蜂窝移动通信实验.doc

无线移动通信实验报告 实验项目 蜂窝移动通信实验 学生姓名 xxx 指导教师 陈科文 专业班级 电子信息11xx 完成日期 2017年4月2日 电子信息工程系 信息科学与工程学院 目 录 第一部分 移动通信实验系统 第三章 信道编码实验 2 实验一 分组码＋交织与解分组码＋解交织 2 实验四 扰码与解扰 6 第四章 调制解调实验 9 实验一 GMSK调制解调实验 9 实验二 QPSK调制解调实验 16 实验三 CDMA扩频调制实验 25 实验四 CDMA解扩实验 31 第二部分 GSM基站实验系统 实验二 移动台入网过程实验 34 实验三 移动台主叫实验 48 实验四 移动台被叫实验 59 第三章 信道编码实验 实验一 分组码＋交织与解分组码＋解交织 一、 实验目的 1、了解分组码的编码原理和利用伴随式译码的基本方法； 2、掌握简单的交织和解交织的基本原理和方法； 3、了解利用交织和编码结合的方法纠突发差错的原理。 二、预备知识 1、分组码的编码原理和译码的基本方法； 2、交织和解交织的基本原理和方法； 三、实验仪器 1、移动通信实验箱 一台； 2、台式计算机 一台； 四、实验原理 交织在纠突发差错中的原理 数字信号在传输过程中，会受到各种噪声和干扰的影响，使接收端产生错误判决，造成误码（差错）。差错的类型主要有二种。 1）.随机差错 信道中各码元是否出现差错，与其前、后码元是否差错无关，每个码元独立地按一定的概率产生差错。从统计规律看，可以认为这种随机差错是由加性高斯白噪声AWGN引起的，主要的描述参数是误码率。 2）.突发差错 差错成片出现，一个差错片称为一个突发差错。突发差错总是以差错码元开头、以差错码元结尾，头尾之间并不是每个码元都错，而是码元差错概率大到超过了某个标准值。通信系统中的突发差错是由突发噪声引起的，比如雷电、强脉冲、时变信道的衰落等。存储系统中，磁带磁盘物理介质的缺陷、读写头的接触不良等造成的差错均为突发差错。 对突发差错，本身有多种纠突发差错的编码方式，如GSM移动通信中所用FIRE码。也可以简单地利用交织的方式打乱成片的突发差错，与一般的纠错编码相结合，也能达到很好的纠突发差错的效果。 最简单的交错器是一个n(m的存储阵列，码流按行输入后按列输出。图3. 1是一个适用于码长N=7的5(7行列交错器的示意图，从图中看到，码流的顺序1,2,3…,7,8…经交错器后变为1,8,15,22,29,2,9…。现假设信道中产生了5个连续的差错，如果不交错，这5个差错集中在1个或2个码字上，很可能就不可纠。采用交错方法，则去交错后差错分摊在5个码字上，每码字仅一个。 … 2 29 22 15 8 1 图3. 1 5(7行列交错器工作原理示意图 2 利用交织与分组编码结合纠突发差错的实验 我们首先设计能纠一位差错的（7，4）系统线性分组码。输入信息bit为：[u3,u2,u1,u0]。(7，4) 线性分组码，其生成矩阵是： G = 编码后数据为[c6,c5,c4,c3,c2,c1,c0],该编码是系统编码，所以，其中[c3,c2,c1,c0]= [u3,u2,u1,u0] 其编码电路设计如图3.2 ： 图3.2 该线性分组码在无交织时，一个7比特收码中如果错2位比特将不能正确译码。 然后，我们设计一个8×7交织器以后，让八个（7，4）分组码经过交织器后输出到信道，进行传输。在信道传输的过程中，如果发生一个长度小于8bit的突发差错，在接收端解交织以后，错误比特将分摊在多个码字上，每码字仅一个差错，在分组码的纠错范围以内，突发差错可以完全纠正过来。 交织器（行入列出） 去交织器（列入行出） 图3. 3 交织与解交织原理示意图 五、 实验步骤 1、 将实验箱和计算机通过串行口连接好，为实验箱上电。 2、 将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在“实验选择”栏中选择“分组码＋交织”实验，点击确认键。从而进入此实验界面。 3、 在实验界面下方的“操作”一栏中点击 “生成数据”按钮，让系统自动生成待编码的随机比特。也可在界面上方“原始数据”栏中直接用鼠标点击所显示的小圆圈（每个小圆圈代表1 bit），修改其值（红色和蓝色分别表示0和1）。（界面中数据的显示方式有两种：图形显示＋比特显示）。 4、 在界面上点击“编码”按钮，该原始数据将被