2023年通信对抗实验报告

通信对抗实验报告一、 实验目的（1） 通过通信对抗实验仪完毕数字通信、通信侦察和通信干扰实验；（2）通过实验帮助理解数字通信系统的调制、解调过程和性能评价方法；（3）进一步加深通信侦察及其截获、调制辨认等信号解决基本原理和方法的理解；（4）通过实验理解通信干扰及其效果评价的基本原理和方法。二、实验原理通信对抗实验仪是由微机、通信和通信对抗实验仪及示波器组成。通信对抗实验仪可以完毕20 个以上的数字通信和通信干扰实验，帮助使用者理解数字通信系统的截获、调制辨认、解调过程和性能评价方法及通信干扰及其效果评价的基本原理和方法。下面将具体介绍通信对抗实验仪的使用操作，分别进行两类实验，获得实验结果并对误码率、辨认率曲线图进行比较分析。三、实验仪器通信对抗实验系统涉及：计算机；示波器；通信对抗实验仪。通信对抗实验仪是采用软件无线电原理构建的通用、多功能数字解决设备，它涉及发射模块、接受解决模块和通信接口等。该实验仪的机箱结构和板卡设计如图1.1 所示：通信对抗实验仪机箱外壳安装多种信号的测试端口，从左向右测试端口依次为发射信号（接受板接受的信号）、通信信号（无干扰无噪声的抱负信号）、噪声/干扰信号、基带信号（发射板基带码元信号）、恢复基带（信号解调后恢复码元信号）和同步信号。四、实验内容及环节（一） 通信对抗实验内容：实验一：通信对抗原理与实验的关系（1） 了解通信原理、通信对抗原理的基本知识；（2） 了解通信对抗实验的模型，仪及与以上两者之间的关系。实验二：通信对抗实验仪器和软件的使用（1）学会使用双踪示波器、通信对抗实验仪、通信对抗实验软件的工作原理；（2）了解在Microsoft Visual Studio 中简朴的C+语言编程与调试方法。实验三：数字通信调制样式的结识（1） 掌握双踪示波器子啊通信信号参数测量中的使用方法；（2） 进一步在动手实践中结识数字通信调制方法、载波、码速率、信号带宽、信号频谱等通信信号的关键特点。通信信号调制类型涉及2ASK、2FSK、8FSK、2PSK、2DPSK、QPSK、QDPSK 等。实验四：数字通信实验（1） 从实验二中的调制类型中挑选几种调制样式，设立不同的调制参数，观测数字通信误码率与信噪比、调制参数之间的关系；（2） 期间监视通信信号的时域和频域波形。实验六：通信干扰实验（1） 从实验二中的调制类型中挑选几种调制样式，设立干扰类型、干扰参数，涉及：噪声干扰、局部频带干扰、相干干扰、梳状干扰等方式；（2） 通过实验观测进一步熟悉不同样式、不同幅度的干扰对不同调制类型、不同参数的通信信号的干扰效果。（3） 期间监视通信信号、干扰信号的时域和频域波形。（二） 通信对抗实验环节：该实验系统可以通过双踪示波器来观测输入输出信号波形，需要在参数设立时选择0、1 码元类型，以便通过测试端口对信号进行稳定的观测。以同步信号为基准来观测发射信号、通信信号和噪声/干扰信号。其中，解调恢复信号必须以基带信号为基准进行观测。在开始实验之前，一方面要打开通信对抗实验仪上位机软件，并在打开实验仪界面显示“实验设备已经连接到PC”；若连接不正常，要检测USB 连接线是否与PC 正常连接；假如PC提醒有发现新硬件但上位机软件检测不到，则需要更新通信对抗实验仪器的驱动安装。当实验设备已经连接到PC 后，我们就可以开始进行实验。五、实验结果1.数字通信实验结果及分析按照上一节数字通信实验的使用操作，设立信号类型，信噪比上限为20dB，信噪比下限为-10dB，信噪比步长为2dB，码元类型为随机码，码元速率为500B 的条件下，完毕数字通信实验并对结果进行分析说明。通过双踪示波器来观测调制出的通信信号波形，在参数设立时选择0、1 码元类型，以便对信号进行稳定的观测。这里我们给出了2ASK、2FSK、2PSK 和2DPSK 的观测波形，如下图所示：（a）2ASK 信号频域图（b）2ASK 信号时域图（c）2DPSK 信号频域图（d）2DPSK 信号时域图（e）2FSK 信号频域图（f）2FSK 信号时域图（g）2PSK 信号频域图（h）2PSK 信号时域图当信号类型分别为2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK 时，每种信号的误码率曲线图如下图所示：（a）2ASK 信号误码率曲线图（b）2FSK 信号误码率曲线图 （c）2PSK 信号误码率曲线图（d）2DPSK 信号误码率曲线图由上述图像分析可知，每种通信信号的误码率曲线都是随着信噪比的变化而变化的。信噪比越小（负值），则信号越弱噪声越强，由于噪声太强所以出现误码率的几率就很大，由图可看出误码率趋向于1；信噪比越大（正值），则信号越强，噪声越弱，此时噪声的影响非常小所以出现误码的几率几乎为0，由图可看出误码率为0。随着码元速率的增长，即在同一实验中码元个数的增长，误码率的值越来越精确，曲线也越来越平滑。2.通信干扰实验结果及分析按照通信干扰实验的使用操作，设立通信信号类型和干扰信号类型，信噪比，干信比上限为20dB，干信比下限为-10dB，干信比步长为2dB，码元类型为随机码，码元速率为4000B的条件下，完毕通信干扰实验并对结果进行分析说明。这里，我们只介绍在噪声干扰和梳状干扰情况下的实验结果。（1）.当干扰信号类型为噪声干扰，信噪比为18dB 时，通信信号2ASK、2FSK、8FSK、2PSK、2DPSK 和QPSK 的误码率曲线图如下图所示：（a）2ASK 信号误码率曲线图（b）2FSK 信号误码率曲线图（c）8FSK 信号误码率曲线图（d）2PSK 信号误码率曲线图（e）2DPSK 信号误码率曲线图 （f）QPSK 信号误码率曲线图（2）.当干扰信号类型为梳状信号，信噪比为15dB 时，通信信号2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK、QPSK 和QDPSK 的误码率曲线图如下图所示：（a）2ASK 信号误码率曲线图 （b）2FSK 信号误码率曲线图（c）2PSK 信号误码率曲线图（d）2DPSK 信号误码率曲线图 （e）QPSK 信号误码率曲线图（f）QDPSK 信号误码率曲线图由以上图像分析可知，每种通信信号的误码率都是随着干信比的变化而变化的。干信比越小（负值），则干扰越弱信号越强，由于干扰很弱所以出现误码的几率就很小，由图可看出误码率趋向于0；干信比越大（正值），则干扰越强信号越弱，此时干扰的影响很大，所以出现误码的几率就非常大，由图可看出误码率逐渐趋近于1。