《宽带无线接入技术》仿真实验一报告 3

第一篇：《宽带无线接入技术》仿真实验一报告 3

重庆交通大学信息科学与工程学院

综合性设计性实验报告

专业： 通信工程专业11级

学号：

姓名：

实验所属课程： 宽带无线接入技术

实验室(中心)： 软件与通信实验中心

指 导 教 师 ：

2014年3月

一、题目

OFDM系统的Matlab仿真

二、仿真要求

要求一：OFDM系统的数据传输 ①传输的数据随机产生； ②调制方式采用16QAM； ③必须加信道的衰落 ④必须加高斯白噪声 ⑤接收端要对信道进行均衡。要求二：要求对BER的性能仿真

设计仿真方案，比较两个信道估计算法（基于LS与基于DFT +LS）的性能，并画出真实估计信道幅度与信道估计的对比图。

三、仿真方案详细设计

1、OFDM系统模型：一个OFDM符号包括多个经过相移键控或者正交幅度调制的子载波。信道估计技术保证了信号传输的可靠性。基于导频的L S 信道估计算法，通过导频子信道的响应得到整个信道的响应，能够很好地跟踪信道的变化，在复杂度不高的情况下取得较好的误差性能，具有很好的实用性。仿真结果表明采用L S 信道估计后有效的降低了系统的误码率。总的频谱形状非常接近矩形频谱,频谱的利用率在理论上可以达到香农信息论极限。其中N表

示子载波的个数,分配给每个子信道的数据符号Ni。

2、在接收端通过FFT,恢复出发送的数据,对第j个子载波进行解调,然后在时间长度T内,利用子载波间的正交性进行积分,3、信道估计算法：基于导频信号方法的信道估计,加入训练序列--最小平方算法LS。由OFDM系统模型可知,第1个符号的第k个子载波上接收到的频域信号为

Y(k,l)=H(k,l)X(k,l)+W(k,1)

Y1X

1Y20YY0N

0X20

0H1z10H2z2



XNHNzN

Y(k)ˆHLS(k),k1,X(k),N4、按实验要求，加入相应的信道衰落和高斯白噪声，用16QAM进行调制，接收段信道均衡，由于多径和多普勒效应导致的小范围衰落可能会对通信产生很大的破坏力，信道估计就是为了抵御实际传输中的多径信道的影响。

接收机框图及信道估计和均衡的位置

5、信道估计：OFDM系统中放置了大量的导频信号，穿插于数据之中，并

以高于数据的功率发送。这些导频信号被用来完成系统同步、载波恢复、时钟调整和信道估计。由于导频信号数量多，且散布在数据中，能够较为及时地发现和估计信道特性的变化。本系统首先利用导频计算导频位置上的信道响应，然后再用频域内插和时域内插的方法计算各个子载波的信道响应，从而完成整系统的均衡。

四、仿真结果及结论

五、总结与体会

此次实验主要考核了OFDM系统模型、导频分布结构、三种信道估计算法和插值算法,并且通过Matlab软件,采用二维维纳滤波器进行信道估计,以误码率为指标并进行仿真。系统采用频率选择性衰落信道为模型,仿真中信道参数的设置与实际信道有一定的差别,所以仿真结果是近似的,但是总体的变化趋势还是可以信任的。O F D M 系统的信道估计方法主要分为利用导频的信道估计和盲信道估计两类，基于导频的信道估计具有复杂度低和时延小的特点，因此有较强的实用性。基于块状导频信号的信道估计，包括L S 算法、M M S E 算法和L M M S E 算法。L S 算法实现较为简单，仿真结果表明对系统的误码率有一定改善，当信道为低速移动或准静止，即信道特性随时间变化不大，I C I的影响可以忽略的情况下，对估计准确度要求不是很高时，一般可以采用L S 估计算法降低计算的复杂度。

心得体会：经过一步步的实践最终顺利完成了实验，其中不乏老师和几位同学的耐心讲解，也包括了在网上不断的搜寻相关知识的研究及介绍，自己的不断努力也是实验成功必不可少的一部分。通过实验我更深刻的了解了通过最小平方算法LS实现信道估计的理论基础及实现方法，把抽象的一种算法实实际际地展现在我们眼前，使我们有了想象的空间，可以按自己常规的理解方法更为贴切的学习这项技术。

六、主要仿真代码

function H_LS=LS_CE(Y,Xp,pilot_loc,Nfft)%LS 信道估计函数 %输入

%Y为频域接收信号 %Xp=Pilot signal

%pilot_loc=Pilot location

%N为FFT的大小

k=1:length(pilot_loc);

LS_est(k)=Y(pilot_loc(k))./Xp(k);

%linear interpolation

H_LS=interp1(pilot_loc,LS_est,[1:Nfft],'linear');

clear all;clc;

Nfft=32;Ng=Nfft/8;Nofdm=Nfft+Ng;

pilot_loc=[1 5 9 13 17 21 25 29 32];%预先设定导频的插入位置 Nps=length(pilot_loc);%OFDM符号的数目 Nbps=4;M=2^Nbps;%每个符号的比特数 SNR=30;

Xp=2*(randn(1,Nps)>0)-1;%导频序列生成 msgint=randint(1,Nfft-Nps,M);%比特生成 data=qammod(msgint,M)%16QAM调制

X=[Xp(1),data(1:3),Xp(2),data(4:6),Xp(3),data(7:9),Xp(4),data(10:12),Xp(5),data(13:15),Xp(6),data(16:18),Xp(7),data(19:21),Xp(8),data(22:23),Xp(9)];%插入导频

%OFDM 调制

x=ifft(X,Nfft);xt=[x(Nfft-Ng+1:Nfft)x];%加cp并进行ifft调制 h=[(randn+1i*randn),(randn+1i*randn)/2];%a(2-tap)信道 %t真实信道的长度

H=fft(h,Nfft);ch_length=length(h);H_power_dB=10*log10(abs(H.*conj(H)));y_channel=conv(xt,h);%信道

yt=awgn(y_channel,SNR,'measured');

y=yt(Ng+1:Nofdm);Y=fft(y);%去CP以及FFTLS %LS信道估计

H_est1=LS_CE(Y,Xp,pilot_loc,Nfft);

H_est_power_dB1=10*log10(abs(H_est1.*conj(H_est1)));%DFT/LS信道估计

h_est2=ifft(H_est1);h_DFT2=h_est2(1:ch_length);H_est2=fft(h_DFT2,Nfft);

H_est_power_dB2=10*log10(abs(H_est2.*conj(H_est2)));%比较两种估计方法 subplot(2,1,1);

plot(1:Nfft,H_power_dB,'-',1:Nfft,H_est_power_dB1,'s');

legend('真实信道','LS');

xlabel('subcarrier index');grid on;ylabel('Power[dB]');grid on;subplot(2,1,2);

plot(1:Nfft,H_power_dB,'-',1:Nfft,H_est_power_dB2,'s');

legend('真实信道','LS oí DFT');

xlabel('subcarrier index');grid on;ylabel('Power[dB]');grig on;

第二篇：《宽带无线接入技术》仿真实验报告 2

重庆交通大学信息科学与工程学院

综合性设计性实验报告

专业： 通信工程专业11级

学号：

姓名：

实验所属课程： 宽带无线接入技术

实验室(中心)： 软件与通信实验中心

指 导 教 师 ：

2014年3月

一、题目

OFDM系统的CFO估计技术

二、仿真要求

要求一：OFDM系统的数据传输

①传输的数据随机产生；

②调制方式采用16QAM；

要求二：要求对BER的性能仿真

设计仿真方案，比较两个CFO的性能（基于CP与基于训练符号 Moose），并画出不同SNR下的两种估计技术的均方差（MSE）性能。

三、仿真方案详细设计

1、首先OFDM技术的基本思想和现状了解。认真学习OFDM技术的基本原理，包括OFDM系统的FFT实现、OFDM系统模型、OFDM信号的调制与解调、OFDM信号的正交性原理，根据PPT及网上查阅资料加以学习。其次，了解OFDM的系统性能，包括OFDM系统的同步技术及训练序列等。

2、同步技术：接收机正常工作以前，OFDM系统至少要完成两类同步任务：

① 时域同步，要求OFDM系统确定符号边界，并且提取出最佳的采样时钟，从而减小载波干扰(ICI)和码间干扰(ISI)造成的影响。

② 频域同步，要求系统估计和校正接收信号的载波偏移。在OFDM系统中，N个符号的并行传输会使符号的延续时间更长，因此它对时间的偏差不敏感。对于无线通信来说，无线信道存在时变性，在传输中存在的频率偏移会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏。

3、载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。OFDM系统的输出信号是多个相互覆盖的子信道的叠加，它们之间的正交性有严格的要求。无线信道时变性的一种具体体现就是多普勒频移引起的CFO，从频域上看，信号失真会随发送信道的多普勒扩展的增加而加剧。因此对于要求子载波严格同步的OFDM系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更加严重，如果不采取措施对这种信道间干扰（ICI）加以克服，系统的性能很难得到改善。

OFDM系统发射端的基本原理图OFDM信号频谱

4、训练序列和导频及信道估计技术

接收端使用差分检测时不需要信道估计，但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考，差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量，但却损失了信噪比。尤其是在OFDM系统中，系统对频偏比较敏感，所以一般使用相干检测。在系统采用相干检测时要进行信道估计。就要用训练序列和导频作为辅助信息，训练序列通常用在非时变信道中，在时变信道中一般使用导频信号。在OFDM

系统中，导频信号是时频二维的。为了提高估计的精度，可以插入连续导频和

分散导频，导频的数量是估计精度和系统复杂的折衷。导频信号之间的间隔取决于信道的相干时间和相干带宽，在时域上，导频的间隔应小于相干时间；在频域上，导频的间隔应小于相干带宽。在实际应用中，导频模式的设计要根据具体情况而定。

四、仿真结果及结论

Nfft=102

4五、总结与体会

总结：OFDM技术的优点是其它调制方式无法替代的。OFDM技术作为一种高效的调制技术，它的优势将决定OFDM成为第四代移动通信系统的关键技

术之一，它的性能直接影响到未来移动通信的通信质量，对OFDM的研究具有重大的现实意义。OFDM是一种能够对抗由多径衰落信道造成的符号间干扰的有效技术，可以在频率选择性衰落信道中实现高速率的无线通信。由于过程中会带来很大的频偏，所以，我们采取了训练符号进行信道估计，得到尽可能大的传输效率。

体会：经过本次实验，我从编程过程中重新领会了OFDM系统的工作原理，以及它所采用的训练符号和保护间隔的重要作用，但是实验结果还不是很理想，由于自己能力有限，没能完善实验代码。只能在有关论文中不断学习了解相关知识，通过自己在课外对相关论文的学习后觉得对着门技术有了新的认识，心中的迷惑渐渐明朗了起来。譬如，当时上课就不知道插入CP作用和它如何实现工作，而试验中在和老师及同学的教导下了解到了它是如何消除码间干扰的。试验还是差了一步，就是没能实现误码率的计算，并输出做一比较。

六、主要仿真代码

clear all;

clc;

CFO=0.1;

Nfft=256;%子载波个数

Nbps=4;

M=2^Nbps;%每个码符号的比特数（映射方式为16QAM）

Ng=Nfft/4;%加入的保护间隔

Nofdm=Nfft+Ng;

Nsym=3;

rand('state',0);randn('state',0);

x=[];%传输信号

for m=1:Nsym

msgint=randint(1,Nfft,M);

if m<=2

Xp=add_pilot(zeros(1,Nfft),Nfft,4);

Xf=Xp;

else

Xf=qammod(msgint,M);%映射

end

xt=ifft(Xf,Nfft);%傅立叶反变换

x_sym=[xt(end-Ng+1:end),xt];%添加CP

x=[x,x_sym];

end

y=x;%没有信道影响

SNRdBs=0:3:30;Maxlter=100;

for i=1:length(SNRdBs)

SNRdB=SNRdBs(i);

MSE_CFO_cp=0;MSE_CFO_Moose=0;

y_CFO=add_CFO(y,CFO,Nfft);%添加CFO

for iter=1:Maxlter

y_aw=awgn(y_CFO,SNRdB,'measured');%添加噪声CFO_est_cp=CFO_cp(y_aw,Nfft,Ng);%基带CP

MSE_CFO_cp=MSE_CFO_cp+(CFO_est_cp-CFO)^2;

CFO_est_Moose=CFO_Moose(y_aw,Nfft,Ng);%Moose

MSE_CFO_Moose=MSE_CFO_Moose+(CFO_est_Moose-CFO)^2;end

MSE_cp(i)=MSE_CFO_cp/Maxlter;

MSE_Moose(i)=MSE_CFO_Moose/Maxlter;

end

semilogy(SNRdBs,MSE_cp,'-',SNRdBs,MSE_Moose,'-x');

Xlabel('SNR[dB]');Ylabel('MSE');title('CFO estimation');legend('cp','Moose');

第三篇：实验一 典型环节的MATLAB仿真

实验一

典型环节的MATLAB仿真

一、实验目的

1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。

3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、SIMULINK的使用

MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。

1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。

2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。

图1-1

SIMULINK仿真界面 图1-2

系统方框图

以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：

1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。

2）改变模块参数。在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。3）建立其它传递函数模块。按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。

4）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。

5）选择输出方式。用鼠标点击simulink下的“Sinks”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。

6）选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统，需选择“Math” 模块库右边窗口“Sum”图标，并用鼠标双击，将其设置为需要的反馈形式（改变正负号）。

7）连接各元件，用鼠标划线，构成闭环传递函数。

8）运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮，便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件，即可看到响应曲线。

三、实验原理

1．比例环节的传递函数为

G(s)Z2R22Z1R1R1100K,R2200K

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。

图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK图形

2．惯性环节的传递函数为

Z2R12Z1R2C110.2s1R2G(s)R1100K,R2200K,C11uf

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-4所示。3．积分环节(I)的传递函数为

G(s)Z211Z1R1C1s0.1sR1100K,C11uf

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-5所示。

图1-5 积分环节的模拟电路及及SIMULINK图形 图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK图形

4．微分环节(D)的传递函数为

G(s)Z2R1C1ssZ1R1100K,C110uf C2C10.01uf

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-6所示。

图1-6 微分环节的模拟电路及及SIMULINK图形

5．比例+微分环节（PD）的传递函数为

G(s)Z2R2(R1C1s1)(0.1s1)Z1R1C2C10.01uf R1R2100K,C110uf其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-7所示。

6．比例+积分环节（PI）的传递函数为 R21Z2C1s1G(s)(1)R1R2100K,C110uf

Z1R1s

图1-7 比例+微分环节的模拟电路及SIMULINK图形其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-8所示。

图1-8 比例+积分环节的模拟电路及SIMULINK图形

四、实验内容

按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。

① 比例环节G1(s)1和G1(s)2；

图1-1 比例环节的模拟电路

② 惯性环节G1(s)11和G2(s) s10.5s1

③ 积分环节G1(s)1s

图3-1积分环节的模拟电路

④ 微分环节G1(s)s

图4-1微分环节的模拟电路

⑤ 比例+微分环节（PD）G1(s)s2和G2(s)s1

图5-1比例+微分环节的模拟电路

⑥ 比例+积分环节（PI）G1(s)11和G2(s)11

s2s

图6-1比例+积分环节的模拟电路

五、心得体会

⑥ 比例环节G1(s)1和G1(s)2；

图1-1 比例环节的模拟电路

图1-2 比例环节的仿真图 11⑦ 惯性环节G1(s)和G2(s)

s10.5s1

图2-1 惯性环节的模拟电路

图2-2 惯性环节的仿真图

⑧ 积分环节G1(s)1s

图3-1积分环节的模拟电路

图3-2积分环节的仿真图

4微分环节G(s)s ○1

图4-1微分环节的模拟电路

图4-1微分环节的仿真图

5比例+微分环节（PD）G(s)s2和G(s)s1 ○

图5-1比例+微分环节的模拟电路

图5-2比例+微分环节的仿真图

⑥ 比例+积分环节（PI）G1(s)11s和G2(s)112s

图6-1比例+积分环节的模拟电路

图6-2比例+积分环节的仿真图

心得体会：

通过对一些电路图的仿真，初步了解了SIMULINK功能模块的使用方法，熟悉MATLAB桌面和命令窗口，同时对各种典型环节响应曲线有了更深刻的理解，初步知道了各参数变化对典型环节动态特性的影响。

第四篇：实验一 典型环节的MATLAB仿真

实验一

典型环节的MATLAB仿真

一、实验目的

1．熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法。2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。

3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、SIMULINK的使用

MATLAB中SIMULINK是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。利用SIMULINK功能模块可以快速的建立控制系统的模型，进行仿真和调试。

1．运行MATLAB软件，在命令窗口栏“>>”提示符下键入simulink命令，按Enter键或在工具栏单击按钮，即可进入如图1-1所示的SIMULINK仿真环境下。

2．选择File菜单下New下的Model命令，新建一个simulink仿真环境常规模板。3．在simulink仿真环境下，创建所需要的系统。

图1-1

SIMULINK仿真界面 图1-2

系统方框图

以图1-2所示的系统为例，说明基本设计步骤如下：

1）进入线性系统模块库，构建传递函数。点击simulink下的“Continuous”，再将右边窗口中“Transfer Fen”的图标用左键拖至新建的“untitled”窗口。

2）改变模块参数。在simulink仿真环境“untitled”窗口中双击该图标，即可改变传递函数。其中方括号内的数字分别为传递函数的分子、分母各次幂由高到低的系数，数字之间用空格隔开；设置完成后，选择OK，即完成该模块的设置。

3）建立其它传递函数模块。按照上述方法，在不同的simulink的模块库中，建立系统所需的传递函数模块。例：比例环节用“Math”右边窗口“Gain”的图标。

4）选取阶跃信号输入函数。用鼠标点击simulink下的“Source”，将右边窗口中“Step”图标用左键拖至新建的“untitled”窗口，形成一个阶跃函数输入模块。

5）选择输出方式。用鼠标点击simulink下的“Sinks”，就进入输出方式模块库，通常选用“Scope”的示波器图标，将其用左键拖至新建的“untitled”窗口。

6）选择反馈形式。为了形成闭环反馈系统，需选择“Math” 模块库右边窗口“Sum”图标，并用鼠标双击，将其设置为需要的反馈形式（改变正负号）。

7）连接各元件，用鼠标划线，构成闭环传递函数。

8）运行并观察响应曲线。用鼠标单击工具栏中的“”按钮，便能自动运行仿真环境下的系统框图模型。运行完之后用鼠标双击“Scope”元件，即可看到响应曲线。

三、实验原理

1．比例环节的传递函数为

G(s)Z2R22Z1R1R1100K,R2200K

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-3所示。

图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK图形

2．惯性环节的传递函数为

Z2R12Z1R2C110.2s1R2G(s)R1100K,R2200K,C11uf

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-4所示。3．积分环节(I)的传递函数为

G(s)Z211Z1R1C1s0.1sR1100K,C11uf

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-5所示。

图1-5 积分环节的模拟电路及及SIMULINK图形 图1-4 惯性环节的模拟电路及SIMULINK图形

4．微分环节(D)的传递函数为

G(s)Z2R1C1ssZ1R1100K,C110uf C2C10.01uf

其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-6所示。

图1-6 微分环节的模拟电路及及SIMULINK图形

5．比例+微分环节（PD）的传递函数为

G(s)Z2R2(R1C1s1)(0.1s1)Z1R1C2C10.01uf R1R2100K,C110uf其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-7所示。6．比例+积分环节（PI）的传递函数为

ZG(s)2Z

1R21C1s1(1)R1R2100K,C110uf

R1s图1-7 比例+微分环节的模拟电路及SIMULINK图形其对应的模拟电路及SIMULINK图形如图1-8所示。

图1-8 比例+积分环节的模拟电路及SIMULINK图形

四、实验内容

按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。

① 比例环节G1(s)1和G1(s)2；

图2-1 比例环节的模拟电路

图2-2比例环节SIMULINK仿真模型

② 惯性环节G1(s)11和G2(s) s10.5s1

图3-1惯性环节模拟电路

图3-2惯性环节SIMULINK仿真模型

③ 积分环节G1(s)1s

图4-1积分环节的模拟电路

图4-2积分环节SIMULINK仿真模型

④ 微分环节G1(s)s

图5-1微分环节的模拟电路

图5-2微分环节SIMULINK仿真模型

⑤ 比例+微分环节（PD）G1(s)s2和G2(s)s1

图6-1比例+微分环节的模拟电路

图6-2比例+微分SIMULINK仿真模型

⑥ 比例+积分环节（PI）G1(s)11和G2(s)11

s2s

图7-1比例+积分环节的模拟电路

图7-2比例+积分SIMULINK仿真模型

五、心得体会

通过这次接触MATLAB,真正的体会到了它强大的数值计算和符号计算功能，以及强大的数据可视化、人际智能交互能力。该工具主要处理以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的主要问题，它能够使图形生动形象的展现给我们，使理解更深刻。

第五篇：《生物制药技术》实验指导-实验一

《生物制药技术》实验指导

实验一 金霉素链霉菌培养基的制备（验证型）

实验目的：

1、学会培养基的配制

2、掌握灭菌方法。实验原理：

金霉素链霉菌（Streptomyces aureofaciens）亦称“金色链霉菌”，放线菌门(Actinobacteria)，放线菌纲(Actinobacteria)，放线菌目(Actinomycetales)，链霉菌科(Streptomycetaceae)，链霉菌属(Streptomyces)。在固体培养基上产生金色色素，故名。其菌落为草帽型, 菌落直径一般为3～5毫米, 表面较平坦, 中间有隆起。菌落开始为白色，长孢子后变青色。在显微镜下可以看到短杆状的菌丝。抗菌素工业上用以生产金霉素。

放线菌是一类介于细菌与真菌之间的单细胞微生物。放线菌在土壤中分布最多，大多数生活在含水量较低、有机质丰富和微碱性的土壤中。多数情况下，泥土中散发出的“泥腥味”就是由放线菌中链霉菌产生的土腥素造成的。放线菌大都好氧，属于化能异养，菌丝纤细，分枝，常从一个中心向周围辐射生长。因其生长具辐射状，故名放线菌。放线菌能像真菌那样形成分枝菌丝，并在菌丝末端产生外生的分生孢子，有些种类甚至形成孢子囊，因而曾被误认是真菌。但其菌落较小而致密，不易挑取。不少菌种在医药、农业和工业上广泛应用，可产生抗菌素，现已发现和分离出的由放线菌产生的抗生素多达4 000多种，其中，有50多种抗生素已经广泛地得到应用，如链霉素、红霉素、土霉素、四环素、金霉素、卡那霉素、氯霉素等用于临床治疗人的多种疾病；有些可生产蛋白酶、葡萄糖异构酶；有的用于农业生产，如灭瘟素、井冈霉素、庆丰霉素等。

四环素类抗生素是由链霉菌生产或经半合成制取的一类广谱抗生素。抗菌谱极广，包括革兰氏阳性和阴性菌、立克次体、衣原体、支原体和螺旋体。品种主要包括金霉素、四环素和土霉素。四环素早在1948年即开始用于临床，至今已有50余年历史。现在四环素已被收入中国药典2005版，还被收入美国、英国、日本等许多国家的药典。上世纪70～80年代四环素产销处于全盛时期，我国有上百家企业生产，临床用量很大。多年来由于四环素类的广泛应用，临床常见病原菌对金霉素耐药现象严重。1950年，国外有报道四环素族药物引起牙着色，病因是在牙的发育矿化期服用四环素族药物，可被结合到牙组织内，使牙着色。四环素还可在母体通过胎盘引起乳牙着色。其后又后续报道四环素沉积于牙、骨骼以至指甲等，而且还能引起釉质发育不全。在这方面，国内直至70年代中期方引起注意。自20世纪80年代后期起，因细菌耐药性增加以及新的抗生素大量上市等原因，四环素产销逐渐萎缩，市场疲软。因为副作用大，只外用，用于治疗结膜炎、沙眼。材料、试剂和器材： 试剂：

NaBr母液（100 g／L）KCl母液（100 g／L）

M-促进剂母液（2.5 g／L）器材：

1ml移液枪；不锈钢锅；电炉；台秤、天平其它物品：

蒸馏水、250ml三角瓶、500ml三角瓶、钥匙、烧杯、玻璃棒、量筒、纱布、剪刀、棉花塞、报纸、线绳、皮筋、记号笔、1.5mL离心管、1ml移液枪头、枪头盒 实验步骤： 1．种子培养基

种子培养基(g／L)：可溶性淀粉40，黄豆饼粉20，酵母粉5，蛋白胨5，CaCO3 4，(NH4)2SO4 3，MgSO4·7H2O 0.25，KH2PO4 0.25。

先称取黄豆饼粉20g，单独煮沸10分钟，加入少量凉水降温，4层纱布压榨取汁，与其它称好的各成分混合，定容至1L。

每50ml分装到250ml三角瓶中，每组2瓶。2．定向发酵培养基

发酵培养基(g／L)：可溶性淀粉100，黄豆饼粉40，蛋白胨15，CaCO3 5，(NH4)2SO4 3，酵母粉2.5，MgSO4·7H2O 0.25，α—淀粉酶0.1。

配制方法同种子培养基，配好后分装到500ml三角瓶中，每瓶100ml，分别加入如下成分，比较它们对四环素产量的影响：

(1)对照(不加其他成分)；

(2)加入NaBr母液至终浓度为2g／L；(3)加入KCl母液至终浓度为2g／L；

(4)加入NaBr母液至终浓度为2g／L及M-促进剂母液至终浓度为0.025g／L。每两组配一套。3．灭菌

将封好口的培养基121℃灭菌30min。同时灭1ml 剪口移液枪头、1.5mL离心管。（总过程：称量——溶化——定容——分装——封口——灭菌）注意事项：

1．黄豆饼粉煮沸取汁。

2．培养基封口最好用8层纱布或棉花塞，最好不用橡胶塞，以增加透气性。3．灭菌时锅内要补足水分。由于灭菌锅较大，升温排气一定要充分（10min）。补充阅读：

工业发酵中利用生产菌发酵得出最终产物是一个逐级放大的过程，各个不同的阶段对于营养成分的要求也各有特点，根据发酵不同阶段的要求，培养基可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基三种。

孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基，对这种培养基的要求是能使菌体迅速生长，产生较多优质的孢子，并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。所以对孢子培养基的基本配制要求是：第一，营养不要太丰富（特别是有机氮源），否则不易产孢子。如灰色链霉在葡萄糖－硝酸盐－其它盐类的培养基上都能很好地生长和产孢子，但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后，就只长菌丝而不长孢子。第二，所用无机盐的浓度要适量，不然也会影响孢子量和孢子颜色。第三，要注意孢子培养基的pH和湿度。生产上常用的孢子培养基有：麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制成的琼脂斜面培养基。大米和小米常用作霉菌孢子培养基，因为它们含氮量少，疏松、表面积大，所以是较好孢子培养基。

种子培养基种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌体长得粗壮，成为活力强的“种子”。所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全，氮源和维生素的含量也要高些，但总浓度以略稀薄为好，这样可达到较高的溶解氧，供大量菌体生长繁殖。种 2 子培养基的成分要考虑在微生物代谢过程中能维持稳定的pH，其组成还要根据不同菌种的生理特征而定。一般种子培养基都用营养丰富而完全的天然有机氮源，因为有些氨基酸能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用，有利于菌体迅速生长，所以在种子培养基中常包括有机及无机氮源。最后一级的种子培养基的成分最好能较接近发酵培养基，这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应，快速生长。

发酵培养基发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此，发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高，或生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同时，则可考虑培养基用分批补料来加以满足。