通信系統(tǒng)綜合實驗報告實驗報告

1、 8/8通信系統(tǒng)綜合實驗報告實驗報告實驗二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 班級 研01-12 學(xué)號 西安電子科技大學(xué) 通信系統(tǒng)綜合實驗報告 學(xué) 院 ： 通信工程學(xué)院 班 級 ： 研01-12 專 業(yè) ： 交通信息工程及控制 姓 名 ： 2021年11月 實驗二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 目錄 實驗一 數(shù)字基帶仿真實驗 1 1.1 實驗?zāi)康?1 1.2 實驗原理 1 1.2.1 差錯控制原理 1 1.2.2 跳頻擴(kuò)頻原理 3 1.2.3 保密通信原理 4 1.3 實驗內(nèi)容 4 1.4 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 5 1.4.1 差錯控制 5 1.4.2 跳頻 7 1.4.3 加密解密 12 實驗二

2、通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 14 2.1實驗?zāi)康?14 2.2實驗原理 14 2.2.1 數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧髁靠刂?14 2.2.2 誤碼和差錯控制 15 2.2.3 信道共享技術(shù) 15 2.3實驗內(nèi)容 16 2.4 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 17 2.4.1 性能仿真 17 2.4.2. 速率測試 22 2.4.3. 文件傳輸 24 實驗三 無線多點組網(wǎng) 27 3.1 實驗?zāi)康?27 3.2 實驗原理 27 3.2.1 通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 27 3.2.2 路由技術(shù) 28 3.2.3 廣播和組播 28 3.2.4 Ad hoc網(wǎng)絡(luò) 28 3.3 實驗內(nèi)容 28 3.4 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 29 3.4.

3、1 組網(wǎng)過程 29 3.4.2 單跳與多跳轉(zhuǎn)接 31 3.4.3. 單播(Unicast) 31 3.4.4. 路由協(xié)議 32 3.4.5. 廣播(Broadcast)與組播(Multicast) 32 實驗四 語音傳輸 34 4.1 實驗?zāi)康?34 4.2 實驗原理 34 4.2.1 脈沖編碼調(diào)制 34 實驗二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 4.2.2 連續(xù)可變斜率增量調(diào)制 35 4.2.3 隨機(jī)錯誤和突發(fā)錯誤 36 4.2.4 內(nèi)部通話與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鬟^程 36 4.2.5 藍(lán)牙設(shè)備的身份切換 37 4.3 實驗內(nèi)容 37 4.4 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 38 4.4.1 參數(shù)相同時的波形 3

4、8 4.4.2 相同誤碼率不同頻率的波形 39 4.4.3 用藍(lán)牙連接的傳輸過程 42 實驗二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析 實驗一 數(shù)字基帶仿真實驗 1.1 實驗?zāi)康?此實驗軟件主要對藍(lán)牙(bluetooth)技術(shù)中基帶信號處理方法作了仿真，包括差錯控制方法、跳頻擴(kuò)頻原理以及保密通信等。本實驗要求實驗人員利用本軟件對通信系統(tǒng)特別是無線通信系統(tǒng)的基帶信號處理方法有較深入的認(rèn)識和理解，具體有以下幾個目的： 1、理解基帶傳輸中的差錯控制方法、差錯控制編碼分類及其糾檢錯能力；了解差錯控制編碼的生成和糾、檢錯方法。 2、理解擴(kuò)頻通信（特別是跳頻擴(kuò)頻通信）的基本概念、原理及其優(yōu)缺點。 3、理解兩種加密體

5、制的異同；了解保密通信的全過程，以及密鑰在保密通信中的作用。 1.2 實驗原理 本實驗原理主要包括差錯控制原理，調(diào)頻擴(kuò)頻原理，保密通信原理等。 1.2.1 差錯控制原理 數(shù)字信號在傳輸過程中，由于受到干擾的影響，碼元波形將變壞。接收端收到后可能發(fā)生錯誤判決。一般理論中，合理設(shè)計基帶信號，選擇調(diào)制解調(diào)方式，采用時域、頻域均衡，以此來降低比特誤碼率，但是在實際中，許多通信系統(tǒng)的比特誤碼率并不能滿足實際的需求，因此我們需要進(jìn)行差錯控制。常用的差錯控制方法有檢錯重發(fā)（簡稱ARQ）、前向糾錯（FEC）、混合糾錯（HEC）。 通常差錯控制編碼的實現(xiàn)方法：在發(fā)送端將被傳輸?shù)男畔⒏缴弦恍┍O(jiān)督碼元，這些多余的碼

6、元與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則相互關(guān)聯(lián)，然后在接收端按照既定的規(guī)則校驗信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系，一旦傳輸發(fā)生錯誤，則信息碼元與監(jiān)督碼元的關(guān)系就受到破壞，從而接收端可以發(fā)現(xiàn)錯誤乃至糾正錯誤。藍(lán)牙基帶包中采用的差錯控制編碼如下： a包頭附加循環(huán)冗余校驗碼以保證包頭的完整性，該差錯控制通常被稱為包頭檢查（HEC）。 HEC的生成示意圖見圖1。在產(chǎn)生HEC前，線性移位反饋寄存器（LFSR）需要初始化。為易于理解，初始化值采用設(shè)備的高8位地址（UAP）。輸入數(shù)據(jù)為10位的包頭信息（低位先入）。輸出數(shù)據(jù)為包頭信息（10位，低位先出）+HEC（8位，低位先出）。在接收 實驗二 通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性

7、分析 端，恢復(fù)包頭信息的示意圖與圖1同。此時，輸入數(shù)據(jù)為18位的附加HEC的包頭數(shù)據(jù)。若8位寄存器的結(jié)果值全為0，則說明包頭信息傳輸正確；反之，則說明包頭信息傳輸錯誤，需重傳。 圖1 HEC的生成示意圖 b有效載荷校驗（采用CRC，cyclic redundancy check）。添加到有效載荷中的16位CRC循環(huán)冗余校驗碼，用來判斷有效載荷數(shù)據(jù)傳送得是否正確。該16位碼通過CRC-CCITT多項式210041（8進(jìn)制表示）生成，見圖2的生成示意圖。在生成CRC碼前，采用設(shè)備的高8位地址初始化線性反饋移位寄存器。實驗中規(guī)定輸入數(shù)據(jù)為80位的有效載荷信息（低位先入）。輸出為有效載荷（80位，低位

8、先出）+CRC碼（16位，低位先出）。在接收端，恢復(fù)有效載荷信息的示意圖與圖2同。此時，輸入數(shù)據(jù)為96位的附加CRC的有效載荷數(shù)據(jù)。若16位寄存器的結(jié)果值全為0，則說明有效載荷信息傳輸正確；反之，則說明有效載荷信息傳輸錯誤，需重傳。 圖2 有效載荷校驗碼的生成示意圖 c 前向糾錯（Forward Error Correction，F(xiàn)EC）。本實驗包含兩類FEC碼：1/3FEC和2/3FEC。 對包進(jìn)行FEC糾錯的目的是減少重傳的次數(shù)。但在可以允許一些錯誤的情況下，使用FEC會導(dǎo)致效率不必要的減小，因此對于不同的包，是否使用FEC是靈活的。因為包頭包含了重要的鏈路信息，所以總是用1/3FEC進(jìn)行保護(hù)。1/3 FEC僅僅是使