現(xiàn)代無線通信編程

1、 現(xiàn)代無線通信原理實驗報告 肖婷 通信19班 20211932 一 Matlab軟件及相關Matlab命令1.Matlab軟件1 Matlab 各個窗口2新建m文件及m文件調試3仿真圖的保存2.相關Matlab 命令clc： Clear command windowclear： Clear variables and functions from memory.可單獨清變量或函數(shù)也可以用clear all命令全部去除log10(f)：以10為底log命令n：n=2為平方操作+ - * /：加減乘除= ：賦值數(shù)組：f=1,2,3,4, Lp=f.2;rand用于產(chǎn)生均勻分布的隨機數(shù)。randi產(chǎn)

2、生均勻分布，randn產(chǎn)生正態(tài)分布繪圖：figure1grid onhold on： Hold current graphplot， plot(f,Lp,'-o') : 為虛線，- 為實線，O為圓圈，s為方塊，*是*；注意要用半角符號圖例：legend圖名稱：titleX軸標注：xlabelY軸標注：ylabellegend('市區(qū)=2km');title(姓名:*,班級學號:?');xlabel(頻率(MHz)');ylabel(損耗中值(dB)'); 二、 Matlab仿真Okumura-Hata傳播模型1.實驗目的了解Okumura

3、-Hata模型的應用場合，理解Okumura-Hata模型公式中各個參數(shù)的含義，掌握Okumura-Hata模型建模方法及仿真編程方法。2.實驗原理無線電波傳播的受不同地形地物環(huán)境影響較大，人們通過大量的實地測量和擬合，總結歸納了多種無線電波經(jīng)驗模型。目前應用較為廣泛的是Okumura 模型，使用該模型時需對影響電波傳播特性的參數(shù)，如頻率因子，距離因子，天線高度進行修正，以獲得較準確的預測結果。為使Okumura-Hata模型能采用計算機進行預測，對Okumura-Hata 模型的根本中值場強曲線進行了擬合處理，得到根本傳輸損耗的計算公式。3.實驗內容 1編程建立Okumu

4、ra-Hata傳播模型，畫出頻率-路徑損耗圖，要求圖中用曲線族的形式表示不同的應用環(huán)境和距離。2使用建立的Okumura-Hata傳播模型，編程預算基站天線高度。4.實驗條件頻率范圍：300 1500MHz，基站天線高度為30m，移動臺天線高度為1.5m。傳播距離分別為d=2km和5 km，以頻率為變量，通信距離為參變量編程繪出城市準平滑地形、郊區(qū)、農(nóng)村環(huán)境下的Okumura-Hata傳播模型損耗-頻率曲線圖。5.實驗要求1在一個圖中顯示6條曲線；2所有曲線均為藍色線，d=2km用實線，d=5km用虛線；城區(qū)用“o、郊區(qū)用“* 及鄉(xiāng)村用“ 標注曲線上的點；并在曲線圖的空白處對曲線進行標注；3圖

5、要有橫縱坐標標示，橫坐標為頻率Mhz，縱坐標為損耗中值dB4圖形的題頭為學生本人姓名和學號。6.擴展實驗自己設定頻率，繪制Okumura-Hata傳播模型損耗-距離曲線圖。7.擴展內容Okumura-Hata傳播模型路徑損耗計算公式式中 工作頻率MHz 基站天線有效高度 m ，定義為基站天線實際海拔高度與基站沿傳播方向實際距離內的平均地面海波高度之差。 移動臺天線有效高度m，定義為移動臺天線高出地表的高度 基站天線和移動臺天線之間的水平距離 km 有效天線修正因子，是覆蓋區(qū)大小的函數(shù)附錄 小區(qū)類型校正因子 地形校正因子，反映一些重要的地形環(huán)境因素對路徑損耗的影響8. 實驗程序clear all

6、;%清屏clc;f=300:100:1500;ht=30;%基站天線高度hr=1.5; %移動臺天線高度d1=2;%傳播距離d1d2=5;%傳播距離d2L1=69.55+26.16*log10(f)-13.82*log10(ht)+(44.9-6.55*log10(ht)*log10(d1)-3.2*(log10(11.75*hr).2+4.97;L2=69.55+26.16*log10(f)-13.82*log10(ht)+(44.9-6.55*log10(ht)*log10(d2)-3.2*(log10(11.75*hr).2+4.97;C1=-2*log10(f/28).2-5.4;%郊

7、區(qū)校正因子C2=-4.78*log10(f).2+18.33*log10(f)-40.98; %鄉(xiāng)村校正因子L3=L1+C1;%d=2km郊區(qū)路徑損耗L4=L2+C1;%d=5km郊區(qū)路徑損耗L5=L1+C2;%d=2km鄉(xiāng)村路徑損耗L6=L2+C2;%d=5km鄉(xiāng)村路徑損耗grid on;%加網(wǎng)格hold on;%兩個圖在一起plot(f,L1,'b-o');%d=2km城市路徑損耗plot(f,L2,'b:o'); %d=5km城市路徑損耗plot(f,L3,'b-*');plot(f,L4,'b:*'); plot(f,L5

8、,'b-s');plot(f,L6,'b:s');legend('城市: d1=2km','城市: d2=5km','郊區(qū): d1=2km','郊區(qū): d2=5km','鄉(xiāng)村: d1=2km','鄉(xiāng)村: d2=5km');title('姓名:肖婷 班級：19班 學號:52131932'); xlabel('頻率(MHZ)'); ylabel('損耗中值(dB)');9. 實驗仿真圖10. 實驗分析由圖可知，隨著頻率的增加

9、，損耗中值呈遞增趨勢，同一頻率下，損耗中值由城市，郊區(qū)，鄉(xiāng)村依此遞減，頻率固定，傳播距離增加損耗中值也會增加。隨著距離的增加，損耗中值逐漸遞增，當距離相同時，損耗中值按照市區(qū)，郊區(qū)，鄉(xiāng)村的順序遞減。 三、直接序列擴頻通信系統(tǒng)的Matlab仿真1.實驗目的了解直接擴頻通信原理、理解Gold序列的產(chǎn)生，直接序列擴頻系統(tǒng)結構；掌握直接擴頻通信系統(tǒng)建模方法及仿真編程方法。2.實驗原理實驗系統(tǒng)使用Gold序列作為實現(xiàn)擴頻的偽隨機碼，在發(fā)送端將信息序列與擴頻序列Gold碼相乘得到擴展信號的頻譜。而在接收端，用與發(fā)送端相同的擴頻碼序列進行解擴，將展寬的擴頻信號恢復成原始信息輸出，最后比擬發(fā)送與接收的信號波形

10、。3.實驗內容 1編程建立Gold序列，仿真Gold序列的波形；2仿真Gold序列的自相關和互相關特性。3編程仿真直接擴頻通信系統(tǒng)模型，畫出擴頻前后信號波形及頻譜。4.實驗條件級數(shù)n=5的兩個m序列反應系數(shù)分別為8(45)和8(75)可以構成優(yōu)選對m1=1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0;m2=1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0;也可以編程實現(xiàn)m序列的生成程序，選出優(yōu)選對來生成gold序列。5.實驗要求1仿真出gold

11、序列，并選2個序列畫出波形圖，自相關和互相關圖形畫五個周期。2擴頻通信系統(tǒng)調制方式采用BPSK方式，要求信源信息為隨機生成的序列，畫出高斯白噪聲信道下誤碼率-Eb/E0曲線，Eb/E0范圍為0到10dB，step為0.5，曲線包括不擴頻和擴頻兩條，不擴頻曲線用“* ，擴頻后的曲線用“o,可以畫出理論曲線ser_theory = qfunc(sqrt(2*SNR)3 畫出擴頻非擴頻兩種情況下已調信號的頻譜圖6.擴展實驗1 M序列編程實現(xiàn)，其他實驗過程同原來實驗要求。2仿真多個用戶時產(chǎn)生的多址干擾，至少使用2個gold序列，進行擴頻和解擴，仿真出擴頻和解擴過程，理解多址干擾。7.實驗程序clear

12、 all;clc;m1=1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0;m2=1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0;figure(1);hold on;subplot(2,1,1);stem(m1,'-bo');title('m1時域波形');subplot(2,1,2);stem (m2,'-bo');title('m2時域波形');m1=repmat(m1,1,5);

13、m2=repmat(m2,1,5);L=length(m1);m=m1for i=1:1:L m1zxg(i)=sum(1-2*m).*(1-2*m1)/L; m=circshift(m',1)'endL=length(m2);m=m2for i=1:1:L m2zxg(i)=sum(1-2*m).*(1-2*m2)/L; m=circshift(m',1)'endL=length(m1);m=m1; for i=1:1:L m1m2(i)=sum(1-2*m).*(1-2*m2)/L; m=circshift(m',1)' endfigure(

14、2);subplot(3,1,1);plot(m1zxg);title('m1自相關波形');subplot(3,1,2);plot(m2zxg);title('m2自相關波形');subplot(3,1,3);plot(m1m2);title('m1和m2互相關波形');m2=circshift(m2',45)'gold1=xor(m1,m2);m2=circshift(m2',30)'gold2=xor(m1,m2);figure(3);hold on;subplot(2,1,1);stem(gold1,

15、9;-bo');title('gold1時域波形');subplot(2,1,2);stem (gold2,'-bo');title('gold2時域波形');L=length(gold1);m=gold1for i=1:1:L gold1zxg(i)=sum(1-2*m).*(1-2*gold1)/L; m=circshift(m',1)'endL=length(gold2);m=gold2for i=1:1:L gold2zxg(i)=sum(1-2*m).*(1-2*gold2)/L; m=circshift(m&#

16、39;,1)'endL=length(gold1);m=gold1; for i=1:1:L gold1gold2(i)=sum(1-2*m).*(1-2*gold2)/L; m=circshift(m',1)' endfigure(4);subplot(3,1,1);plot(gold1zxg);title('gold1自相關波形');subplot(3,1,2);plot(gold2zxg);title('gold2自相關波形');subplot(3,1,3);plot(gold1gold2);title('gold1和gol

17、d2互相關波形'); N=400000;ybb=fft( gold1zxg,N);magb=abs(ybb);fbb=(1:N/2)*100000/N;figure(5);plot(fbb,magb(1:N/2)*2/N);axis(10400,15000,0,0.000025);title('gold序列功率譜');N=100;a=0;x_rand=rand(1,N);for i=1:N if x_rand(i)>=0.5 x(i)=1; a=a+1; else x(i)=0; endendt=0:N-1;figure(6)subplot(3,1,1)stem(

18、t,x);title('擴頻前的序列');ts=0:0.00001:3.5-0.00001;fs=2000;subplot(3,1,2)s_bb=rectpulse(x,3500);s_bpskb=(1-2.*s_bb).*cos(2*pi*fs*ts);plot(ts,s_bpskb);xlabel('s');axis(0.055,0.085,-1.2,1.2);title('擴頻前bpsk信號調制后的時域波形');x1=0;x2=0;x3=1;m=350;for i=1:m y3=x3; y2=x2; y1=x1; x3=y2; x2=y1;

19、 x1=xor(y3,y1); L(i)=y1;endtt=0:349;%subplot(4,1,3)l=1:7*N;y(l)=0;for i=1:N k=7*i-6; y(k)=x(i);k=k+1; y(k)=x(i);k=k+1; y(k)=x(i);k=k+1; y(k)=x(i);k=k+1; y(k)=x(i);k=k+1; y(k)=x(i);k=k+1; y(k)=x(i);ends(l)=0;for i=1:350 s(i)=xor(L(i),y(i);end%tt=0:7*N-1;%stem(tt,s);%axis(0,350,0,1);%title('擴頻后的序列

20、');subplot(3,1,3)fs=2000;ts=0:0.00001:3.5-0.00001;s_b=rectpulse(s,500);s_bpsk=(1-2.*s_b).*cos(2*pi*fs*ts);plot(ts,s_bpsk);xlabel('s');axis(0.055,0.085,-1.2,1.2)title('擴頻后bpsk信號時域波形');N=400000;ybb=fft(s_bpskb,N);magb=abs(ybb);fbb=(1:N/2)*100000/N;figure(7);subplot(2,1,1)plot(fbb,magb(1:N/2)*2/N);axis(1200,2800,0,0.6);title('擴頻前調制信號頻譜');xlabel('Hz');subplot(2,1,2)yb=fft(s_bpsk,N);mag=abs(yb);fb=(1:N/2)*100000/N