扩频与解扩实验

电子信息工程系实验报告

课程名称：移动通信技术

实验项目名称：扩频与解扩实验 实验时间：

班级：通信091 姓名：Jxairy 学 号：910705131 实 验 目 的:

1、掌握扩频的基本原理。

2、理解扩频增益的概念。

实 验 设 备:

1、移动通信实验原理实验箱

一台 2、20M 双踪示波器

一台

实 验 内 容: 1、观察基带信号扩频前后波形（频谱）。

2、观察扩频前后PSK 调制的波形（频谱）。

实 验 原 理：

扩展频谱通信系统是指将待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展成为宽频带信号后送入信道

中传输，在接收端利用相应手段将信号解压缩，从而获取传输信息的通信系统。也就是说在传输同样信息

时所需的射频带宽，远比我们已熟知的各种调制方式要求的带宽要宽得多。扩频带宽至少是信息带宽的几

十倍甚至几万倍。信息不再是决定调制信号带宽的一个重要因素，其调制信号的带宽主要由扩频函数来决

定。

在本实验中我们采用的是直接序列扩频。

图1 直接序列扩频流程图

直接序列扩频通信的过程是将待传送的信息码元与伪随机序列相乘，在频域上将二者的频谱卷积，将

信号的频谱展宽，展宽后的频谱呈窄带高斯特性，经载波调制之后发送出去。在接收端，一般首先恢复同

步的伪随机码，将伪随机码与调制信号相乘，这样就得到经过信息码元调制的载波信号，再作载波同步，

解调后得到信息码元。

直接序列扩频通信的过程是将待传送的信息码元与伪随机序列相乘，在频域上将二者的频谱卷积，将

信号的频谱展宽，展宽后的频谱呈窄带高斯特性，经载波调制之后发送出去。在接收端，一般首先恢复同

步的伪随机码，将伪随机码与调制信号相乘，这样就得到经过信息码元调制的载波信号，再作载波同步，

解调后得到信息码元。

我们采用“扩频增益”GP 的概念来描述扩频系统抗干扰能力的优劣，其定义为解扩接收机输出信噪比

与其输入信噪比的比值，即：

输入信噪比输出信噪比

=P G

它表示经扩频接收处理之后，使信号增强的同时抑制输入到接收机的干扰信号能力的大小，越大，则抗干扰能力愈强。在直接序列扩频通信系统中，扩频增益GP 为：

⎪⎭⎫ ⎝⎛=信息码速率扩频码速率lg 10G P

从上式中可以看到，提高扩频码速率或者降低信息码速率都可以提高扩频增益。

实 验 步 骤 及 结 果：

1. 安装好发射天线和接收天线。

2. 插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401和POWER402，

对应的发光二极管LED301、LED302、LED401和LED402发光，CDMA 系统的发射机和接收机均开始工作。

3. 发射机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“扩频”、“编码”均拨下，接收机拨位开关“信码速率”、

“扩频码速率”、“跟踪”、“解码”均拨下。此时系统的信码速率为1Kbit/s ，扩频码速率为100Kbit/s 。

4. 观察基带信号扩频前后波形（频谱）变化的实验

① 将“SIGN1置位”设置成不为全0或全1的码字，这里设置为10010000，设置“GOLD1置位”。

用示波器分别观察“SIGN1”和“S1-KP ”的波形，并作对比。

图2 “SIGN1”和“S1-KP ”的波形

5. 解扩实验

① 将拨位开关恢复到实验步骤3要求的设置，按“发射机复位”键。

② 将拨位开关“第一路”连接，拨位开关“第二路”断开，此时发射机输出GOLD1为扩频码的第一

路扩频信号。

③ 将拨位开关“GOLD3置位”拨为与“GOLD1置位”一致，按“接收机复位”键。

④ 顺时针将“捕获”电位器旋到底，“捕获指示”灯亮。用示波器双踪分别观察“G1-BS ”和“G3-BS ”

处的波形，调节“跟踪”电位器，使两者波形相对移动尽可能缓慢或静止。

图3 “G1-BS ”和“G3-BS ”处的波形图

⑤逆时针将“捕获”电位器旋到底，再顺时针缓慢旋转，直到“捕获指示”灯刚好变亮，按下“接

收机复位”键时“捕获指示”灯灭，松开“接收机复位”键时“捕获指示”灯亮，则“捕获”电位器调节正确。

⑥用双踪示波器分别观察“G1-BS”和“G3-BS”处的波形，调节“跟踪”旋钮，直到二个波形完全

一致，没有相差为止。此时表明接收机的Gold序列和发射机的Gold序列在相位与码速率上都一致。

图3波形一致的G1-BS和G3-BS

⑦用示波器双踪分别观察“GOLD1”和“GD-TX”处的波形，二者的波形应完全一致。此时“TX2”

处输出即为解扩后的PSK信号。

图4 GOLD1和GD-TX

⑧用示波器双踪分别观察“SIGN1”和“TX2”处的波形。

图5 SIGN1波形图6 TX2波形

实验心得：

通过本次实验，各检测点的波形图分析中，进一步熟悉了扩频的基本原理及其实现方式之一—直接序列扩频CDMA（DS-CDMA）。