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1、无线通讯基础实验报告计划实验1labview无线通讯基础课程研究性学习手册 / 姓名王云鹏学号12274129同构成员申云峰指导教师陈霞蒋海林时间 2015年 04月 29日1一、实验任务在本实验中你要达成一个LabVIEW程序，它能够将 PN 序列或文本作为信源并对其进行数字调制解调。实验的目的是让你进一步熟习LabVIEW编程软件的基本操作， 并且在编程的过程中能够加深对常有数字调制方式的理解，稳固基础知识。本实验主程序的前面板是完好的， 程序结构和大多数的子程序也都 已 经 提 供 给 我 们 ， 需 要 我 们自 己 完 成 的 只 有 subMOD 、subPulseShaping、
2、subMatchFilter 、subDemod 这四个子程序。我们需要依据下边的步骤正确的达成这四个子程序， 在达成实验后， 需要上交完好的程序以及实验报告。（ 1）subMOD 子程序这个子程序的作用是实现BPSK或 QPSK的基带调制，马上输入的信源 bit 序列映照到符号域，输出是复数形式的符号。以 BPSK为例， BPSK把一个信息位表示成一个符号，即映照出的符号有两种可能的相位。在数学上，每比特调制信号表示为：sb tcos 2 f m tb(4.1)式中， fm是基带调制的频次，b 是 b=0 或 1 时的相位偏移。 假如我们选择的两个相位分别是/2和 3/2的话，能够将调制信号
3、 sb t 表示为：0 cos 2f tj sin 2f tifb0sb tmmf tjf tifb0 cos 2sin 21(4.2)mm对应前面所说的将每一个bit 映照成一个复数符号，能够很简单的看出 BPSK的映照关系为：将信源0 映照成 0+i，信源 1 映照成 0-i。2当调制方式为 QPSK时，原理与 BPSK近似。不一样的是QPSK是将信源的 2 个 bit 映照成一个复数符号，所以有四种可能的表示符号。比如我们选择相位偏移分别为/4、3/4、5/4和 7/4，则对应的复数符号分别为、0.707 0.707i 和。所以你在subMOD 子程序中需要做的就是把输入的信源bit数据
4、流映照到符号域上。比如输入bit 数据为 11011000，调制方式为QPSK 的话，则 输出的 符号 应当 为、和。（ 2）subPulseShaping和 subMatchFilter 子程序这两个子程序的功能近似，分别是实现发端的脉冲成型滤波和收端的般配滤波。信号经过滤波器就相当于信号和滤波器的时域脉冲响应做卷积。以发端为例，你第一需要做的就是依据设置的滤波器种类、滤波器长度等输入参数生成脉冲成型滤波器系数。 而后依据设置的上采样率对输入符号进行上采样。 最后将上采样后的信号与生成的滤波器系数做卷积。 获得的即是成型滤波后的输出信号。 接收端的实现过程与发射端近似，主要差别在于接收信号已
5、经在发端进行了上采样，所以在收端般配滤波前不再需要上采样操作。（ 3）subDemod 子程序subDemod 子程序实现对接收符号的解映照，即发送端subMOD子程序的逆过程。 子程序的输入是同步后的数据符号，输出是解调后的 bit 数据。假如是 BPSK调制，你需要将每个输入的数据符号解映照成一位 bit 数据；假如是 QPSK调制，则需要将每个输入符号解映照3成两位 bit 数据。要注意在发送端进行映照的图谱要与接收端解映照的图谱对应，这样才能够正确的解调出数据。（4）实验结果考证达成以上几个子程序后，能够经过运转主程序来考证编写的模块能否正确。第一你需要在前面板上合理的设置各项参数，比
6、如信源为文本并使用 QPSK调制，你还可以够经过信噪比范围参数来设置所计算信噪比的最大值。 以后运转程序， 假如程序正确的话你能够察看到星座图、误码率数据、接收端恢复的文本等输出信息。如 错误 !未找到引用源。 至错误 ! 未找到引用源。 所示。而后你能够改变参数，考证在不一样参数下程序能否能够正确运转，并对照运转的结果有何异同。最后依据要求达成实验报告。接收星座图恢复的文本内容4误码率曲线及时误码数据5二、理论剖析：本次试验的主要任务有四项基本的子程序：1、第一个程序subMOD它的作用是实现 BPSK或 QPSK的基带调制，马上输入的信源 bit 序列映照到符号域，输出是复数形式的符号。在
7、结构程序时，需要分辨 BPSK和 QPSK两种调制方式，在不一样的条件下履行不一样的程序，所以要用到条件框进行两种调制方式的判断。 并且有控制键对换制方式进行控制。其次，程序允很多个输入，多个输出，所以需要用到循环进行多次调制，还需要计算出输入的个数以便控制调制的次数。2、第二、三个程序subPulseShaping和 subMatchFilter 子程序（1） 这两个程序作用近似，均为滤波器。第一是发端的脉冲成型滤波器，在通讯系统中， 脉冲成形滤波器还用于无线通讯信道得两个重要条件 : 1）产生限带信道， 2）降低由信号多径反射惹起的符间扰乱（ISI）。这两个条件都能够经过作用于每个符号的脉
8、冲成形滤波器来实现。实质上，下列图所示的 sync脉冲知足了上述两个要求，因为它仅占用一小部分频域， 但却有效地利用了频域， 还因为它对换制信号的每一个符号周期会产生一种加窗效应。脉冲成形滤波器第一要使波形光滑，即便脉矛盾变的上涨沿和降落沿缓和，频带外的频次衰减加速。依据乃奎斯特定理 1，为使信号基带传输时无码间串扰， 系统冲击响应一定知足61n0x ( nT s )n（1）00其傅氏变换应知足X ( fm ) Ts（2）mTs在实质系统中，信带传达函数H ( f ) 由发送滤波器 H T( f ) 、信道和接收滤波器 H( f ) 构成，即 H ( f )H( f ) H ( f ) H(
9、f ) ，若在设计过程中把传RTRC输信道当作理想信道，即H C ( f ) =1。只需求特准时辰的波形幅值无失真传递，而不用要求整个波形无失真。依据乃奎斯特第一准则，假如信号经传输后整个波形发生了变化，只需其特定点的抽样值保持不变，那么用再次抽样的方法，仍旧能够正确无误地恢还原始信号。满足乃奎斯特第一准则的滤波器有无量多种，为了知足无码间扰乱并实现发射机和接收机的般配， 发射端的脉冲成形滤波器可选择平方根升余弦滤波器，传达函数表示式为H ( f ) H ( f )H( f )TR101f2T1 1(2T f 1 )1f1（ 3）cos222T2T0f12TT 为输入码元的周期，为滚降系数，取
10、值为01。滚降系数影响着频谱效率，越小，频谱效率就越高，但越小时，升余弦滚降滤波器的抽头系数也越多， 设计和实现比较困难， 并且当传输过程中发生线性失真时产生的符号间扰乱也比较严重。在无码间串扰条件下所需带宽W 和码元传输速率Rs 的关系一般为： W=1/2(1+)Rs。在7实质工程中，的范围一般定在0.5 之间。记 f 01/ (2T ) ，平方根升余弦冲击响应的表达式为h(t )TT 2 sin2 f0 (1)t 4 tT cos2 f0 (1)t t (T216t 2T 2 )滚降系数分别为0，,05,1 的平方根升余弦滤波器冲击响应波形和频谱如图 1和图 2所示：图 1平方根升余弦滤波
11、器冲击响应波形图 2平方根升余弦滤波器的频谱需指出，升余弦滤波器的严格限频特征，是物理不行实现的，但是由于 0 1 升余弦滤波器频次特征的光滑性，使得有可能物理可实现滤波器近似实现此频次特征，所以在限带数字通讯系统中宽泛采纳0 1 的升余弦滤波器。若取冲击响应截断时间为8T，此时滤波器的长度适中且截断偏差很小；每 T 内采样点为8 个。为保证 h(t ) 采纳后的 h n 保持第一类线性相位，舍去 h(t) |t 0 样点，同时对 h n 右移 4 个点，采纳 h(t ) 中 t 4T ,4 T ，采样间隔为T/8，设发送端传达的二进制数据是, a 4, a 3, a 2, a 1, a0, a1,a2, a3, a4,，则发送滤波器的输出波形函数表示8为：y (
