无线电通信基础实验指导书

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1、 1无线电通信基础 实验指导书 邵玉斌 编 昆明理工大学信息工程与自动化学院通信工程系 2011.10 2实验一：无线传输信道定量分析实验一：无线传输信道定量分析 实验目的：了解无线传输中发送天线的特性、多径信道以及噪声对信号的影响。 实验要求：按指导书给出的实验步骤进行操作，记录实验数据。写出实验报告。 实验 1.1 发送天线的方向性 实验步骤： 1）教材公式（2.10）为抛物天线方向图计算式。 2212()sin ( )sinDJDG 教材公式（2.10） 其中， ( )G为在角度上的增益。1()DJ 为 1 阶贝塞尔函数。D是抛物天线直径。是波长。计算( )G的程序如下。 2）请执行以下

2、程序（wuxian_2_10） ： % wuxian_2_10.m psi=(-180:0.1:180)*2*pi./360;% Angle D=1;% 1 meter freq=4e9;% 4GHz lambda=3e8/freq;% wave length G=(2*besselj(1,(pi*D./lambda)*sin(psi)./sin(psi).2 * (pi*D./lambda).(-2); plot(psi*360/(2*pi),10*log10(G);axis(-30 30 -40 0); grid on; 执行结果：当抛物天线直径为 1 米，频率为 4GHz 时，天线方向图

3、如下： -30-20-100102030-40-35-30-25-20-15-10-50请修改程序，得出抛物天线直径为 3 米，频率为 4GHz 时，天线方向图。与天线直径为 1 米 时作对比。通过实验回答：当频率一定时，天线直径增加将导致天线方向图如何变化？ 3实验 1.2 多径信号的迭加 实验步骤： 1）理解如下系统图。二径传输模型 twopath.mdl。 Transport Delay1Signal GeneratorScope2）打开二径传输模型 twopath.mdl。设置信号源产生 100Hz 正弦信号。传输时延设为 0.001， 观察合成信号幅度的变化。如图。 改变传输时延，

4、通过实验回答： 当传输时延为多少时， 合成波的振幅最大 （是多少， 给出图） ？ 当传输时延为多少时，合成波的振幅最小（是多少，给出图）？ 3）变化时延的多径合成 理解如下系统图。变化时延的二径传输模型 twopathvar.mdl。 说明变化时延是通过哪些模块产生的？如何调节变化时延的范围？ 执行 twopathvar.mdl 仿真，观察波形结果。 改变随机数采样速率，观察变化。 通过实验回答：描述变化时延速率加快后，对观察波形结果的影响。 4TiVariable Transport DelayUniform Random NumberSignal GeneratorScope 1/zRat

5、e Transition4）多径信道对数据信号的损伤 理解如下系统图。变化时延的二径信道传输数据模型 twopathdata.mdl。 TiVariable Transport DelayUniform Random NumberScope1/zRate Transition21/zRate TransitionBernoulli BinaryBernoulli Binary Generator通过实验回答： 变化时延的二径信道传输数据模型 twopathdata.mdl 中传输的数码率是多少？传输的时延范5围是？ 通过实验回答：改变传输数码率为 1000bit/s，观察数码率变化的迭加结果。

6、对比传输数码率 为 1000bit/s 和 500bit/s 以及 200bit/s 时，多径迭加对传输的损伤。你认为该多径信道对传输 数码率高的信号的损伤大呢，还是对传输数码率低的信号的损伤大呢？ 实验 1.3 图 2.10 式 2.40 的计算 实验步骤：学习关于式 2.40 的计算方法，得出教材图 2.10。 通过实验回答：以下程序中，函数“quadl”是什么功能？ % wuxian_2_40 clear; v=-4:0.1:4; F = (t)exp(-j*pi/2*t.*t); for k=1:length(v) Q = quadl(F,v(k),30,1e-4); E(k)=(1+

7、j)./2*Q; E2(k)=abs(E(k).2; end plot(v,10*log10(E2); axis(-4 4 -24 2); grid on; 对比教材图 2.10，分析两者区别。你能说出两者不同之处在哪里？原因在于哪里？ -4-3-2-101234-20-15-10-50实验 1.4 通信信道中的噪声假定的合理性验证 实验步骤：验证大数定理，即多个独立随机数的迭加趋近于正态分布。程序如下。 % wuxian_Gausian kk=10 for m=1:100000 s(m)=0; for k=1:kk x(k)=rand-0.5; 6s(m)=s(m)+x(k); end en

8、d hist(s,100) 其中，变量 kk 是独立随机数的个数。 通过实验回答： 1. kk=1 时，得出的合成随机数服从什么分布？ -0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.5020040060080010001200kk=1 2. kk=2 时，得出的合成随机数服从什么分布？ -1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8105001000150020002500kk=2 3. kk=10 时，得出的合成随机数趋近服从什么分布？ 7-3-2-10123050010001500200025003000kk=10 实验二：无线调制技术信号测量实验二

9、：无线调制技术信号测量 实验目的：了解无线调制信号的波形以及产生方法。 实验要求：按指导书给出的实验步骤进行操作，记录实验数据和波形。写出实验报告。 实验 2.1 ASK 调制 实验步骤： 1）理解如下系统图。ASK 幅移键控模型 ASKwave.mdl。 2）观察调制波形。说明模型中的参数：传输数码率是多少？载波频率是多少？载波振幅是 多少？ ASKScopeRate TransitionProductf(u)FcnClockBernoulli BinaryBernoulli Binary Generator83）通过实验，得出数码率为 200bit/s，载波为 1000Hz 时，载波振幅为

10、 5V 的 ASK 调制输出 波形。 实验 2.2 PSK 调制 实验步骤： 1）理解如下系统图。2PSK 幅移键控模型 PSKwave.mdl。 2）观察调制波形。说明模型中的参数：传输数码率是多少？载波频率是多少？载波振幅是 多少？ 2PSKScopeRelay1/zRate TransitionProductf(u)FcnClockBernoulli BinaryBernoulli Binary Generator3）通过实验，得出数码率为 200bit/s，载波为 1000Hz 时，载波振幅为 5V 的 2PSK 调制输 出波形。 4）通过实验波形结果，回答：ASK 和 2PSK 的不

11、同点有哪些？ 实验 2.3 FSK 调制 实验步骤： 1）理解如下系统图。2FSK 幅移键控模型 FSKwave.mdl。 2）观察调制波形。说明模型中的参数：传输数码率是多少？两个载波频率分别是多少？载 波振幅是多少？ 3）请通过实验，得出数码率为 50bit/s，载波为 200Hz、400Hz 时，载波振幅为 5V 的 2FSK 调制输出波形。 92FSKSwitchScopeRelayRate Transitionf(u)Fcn1f(u)FcnClock1ClockBernoulli BinaryBernoulli Binary Generator实验 2.4 FSK 调制通过 AWGN

12、 信道 实验步骤： 1）理解如下系统图。2FSK 幅移键控通过 AWGN 信道 FSKwaveAWGN.mdl 2FSKSwitchScopeRelay1/zRate Transitionf(u)Fcn1f(u)FcnClock1ClockBernoulli BinaryBernoulli Binary GeneratorAWGNAWGN Channel信道 SNR=10dB 的 FSK 输出波形如下。 102）请通过实验，设置 AWGN 信道，分别得出信道信噪比为 0dB, 5dB, 10dB,20dB 时的 FSK 加噪声的输出波形。 实验 2.5 16QAM 调制通过 AWGN 信道的星

13、座图 实验步骤： 1）理解如下系统图。16QAM 调制通过 AWGN 信道的星座图模型 QAM16.mdl。 Rectangular 16-QAMRectangular QAM Modulator BasebandRandom IntegerRandom Integer GeneratorDiscrete-Time Scatter Plot ScopeAWGNAWGN Channel2）将 AWGN 信道的信噪比 Eb/N0 设为 15dB，观察输出信号的星座图。 3）将 16QAM 调制通过 AWGN 信道的星座图模型改成 64QAM 的星座图模型，观察输出信 号的星座图。回答：要修改模型中

14、的哪些参数？ 11实验报告写作要求 1. 提交电子文档。含 A. 实验报告文本， B. 修改后的程序。 实验报告文本：MS Word 的 DOC 格式。文件名是：学号-姓名-实验 x.doc, 修改后的程序请 压缩为 rar 文件。文件名是：学号-姓名-实验 x 程序.rar 例如：学号为“200908888“，姓名为“王江江” ，第 1 次实验报告应提交： 200908888-王江江-实验 1.doc 和 200908888-王江江-实验 1.rar 第 2 次实验报告应提交： 200908888-王江江-实验 2.doc 和 200908888-王江江-实验 2.rar 2. 实验报告文本格式如下 封面： - 无线电通信基础 实验报告 实验（一或二） 实验时间：2011 年 10 月_日 学号：_ 姓名：_ - 正文含： 1. 实验名称 2. 实验内容 3. 实验过程记录和现象的解释 4. 实验结果分析