析。
六、实验结果与分析1. 频谱分析通过信号分析仪对白噪声进行频谱分析，得到白噪声的功率谱密度。
从分析结果可以看出，白噪声的功率谱密度在所有频率范围内均相等，符合白噪声的特性。
2. 波形观察使用示波器观察白噪声的波形，可以看到白噪声的波形具有随机性，无明显规律。
3. 数据分析使用数据采集卡采集白噪声信号，进行进一步分析。
通过分析白噪声的时域特性、频域特性等，可以进一步了解白噪声的特性。
七、实验结论1. 成功搭建了白噪声产生实验装置，并产生了具有平坦频谱特性的白噪声；2. 掌握了白噪声的产生方法、测量方法和特性分析；3. 为后续白噪声在信号处理、通信、噪声控制等领域的应用奠定了基础。
八、实验总结本实验通过对白噪声的产生、测量和分析，使我们了解了白噪声的特性及其应用。
白噪声信道模拟实验报告
白噪声信道模拟实验报告一、实验目的本实验旨在通过模拟白噪声信道，研究其在无线通信系统中的性能影响。
通过对比分析白噪声信道与理想信道下的通信性能，进一步理解白噪声信道对通信系统性能的影响，为实际无线通信系统的设计和优化提供理论依据。
二、实验原理白噪声是一种具有特定统计特性的随机信号，其功率谱密度在整个频率范围内均匀分布。
在无线通信系统中，白噪声信道是常见的信道模型之一，它描述了信号在传输过程中受到的加性噪声。
白噪声信道模型有助于研究无线通信系统的性能极限和优化方法。
三、实验步骤1. 搭建实验平台：搭建一个包含发射机、接收机、白噪声信道和测量设备的实验平台。
2. 初始化参数：设置发射机参数，如调制方式、码率等；设置接收机参数，如解调方式、滤波器等；设置白噪声信道参数，如信噪比（SNR）等。
3. 发送数据：通过发射机发送数据信号，经过白噪声信道传输，被接收机接收。
4. 测量性能：通过测量设备对接收到的信号进行测量，记录误码率（BER）、频谱效率（SE）等性能指标。
5. 改变参数：改变白噪声信道的SNR，重复步骤3和4，记录不同SNR下的性能指标。
6. 数据分析：对实验数据进行处理和分析，绘制性能曲线，分析白噪声信道对通信系统性能的影响。
四、实验结果通过实验，我们获得了不同SNR下白噪声信道的性能指标。
在误码率（BER）方面，随着SNR的增加，误码率逐渐降低；在频谱效率（SE）方面，随着SNR的增加，频谱效率逐渐提高。
这些结果与理论分析一致，表明白噪声信道对通信系统性能存在一定的影响。
五、实验结论通过本次实验，我们验证了白噪声信道对通信系统性能的影响。
在无线通信系统中，白噪声信道是一种常见的信道模型，它描述了信号在传输过程中受到的加性噪声。
在设计和优化无线通信系统时，需要考虑白噪声信道的影响，以提高系统的性能和可靠性。
同时，本次实验也为后续研究提供了理论依据和实验基础。
白噪声信道模拟,交织技术,卷积编译码实验
⽩噪声信道模拟,交织技术,卷积编译码实验实验报告
⼀、实验数据（截图）
1.⽩噪声信道模拟实验
噪声幅度为0
⽩噪声幅度增⼤-出现误码
⼀通道⽆⽩噪声，⼆通道有⽩噪声
2.交织技术实验
任务⼀
任务⼆
⽆误码
随机错
突发错
对随机错纠错性能
对突发错纠错性能
3.卷积码编译码实验任务⼀
任务⼆
⽆误码
随机错
突发错（红框内为错误位置）
对突发错纠错性能
对随机错纠错性能
⼆、收获反思
交织技术实验验证了交织技术对突发错和随机错都有较好的纠错能⼒；卷积码实验验证出卷积码对随机错纠错能⼒较强，但不能很好的处理突发错。
掌握⽰波器调节很重要。
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实验三、白噪声信道模拟实验
一、实验目的
1、了解白噪声产生原因。
2、了解多径干扰对信号的影响。
二、实验内容
观察白噪声对信号的干扰。
三 、基本原理
在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可分为3类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。
这里加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正态则是指噪声分布遵从正态（高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的，仅含有这类噪声的信道一般文献上称为AWGN信道。
这类噪声是最基本的噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。
这类噪声以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，其特点是，无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。
热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。
导体中的每一个自由电子由于其热能而运动。
电子运动的途径，由于和其他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。
所有电子运动的总结果形成通过导体的电流。
电流的方向是随机的，因而其平均值为零。
然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。
这个交流成分称为热噪声。
散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的。
散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。
在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。
这就是说，如果我们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不是常量而是随机变量。
因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变的，而是在一个平均值上起伏变化。
总电流实际上是许多单个电子单独作用的总结果。
由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且观察表明，每1安培多平均电流相当于在1秒钟内通过约6×1018个电
子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。
于是，根据中心极限定理可知，总电流是一个高斯随机过程。
也就是说散弹噪声是一个高斯随机过程。
宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。
它在整个空间的分布是不均匀的，最强的来自银河系的中部，其强度与季节、频率等因素有关。
实测表明，在20～300MHz的频率范围内，它的强度与频率的三次方成反比。
因而，当工作频率低于300MHz时就要考虑到它的影响。
实践证明宇宙噪声也是服从高斯分布律的，在一般的工作频率范围内，它也具有平坦的功率谱密度。
从通信系统来看，白噪声是最基本的噪声来源。
但是从调制信道的角度来看，到达或集中于解调器输入端的噪声并不是上述白噪声本身，而却是它的某种变换方式——通常是一种带通型噪声。
这是因为，在到达解调器之前，起伏噪声通常要经过接收转换器，而接收转换器主要作用之一是滤出有用信号和部分的滤除噪声，因此，它可等效为一个带通滤波器。
它的输出噪声是带通型噪声。
由于这种噪声通常满足“窄带”的定义，故常称它为窄带噪声。
又考虑到带通滤波器常常是一种线性网络，其输入端的噪声是高斯白噪声。
因此，它的输出窄带噪声应是窄带高斯噪声。
四、实验原理
1、实验模块简介
本实验需用到基带成形模块、IQ调制解调模块及信道模拟模块。
（1）基带成形模块
产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带
成形，形成两路正交基带信号。
（2）IQ调制解调模块
产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频
信号正交解调。
（3）信道模拟模块
采用数字信号处理算法模拟白噪声、慢衰落及多径干扰三种信道。
2、电路说明
IQ调制模块输出的10.7M已调信号，送入信道模拟模块，首先进行降频理，
将频率降为1.5M，主要目的是为了A/D采样及数字处理方便。
1.5M信号经信号
调理电路以适合A/D采样。
在FPGA时序电路的控制下，A/D芯片将模拟信号转
换为数字处理送入FPGA中进行处理。
FPGA中有四个独立的处理模块，分别是模拟信号采样控制及信号通道、
白噪声产生、慢衰信号产生及信号多径时延模块。
根据使用者选择的不同输出
不同的信号。
当用户选择白噪声信道，FPGA输出两路数字信号，一路是原信号、一路是
白噪声信号，经D/A转换后变为两路模拟信号。
两路信号可以分别进行幅度调
节，以满足试验需求。
两路信号经加法器相加后成为白噪声干扰信号，送入混
频电路，将频率变回为10.7M送出，完成白噪声干扰。
五、实验框图
六、实验步骤
1、在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制
解调模块（以下简称IQ模块）及信道模拟模块（以下简称信道模块）。
2、关闭实验箱电源，按如下方式连线：（点击 查看连线）
a﹑用台阶插座线完成如下连接
源端口目的端口连线说明
基带模块：PN31IQ模块：I-IN提供PN31伪随机序列b﹑用同轴电缆线完成如下连接
源端口目的端口连线说明
IQ模块：输出(J2)信道模块：输入将调制信号送入模拟
信道中
* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。
3、示波器探头接信道模块“AD”测试点，调节“AD幅度”电位器，
使“AD”处信号峰峰值为1V左右。
4、按下“选择”键，选择白噪声信道，“白噪”指示灯亮。
5、用示波器观测“OUT2”测试点，调节“OUT2 幅度”电位器改变原始信号幅度。
6、用示波器观测“OUT1”测试点，输出为白噪声信号，调节“OUT1 幅度”电位器幅度改变噪声信号的大小。
7、将“OUT2 幅度”电位器顺时针旋到底，“OUT1 幅度”电位器逆时针旋到底，用示波器观测“输出”点信号波形，此时信号输出幅度最大，无噪声输出。
8、顺时针调节“OUT1 幅度”电位器，增大噪声信号，用示波器观测“输出”点信号波形，观测噪声对信号的影响。
七、实验结果及图片
1、信道模块“AD”测试点， “AD”处信号峰峰值为1V左右
2、“OUT2”测试点
3、“OUT1”测试点
4、“输出”点信号波形（注：此时未加入噪声）
5、“输出”点信号波形（注：此时有加入噪声）
八、实验总结。