实验DQPSKGMSK信号调制实验
实验目:
解GRC信号处理模块流程图方法
解DPSKDQPSK调制解调原理
解GMSK调制解调原理
观察DPSKDQPSK信号分通 AWGN 信道情况星座图失真情况
二实验设备:
PC两台RFX2400 USRP1两台
三实验容:
1 解grc基操作方法求仿真流程中信号调制方式DPSKDQPSK
2 通单机实验GnuRadio+USRP实验两种实验方式进行仿真
3 较调制方式SNR误码率分析结果
4 画出信号通信道前时域波形图频谱图星座图较两者分析原
5 画出信噪情况星座图解释误码率影响
四实验原理:
1DQPSK:
DQPSK调制原理利载波四种相位表示输入数字信息四进制相位键控规定四种调制相位:需二进制数字序列中数划分两特组00011011四种情况差分编码分应面四相位具体应关系表1示调制符号星座图相位路径转换图图21示解调端根星座图载波相位判断发送端发送信息数
表1 相位转换
二进制特1
二进制特2
相位
1
1
+4
0
1
+34
0
0
34
1
0
4
调制符号星座图变换路径
2GMSK:
基带信号高斯滤波器进行MSK(Minimum Shift Keying)频移键控调制形成调制信号程教做GSMK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying)高斯滤波频移键控调制具良频谱功率特性
高斯滤波
原始数高斯滤波器响应式表示:
中调频指数意味着应调制数源码元相移式GMSK调制符号表达式
五实验步骤结果分析
1DQPSK实验
11单机实验
(1)实验框图:
(2)信噪误码率
面图保证参数变条件通逐渐增噪声幅度值断减信噪SNR观测误码率数值星座图发现着信噪断减误码率值断增加
噪声幅度Amplitude012
噪声幅度Amplitude025
时发现问题噪声幅度取值必须定范围够观测误码率取值
(3)信号通信道前时域波形图:
信号通信道前频谱图:
信号通信道前星座图
观察面图形发现:信号信道时域波形较原发生失真频谱图瓣较衰减星座图信号信道前情况相定程度偏离理想点分析信号信道前变化原信道中存高斯噪声噪声幅度越信道信号波形失真越严重频谱衰减越厉害
(4)信噪情况星座图:
面保持参数变情况通断增加噪声幅度断减SNR值观察信号信道星座图
分析结果:噪声信号影响噪声幅度越引起损伤越符号点相中心点机外扩散越严重符号点相集中时候误码率较反符号点相分散时候误码率较
12双机实验
(1)发送框图:
接收框图:
(2)误码率:
分析:实验中通断调整信号增益改变SNR观察误码率变化发现着SNR取值变BER变
(3)信号信道时域波形图频谱图:
观察面图形发现:单机实验类似信号信道时域波形较原发生较失真频谱图瓣定程度衰减信道信号星座图符号点定程度偏离理想点分析信号信道前变化原信道中存高斯噪声噪声幅度越信道信号波形失真越严重频谱衰减越厉害星座图符号点扩散越严重
(4)信噪星座图:
图a 图b
图c 图d
分析:图信噪情况星座图图a图d显示着信噪减(通改变发送模块增益值)星座图符号点机分布情况更加分散时误码率增加
2GMSK调制实验
21单机实验
(1)实验框图:
(2)信噪误码率:
Amplitude012
Amplitude025
分析:图保证参数变条件通逐渐增噪声幅度值断减信噪SNR观测误码率数值发现着信噪断减误码率值断增加DQPSK实验实验调整噪声幅度值时样定取值范围
(3)信号信道前时域波形图:
信号信道前频谱图:
信号信道前星座图:
结果分析:
观察面图形发现:信号信道时域波形较原发生失真频谱图瓣较衰减星座图信号信道前情况相定程度偏离理想点分析信号信道前变化原信道中存高斯噪声噪声幅度越信道信号波形失真越严重频谱衰减越厉害
(4)信噪情况星座图:
分析结果:噪声影响信号信噪噪声幅度越信噪越引起损伤越符号点相中心点机外扩散越严重符号点相集中时候误码率较反符号点相分散时候误码率较
22双机实验
(1)发送框图:
接收框图:
(2)信号信道时域波形图频谱图:
信号信道前星座图:
观察面图形发现:信号信道时域波形较原发生失真频谱图瓣较衰减星座图信号信道前情况相定程度偏离理想点分析信号信道前变化原信道中存高斯噪声噪声幅度越信道信号波形失真越严重频谱衰减越厉害
(3)信噪星座图:
实验结述DQPSK噪声增加信噪降低星座图符号点机分散情况更加严重时误码率增加
六实验中遇问题体会
开始新软件知渐渐熟悉够熟练掌握基流程中学实验程中遇少问题开始甚连进入软件会画流程图时模块参数设置完成实验指导书设置导致实验进展缓慢特双机实验直没利开展亏助教耐心细致讲解突破障碍双机实验时需键入命令sudo grc单纯grc样提高户权限usrp进行实验时usrp完全指导书参数设置接收端usrpDecimation(采样率)应设置发端半硬件决定GMSK解调模块时Samples应该等2等等中恼模块间类型匹配问题熟记数类型应颜色加熟生巧实验效率明显提高次线通信课程设计锻炼彼间沟通配合力更培养严谨求实科研精神受益匪浅
实验二卷积码
实验目:
1解grc仿真中信号处理模块流程图方法
2解卷积码基原理
3解GunRadio实现信道编码方法
4解SNR误码率影响
5解卷积码误码率影响
6解卷积码误码率影响
二实验设备:
PC两台RFX2400 USRP1两台
三实验求:
1解Grc基操作方法求仿真流程中信道编码部分卷积编码
2通单机实验GnuRadio+USRP实验两种实验方式进行仿真
3搭建信道编码信道编码Grc仿真模型
4较述两种情况误码率分析结果
5较卷积码误码率影响分析结果(较(213)码(218)码性)
四实验原理:
卷积码k信息特编码成n特kn通常特适合串行形式进行传输时延分组码卷积码编码n码元仅前段k信息关前面N1段信息关编码程中互相关联码元数nN卷积码纠错性N增加增差错率N增加指数降卷积码纠错力仅约束长度关采译码方式关
GRC提供译码方式维特译码卷积码译码方式中非常典广泛种译码方式该实验考察编码前数什变化译码恢复原数通Number Sink考察加噪声误码率样性什提高划出BER图形
五实验步骤结果分析:
1单机实验:
11 (213)卷积码信道编码DBPSK进行调制
实现框图:
(213)卷积码单机实验框图
首先Vector Source信源设置数10011然Throttle限流模块接Packed_to_Unpakce模块pack成byteshort型数unpacked型数输出然卷积码编码模块里需注意路径选择接模块Packet_encoder然便调制模块DBPSK Mod便DPSK调制噪声模块中设置噪声通改变噪声观察解码误码率分析卷积码抗干扰力面模拟接收端首先DPSK demod模块相应DPSK编码模块模块进行解码Packet_decoder相应Packet_encoder然需加模块Chunks to Symbols面映射接便维特译码模块选择两模块合二模块中维度设置1映射前模块相路径卷积码编码时路径相然Unpacked_to_Packedunpacked 数(bit)byteshort型数输出接发送数输入Error Rateref端解调译码数输入in端通Error Rate模块进行误码率计算结果存file中设置路径名称面画图模块Number Sink显示数具体数值计算误码率时显示误码率时候等
运行结果:
图显示分信号源信宿(通编码调制信道解调译码等程)时域波形通观察完全致符合设置矢量源接观测误码情况信噪降低误码率增
12 (218)卷积码信道编码DBPSK进行调制
实现框图:
(218)卷积码单机实验框图
相(213)卷积码单机框图需修改码型路径余致
运行结果
理图显示分信号源信宿(通编码调制信道解调译码等程)时域波形通观察完全基致符合设置矢量源通前时域波形难较(213)卷积码性通观察误码率(218)卷积码误码率相(213)码性改善源约束长度增加
13 信道编码样 DBPSK进行调制
实现框图:
实验中调制实验基相调制方式改DBPSK矢量源设置10011便信道编码情况进行较
运行结果:
图信道编码情况直接DBPSK调制出误码率03321Unit步骤中(213)卷积码单机实验中误码率出结通信道编码改善误码率
2双机实验:
21 (213)卷积码信道编码DBPSK进行调制
实现框图:
(213)卷积码双机实验发送框图
流程图述单机实验类似信源掉Throttle模块发送前加Multiply Const模块信号放里设置12kUSRP Sink模块设置发送频率245GHzDAC插数值128
(213)卷积码双机实验接收框图
首先USRP SourceADC抽样数值64接收频率245GHz面流程图单机时完全致
运行结果:
图(213)卷积码双机实验发送端信源时域图信道前时域图
图(213)卷积码双机实验接收端信宿图信号信道时域波形图误码率数值
22 (218)卷积码信道编码DBPSK进行调制
实现框图:
(218)卷积码双机实验发送框图
(218)卷积码双机实验接收框图
相(213)卷积码双机实验样码型路径选择变化
运行结果:
图(218)卷积码双机实验接收端信宿时域图信道时域图出误码率
23 信道编码双机实验样DBPSK进行调制
实现框图:
实验调制实验相调制方式改DBPSK信号源改矢量源10011便述信道编码相较
运行结果:
图信道编码情况直接DBPSK调制出误码率05375Unit步骤中(213)卷积码双机实验中误码率出结通信道编码改善误码率
六 实验遇问题感想:
次实验中发现问题首先linux系统GNU软件熟悉次相关通信原理线通信理知识理解深知识够巩固具体说实验中遇问题说清楚画流程图模块参数含义设置导致直报错外细节问题说双机实验时候忘记发送端设置enable实验程中发现点问题时候总提示can't open usrp排画图者参数错误发现重新启动结果运行正常点太明白
通次实验更加熟悉通信链路程中环节作重性巩固理知识时增强动手力发现问题解决问题分析问题力次价值课程设计收获颇
实验三直接序列扩频通信技术仿真
实验目
解m序列产生相关性原理
解直接序列扩频通信模型
解应m序列进行扩频通信原理
扩频增益扩频子概念m序列长度关系
解直接序列扩频频谱扩展原理
解解扩步判决方法
解扩频增益系统抗干扰力影响
解信道条件系统性
二实验容
搭建GNU Radio中m序列相关性检测流程图掌握GNU Radio产生m序列方法
利代码生成新GRC block
搭建单机扩频通信流程图检测相关性检测终获数信号源数否致检测信号BER分析结果
搭建双机通USRP进行扩频通信流程图检测相关性检测终获数信号源数否致检测信号BER分析结果
三实验原理
直接序列扩频
扩频通信信号发送端首先信息调制形成数字信号该数字信号扩频发生器产生扩频码序列调制信号频带展宽展宽信号调制射频发送出接收端收宽带射频信号变频中频然产生发端相扩频码序列相关解扩信息解调恢复成原始信息输出
直接序列扩频系统发送信息伪机(PN)序列扩展宽频谱接收端发端扩展相伪机序列接收扩频信号进行相关处理恢复出原信息干扰信号伪机序列相关接收端扩展落入信号频带干扰信号功率降低提高系统输出信噪达抗干扰目
图扩频通信原理图:
图1
四GRC实现图
根直接序列扩频通信技术仿真图()分连接GRC单机仿真电路利USRP进行实际收发电路分进行实验
图2
图2
模块参数说明:
1 Vector Source:双极性码信源量中获取数输出实验中单机仿真选取数输出111循环输出USRP实际收发时3位4位试验7位8位循环码
2 GLFSR Source(Generalized LinearFeedback Shift Register):PN码发生源产生PN伪机码级数选取3级产生7位PN序列
3 Repeat:实现数插功模块PN序列位数保持致重复七次数
4 Mutiply:法器数PN码相实现扩频功DeDSSS_ff:解扩模块需编写生成加入
5 Packet EncoderDPSK ModDPSK DemodPacket Decoder:分实现包编码信号调制信号解调包解码功
6 PN Correlator:m序列相关性检测模块式计算m序列相关性输出式计算结果:
7 Throttle:限流模块USRP模块时
8 Keep 1 in N:抽取模块前面Repeat相应N取7
9 USRP Sink:USRP发送信号USRP Source:USRP接受信号
10Error Rate:计算误码率模块解调出信号信源较出误码率
五实验步骤结果分析
1单机实验
11实验步骤
(1)选择适模块连接成图3电路调整模块参数
(2)点钮运行观察示波器输出
(3)截图分析结果
12单机实验框图
13实验结果分析
(1)利scope sink观测扩频调制前扩频解调信号时域图观测时候致
(2)改变噪声
(3)pn相关性检测
(4)利fft sink模块观测级数(调制深度)时扩频前频谱图
2.双机实验
21实验步骤
(1)选取两台电脑分连接成收发电路调整模块参数
(2)调整USRP SinkUSRP Source频率设备致组装设备分连两台电脑两台设备天线量
(3)先点击发送端接收端钮运行观察示波器输出
(4)截图分析结果
22双机实验框图
发送框图:
接收框图:
23实验结果分析
(1)发送端波形
接收端波形
(2)pn相关性检测
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