扩频通信实验报告
移动通信扩频实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。
2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。
3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。
4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。
二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术，其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制，使得原始信号在频谱上扩展，从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
扩频通信的主要特点如下：1. 扩频：通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上，提高信号的隐蔽性。
2. 抗干扰：由于信号频谱较宽，抗干扰能力强，可抵抗多径干扰、噪声等影响。
3. 频谱利用率：扩频通信采用码分复用（CDMA）技术，可充分利用频谱资源。
4. 分集：通过扩频码的不同，可实现信号的分集接收，提高通信质量。
三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生（1）设置信号发生器，产生原始信号。
（2）选择合适的扩频码，进行扩频调制。
（3）观察扩频后的信号频谱，验证扩频效果。
2. 扩频信号的接收（1）设置通信控制器，模拟移动通信环境。
（2）将扩频信号发送到接收端。
（3）接收端对接收到的信号进行解扩频，恢复原始信号。
（4）观察解扩频后的信号，验证解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试（1）在接收端加入噪声，观察信号变化。
（2）调整噪声强度，测试扩频信号的抗干扰性能。
4. 频谱利用率测试（1）设置多个扩频信号，进行码分复用。
（2）观察频谱，验证频谱利用率。
五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明，通过扩频码调制，原始信号在频谱上得到了有效扩展，验证了扩频通信的基本原理。
2. 扩频信号的接收实验结果表明，接收端能够成功解扩频，恢复原始信号，验证了扩频通信的解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试实验结果表明，扩频信号在加入噪声后，信号质量仍然较好，证明了扩频通信的抗干扰性能。
CDMA扩频通信系统实验报告
实验七、CDMA 扩频通信系统实验一、实验目的通过本实验将扩频解扩的单元实验串起来，让学生建立起CDMA 通信系统的概念，了解CDMA 通信系统的组成及特性。
二、实验内容1、搭建CDMA 扩频通信系统。
2、观察CDMA 扩频通信系统各部分信号。
3、观察两路信号码分多址及其选址。
三、基本原理扩频通信的理论基础是香农于1948年发表的《A Mathematical Theory of Communication 》一文，即著名的信息论。
香农信息论中有关信道的理论容量公式为： 2log 1S C W N ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭ (20-1) 式（20-1）也被 称为香农定理，其中C 为信道容量，单位为bps ；W 为信道带宽（也被称为系统带宽）；/S N 为信噪比（dB ）。
式（20-1）给出了在给定信噪比/S N 和没有误码的情况下信道的理论容量C 与该信道带宽W 的关系。
从这个公式还可以得出也重要的结论：对于给定的信息传输速率，可以用不同的带宽和信噪比的组合来传输。
换言之，信噪比和信道带宽可以互换。
扩频通信系统正是利用这一理论，将信道带宽扩展许多倍以换取信噪比上的好处，增强了系统的抗干扰能力。
图20-1 典型的扩频通信系统模型一个典型的扩频通信系统框图如图20-1所示。
由图20-1可以看出，扩频通信系统主要由原始信息、信源编译码、信道编译码（差错控制）、载波调制与解调、扩频调制与解扩和信道六大部分组成。
信源编码的目的是减小信息的冗余度，提高信道的传输效率。
信道编码（差错控制）的目的是增加信息在信道传输轴格的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量。
调制部分的目的是使经过信道编码后的符号能在适当的频段传输，通常使用的数字信号调制方式为振幅键控、移频键控、移相键控，在码分多址移动通信中使用QPSK 和OQPSK都是PSK的改进型。
扩频通信和解扩是为了提高系统的抗干扰能力而进行的信号频谱展宽和还原。
可见，与传统通信系统相比较，该系统模型中多了扩频和解扩两个部分，经过解扩，在信道中传输的是一个宽带的低谱密度的信号。
扩频通信系统仿真实验报告
扩频通信系统仿真实验报告一、引言扩频通信是一种通过扩展信号带宽来传输信息的技术。
在扩频通信系统中，发送方将待传输的信息数据序列与扩频码序列相乘，再通过信道传输到接收方。
接收方通过与发送方使用相同的扩频码序列相乘，并将结果进行积分操作，从而将扩频信号提取出来。
本文通过MATLAB软件使用数字仿真的方法，对扩频通信系统进行了仿真实验，包括扩频信号的产生、传输和提取等过程，最后通过性能指标评估扩频通信系统的性能。
二、实验内容1.扩频信号的产生：首先生成待传输的数字信息序列，然后与扩频码进行点乘产生扩频信号。
2.信道传输：模拟信道传输过程，包括加性高斯白噪声（AWGN）等噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，从而提取出扩频信号。
4.性能评估：通过比较接收信号与发送信号的相关性和误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
三、实验步骤1.扩频信号的产生：首先生成随机的数字信息序列，然后使用伪随机序列作为扩频码与数字信息序列相乘，产生扩频信号。
2.信道传输：将扩频信号通过信道传输，并添加加性高斯白噪声模拟噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，提取出扩频信号。
4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
实验结果展示4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
相关性较高且误码率较低表示系统性能较好。
四、实验结论通过本次扩频通信系统的仿真实验，我们可以得出以下结论：1.扩频通信系统能够有效抵抗噪声影响，提高信道的抗干扰能力。
2.扩频码的选择对系统性能有较大影响，合适的扩频码可以提高系统性能。
3.扩频通信系统的误码率与信噪比有关，当信噪比较高时，系统的误码率较低。
总之，扩频通信系统在信息传输中具有较好的性能和鲁棒性，通过对其进行仿真实验可以更好地理解其工作原理和性能特点。
移动通信十一 直接序列扩频实验
实验十一直接序列扩频实验一．实验目的：1、通过本实验掌握基带信号m序列扩频原理及方法，掌握扩频前后信号在时域及频域上的变化。
2、通过本实验掌握基带信号GOLD序列扩频原理及方法，掌握扩频前后信号在时域及频域上的变化。
二．实验内容：1、观察扩频前后信息码的时域变化。
2、观察扩频前后信息码的频域变化。
3、观察已调信号在扩频前后的频域变化。
三．基本原理：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，在接收端利用形相应手段将信号解压缩，从而获得传输信息的通信系统。
四．实验原理：1、实验模块简介（1）CDMA发送模块：本模块的主要功能：产生PN31伪随机序列，将伪随机序列或外部输入的其它数字序列扩频，扩频增益为32，扩频后输出码速率为512kbps，可输出两条不同扩频码信号。
（2）IQ调制解调模块：本模块的主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交解调。
2、实验电路说明CDMA发送模块上产生的PN码，速率为16K，作为信源输入近模块中。
模块内部产生PN序列，速率为512K，作为扩频码，与输入信源模2加，完成扩频操作后输出，扩频增益为32。
经扩频后的码送入IQ调制模块中进行PSK调制，经放大后输出。
PSK已调信号载波为10.7MHz，是由21.4MHz本振源经2分频产生。
五．实验步骤（一） m序列扩频实验1、在实验箱上正确安装CDMA发送模块及IQ调制解调模块2、正确连线，检查无误后打开电源3、将发送模块上“GOLD1 SET”拨码开关第一位置“1”，其它位置“0”4、对比观察m序列扩频前后的信号波形、频谱a、示波器探头接发送模块上“DATA1 IN”测试点及改模块上“DS1”测试点，观察扩频前后信息码及扩频码的变化。
c、为避免扩频后信号带宽过大，在发送模块中将扩频后信号进行了限带滤波，测试点为“DS1 OUT”，观察该死按信号并与“DS1”测试点信号进行比较。
直接扩频序列实验报告
一、实验目的1. 理解直接扩频序列的基本原理；2. 掌握直接序列扩频系统的实现方法；3. 熟悉扩频信号的调制与解调过程；4. 分析直接序列扩频系统的性能。
二、实验原理直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS）是一种扩频通信技术，其基本原理是将信息信号与扩频码进行异或运算，将信号频谱扩展到较宽的频带内，以提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
在发送端，信息信号与扩频码进行模2加（异或运算），得到扩频信号。
在接收端，利用相同的扩频码对接收信号进行解扩，恢复出原始信息信号。
三、实验设备1. 直流电源2. 信号发生器3. 数字信号处理器（DSP）4. 数字示波器5. 实验软件（如MATLAB）四、实验步骤1. 设计扩频码序列：生成一个长度为N的伪随机序列（PN码），作为扩频码。
2. 信号调制：将信息信号与扩频码进行模2加运算，得到扩频信号。
3. 信号解调：对接收到的扩频信号进行解扩，恢复出原始信息信号。
4. 性能分析：分析直接序列扩频系统的误码率（BER）、信噪比（SNR）等性能指标。
五、实验结果与分析1. 扩频码序列设计：本实验中，我们设计了一个长度为N=127的伪随机序列作为扩频码。
2. 信号调制与解调：通过实验，我们得到了扩频信号和解调后的信息信号。
3. 性能分析：（1）误码率（BER）：在一定的信噪比条件下，本实验中直接序列扩频系统的误码率约为10^-3。
（2）信噪比（SNR）：本实验中，当信噪比为10dB时，直接序列扩频系统的误码率满足要求。
4. 分析：（1）扩频码序列的长度对系统性能有较大影响。
本实验中，我们选择了长度为N=127的伪随机序列作为扩频码，能够满足实验要求。
（2）直接序列扩频系统的误码率随着信噪比的提高而降低，说明该系统具有良好的抗干扰能力。
六、实验结论通过本次实验，我们掌握了直接序列扩频序列的基本原理和实现方法，熟悉了扩频信号的调制与解调过程。
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。
无线通信扩频仿真实验报告材料
Xx大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业：学号：姓名：实验所属课程：移动通信原理与应用实验室(中心)：软件与通信实验中心指导教师：2013年3月一、题目扩频通信系统仿真实验二、仿真要求扩频通信系统的多用户数据传输①传输的数据随机产生，要求采用频带传输（BPSK调制）；②扩频码要求采用周期为31的m序列；③仿真从基站发送数据到三个不同的用户，各不同用户分别进行数据接收；④设计三种不同的功率延迟分布，从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落（路径数分别为2，3，4）；⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。
三、仿真方案详细设计仿真方案详细设计扩频技术：扩频技术实质是在发送端将欲发送的数据信息的频带展宽到一个比原信号带宽宽的多的频带上去，接收端通过相关接收方法，再将其恢复到原来信息带宽的一种技术。
扩频通信的信号带宽与信息带宽之比则高达100～1000，属于宽带通信。
扩展频谱技术的理论基础是Shannon公式⎛S⎫式中，C为信道容量，意指单位时间信道中无差错传输的最大信息量，其单位为b/s；B为信号频带宽度，单位为Hz；S为信号功率，单位为W；N为噪声功率，单位为W；S/N为输入功率与噪声功率之比，称为信噪功率比。
扩频系统组成：扩频系统主要由3部分组成，即发射机，信道，接收机发射机：信源→将随机产生的0,1数据比特流对应变成-1,1，提供要传输的信息,即原始数据a(t)。
扩频→发射机的核心部分，利用扩频码M序列（c(t)）将a(t)信号带宽拓的非常宽，得到扩频信号d(t)=a(t)*c(t)。
调制→为了使信号在信道中进行传输，将信号进行调制处理，s(t)=a(t)*c(t)*cos(2πf0t )。
对扩频码的要求：自相关特性(良好的自相关特性，便于扩频码的同步)互相关特性(良好的互相关特性，便于区分不同的用户)扩频码包括m序列Walsh码，Gold码，M序列，Hadama矩阵，本实验采用M序列。
直接序列扩频实验报告
直接序列扩频实验报告一、实验目的1.了解直接序列扩频技术的原理和应用；2.掌握直接序列扩频的调制和解调方法；3.通过实验验证直接序列扩频技术的可行性和有效性。
二、实验原理1.直接序列扩频技术直接序列扩频技术是一种数字通信技术，它通过将原始信号与一个高速伪随机码序列进行乘积运算，将信号的带宽扩展到原来的几十倍甚至上百倍，从而达到抗干扰、保密性和多用户共享等目的。
2.调制方法直接序列扩频的调制方法有两种：BPSK调制和QPSK调制。
BPSK 调制是将原始信号与伪随机码序列进行乘积运算，得到扩频信号，然后将扩频信号与载波信号进行乘积运算，得到调制信号。
QPSK 调制是将原始信号分为实部和虚部，分别与伪随机码序列进行乘积运算，得到两路扩频信号，然后将两路扩频信号分别与正交载波信号进行乘积运算，得到调制信号。
3.解调方法直接序列扩频的解调方法有两种：相干解调和非相干解调。
相干解调是将接收到的信号与本地的正交载波信号进行乘积运算，得到两路扩频信号，然后将两路扩频信号分别与伪随机码序列进行乘积运算，得到原始信号的实部和虚部。
非相干解调是将接收到的信号与本地的伪随机码序列进行乘积运算，得到扩频信号，然后将扩频信号进行积分运算，得到原始信号。
三、实验步骤1.搭建实验平台搭建直接序列扩频实验平台，包括信号发生器、扩频器、调制器、信道、解调器和信号接收器等。
2.设置参数设置信号发生器的输出频率、幅度和波形，设置扩频器的伪随机码序列和扩频因子，设置调制器的载波频率和调制方式，设置信道的信噪比和衰减系数，设置解调器的解调方式和本地伪随机码序列。
3.进行实验将信号发生器的输出信号经过扩频器扩频后，经过调制器调制成载波信号，经过信道传输后，经过解调器解调成原始信号，最后通过信号接收器进行接收和分析。
四、实验结果经过实验，我们成功地实现了直接序列扩频技术的调制和解调，得到了原始信号的实部和虚部，并且验证了直接序列扩频技术的可行性和有效性。
扩频通信系统仿真实验报告
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：移动通信原理与应用实验室(中心)：软件与通信实验中心指导教师：2013年3月一、题目扩频通信系统仿真实验二、仿真要求扩频通信系统的多用户数据传输①传输的数据随机产生，要求采用频带传输（BPSK调制）；②扩频码要求采用周期为63（或127）的m序列；③仿真从基站发送数据到三个不同的用户，各不同用户分别进行数据接收；④设计三种不同的功率延迟分布，从基站到达三个不同的用户分别经过多径衰落（路径数分别为2，3，4）；⑤三个用户接收端分别解出各自的数据并与发送前的数据进行差错比较。
三、仿真方案详细设计通信系统的总体框图如下发射机原理图接收机原理由上图可知，整个设计由发送端、信道和接收机组成。
其中发射端主要完成m 序列的产生，随机0,1序列的产生。
然后利用m 序列对产生的随机序列进行扩频，然后再用cos(wt)对其进行调制。
信道主要模拟信号的多径传输，在这个信道中一共有三个用户的数据进行传输，用户一经过了2径衰落，用户二经过了3径衰落，用户三经过了4径衰落。
接收端接收到的信号是几路多径信号的加噪后的叠加，首先要完成信号的解扩，然后再解调，滤波，抽样判决最后分别与原始信号比较并统计误码率现对主要功能部分进行详细描述 1.扩频码（m 序列）的产生扩频码为伪随机序列，本实验采用自相关特性好，互相关特性较差的M 序列，因为有三路用户，故选取带有6位移位寄存器，周期为63的m 序列。
其对应的二进制序列分别为：1000011,1100111,1101101.以1000011为例，其具体的寄存器结构图如下所示：初始化各寄存器单元内容为1产生m 序列的matlab 程序如下function c=genMseq(b)1 1 1 1 1 1 1t0cos ω扩频信号Signal扩频码调制之后的信号扩频码解扩信号解调信号LBFt0cos ω接收信号N=length(b)-1;D=ones(1,N);A=b(N:-1:1);c=[];for i=1:2^N-1c1=rem(sum(D.*A),2);c=[c,D(N)];D=[c1,D(1:N-1)];endc=c*2-1; %变为1，-1的序列End2、扩频扩频的主要思想是每一位数据位都扩展成长度为m序列长的信息，其具体做法是将数据信息中的‘1’用m序列代替，而对于‘-1’用-m序列代替，这样对每一个数据位都进行扩展就实现了对原始数据的扩频。
扩频通信报告
扩频通信课程报告班级：通信工程姓名：学号：一、扩频课程设计要求用计算机软件构造一个DS/CDMA 基带传输系统，用户数为4个，扩频增益取31，扩频码采用Gold 码，接收端假设理想同步，对各用户通过解扩恢复各自的信息数据。
发端基带成型采用滚降因子为0.22的平方根升余弦滚降脉冲，用48阶FIR 滤波器近似，4倍码片速率过采样。
二、扩频课程设计实验框图⊗⊗1b三、扩频通信基本原理扩展频谱通信（简称扩频通信）与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式，它是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上，在接收端通过相关接收，将信号恢复到信息带宽的一种系统。
采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比有很大改善，从而提高了系统的抗干扰能力。
本文根据扩频通信的原理，利用MATALB 提供的可视化仿真工具Simulink 建立了扩频通信系统仿真模型，研究了扩频通信的特性和扩频增益与输出端信噪比的关系，目的是为以扩频通信为基础的现代通信的研究和设计提供依据。
3.1 理论基础扩频通信的基本理论是根据信息论中的Shannon 公式，即)/1(log 2N S B C += (1)式中：C 为系统的信道容量（bit/s ）；B 为系统信道带宽（Hz ）；S 为信号的平均功率；N 为噪声功率。
Shannon 公式表明了一个系统信道无误差地传输信息的能力跟存在于信道中的信噪比（S/N ）以及用于传输信息的系统信道带宽（B ）之间的关系。
该公式说明了两个最重要的概念：一个是在一定的信道容量的条件下，可以用减少发送信号功率、增加信道带宽的办法达到提高信道容量的要求；一个是可以采用减少带宽而增加信号功率的办法来达到。
扩频增益是扩频通信的重要参数，它反应了扩频通信系统抗干扰能力的强弱，其定义为接收机相关器输出信噪比和接收机相关器输入信噪比之比，即ds ds ii B B R R N S N S G ===//00 (2)式中，S i 和S 0分别为接收机相关器输入、输出端信号功率；N i 和N 0分别为相关器的输入、输出端干扰功率；R s 为伪随机码的信息速率，R d 为基带信号的信息速率；B s 为频谱扩展后的信号带宽，B d 频谱扩展前的信号带宽。
扩频通信实验报告
中南大学扩频通信实验报告实验一：扩频与解扩观测实验时间：4月9号一、实验目的1、了解直接序列扩频的原理。
2、了解扩频前后信号在时域及频域上的变化。
二、实验器材⒈主控&信号源模块、2号、14号、11号模块各一块⒉双踪示波器一台⒊连接线若干三、实验原理1、实验原理框图数字信号源扩频解扩DoutMUXBSOUT2# 模块14# 模块11# 模块NRZ1NRZ-CLK1扩频序列1序列1（TP8）扩频序列2序列2（TP8）CDMA1AD 输入1AD 输入2CDMA2Dout实验框图2、实验框图说明本实验选择【扩频与解扩观测实验】菜单。
如框图所示，我们用2号模块作为信号源，DoutMUX 输出32K 数字信号，送入至14号模块的NRZ1。
14号模块此时完成扩频功能，扩频序列由14号模块内部产生，将开关S1设置为0000，开关S2设置为0111，即可设置该路扩频序列1的码型（测试点为TP8序列1）。
扩频信号由端口CDMA1输出。
同时，当14号模块的开关S3设置为0111、开关S4设置为0000且端口NRZ2和NRZ-CLK2无信号输入时，端口CDMA2输出的伪随机序列与14号模块的扩频序列1相同，本实验中将该序列“CDMA2”可作为后续的解扩序列。
此时的11号模块完成解扩功能，其中扩频信号从端口“AD 输入1”输入，解扩序列从“AD 输入2”输入，解扩信号从11号模块的“Dout ”输出。
该实验【扩频与解扩观测实验】中扩频序列的长度可通过PN 序列长度设置开关S6进行选择15位或16位。
当开关S6拨至“127位”时，表示该实验的扩频为15位；当开关S6拨至“128位”时，表示该实验的扩频为16位。
注：为配合示波器调节，为了较好的对比观测扩频前和扩频后的码元，建议选择16位。
四、实验步骤1、按框图所示连线。
源端口目标端口连线说明 模块2：DoutMUX模块14：TH3(NRZ1)数据送入扩频单元模块2：BSOUT 模块14：TH1(NRZ-CLK1) 时钟送入扩频单元模块14：TH4(CDMA1) 模块11：TH2(AD输入1) 送入解扩单元模块14：TH5(CDMA2) 模块11：TH3(AD输入2) 提供解扩序列2、选择主菜单【移动通信】→【扩频与解扩观测实验】，此时2号模块DoutMUX输出速率为32K。
扩频实验1
实验一、直接序列扩频传输一、实验目的通过本实验，学生应该达到以下要求：1、了解扩频通信的基本性质。
2、了解直接序列扩频通信系统的主要构成。
3、了解m序列和Gold序列的特点。
4、了解为随机序列同步的滑动搜索法。
二、实验原理现代通信技术取得的突出成就之一就是CDMA技术，由于CDMA技术可以处理多媒体数据业务的异步特性可以提供比传统多址技术更高的能量，并且能够抵抗信道的频率选择性衰落，可以提供多用户方便接入，所以公认它将作为第三代移动通信的主要技术。
扩展频谱通信系统是指将带传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展后成为宽频带信号，送入信道中进行传输。
在接收端利用相应手段将信息解压缩，从而获得传输信息的通信系统。
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有扩频函数来决定。
(1+S/N)来描述。
扩频技术的理论基础可用香农信道容量公式：C=Wlog2该公式表明，在高斯信道中当传输系统的信噪比下降时，可用增加系统传输带宽的办法来保持信道容量不变。
对于任意给定的信噪比，可以用增大传输带宽来获得较低的信息差错率。
扩频技术正是利用这一原理，用高速率的扩频码来达到扩展带传输的数字信息带宽的目的。
故在相同的信噪比条件下，具有较强的抗噪声干扰的能力。
1、直接序列扩频原理图1. 直接序列扩频系统组成示意图直接序列扩频通信的过程是将要传送的信息码元与伪随机序列相乘，在频域上二者的频域卷积，将信号的频谱扩展，展宽后的频谱成窄带高斯特性，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序列，将伪随机序列与调制信号相乘，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。
处理增益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接收机的输入信噪比的比值: G P =输出信噪比/输入信噪比它表示经扩频处理以后，是信号增强的同时抑制输入接收机的干扰信号能力的大小。
扩频实验报告
直扩系统仿真及分析系统仿真图一、扩频调制仿真1.本设计采用伯努利二进制发生器模块生成由0和1 组成的二进制序列作为信号源，并用PN码产生器模块产生m序列作为扩频码。
两者均需通过极性转换器转换为-1和1组成的序列。
然后通过乘法器模块进行两个序列相乘也即完成扩频调制，得到高速率的调制后序列。
发射端原理图直接序列扩频simulink图说明：①二进制发生器中采样时间设为0.001，也即数码率为1kb/s，原始基带信号带宽1kHz。
②本设计中采用8位m序列作为扩频码，我们知道7阶m码发生器一个周期有127bit，所以此处码速率设定为126kb/s，换算成采样时间就是1/1.26e5。
观察频谱示波器结果。
如图1和图2分别为扩频调制前的基带信号的频谱和扩频后的信号频谱，可看出原本信号带宽近似1kHz,经扩频调制后约为127kHz，这与参数设置所应得出结果相符，信号被成功扩展。
图1图2扩频前后波形图2.载波调制结果显示射频调制后频谱图BPSK调制后波形加噪声及干扰前后波形可以看出加噪声和干扰后波形有失真。
二、扩频解调仿真解扩后频谱图可以看出解扩后频谱变窄，但仍在510kHz的频点上通过与载波调制模块的对比，可以看出在BPSK解调子模块中，多了低通滤波器和抽样判决器，其他基本相同。
在信号同正弦载波相乘后得到了解调后的波形，可以看到仍有很多噪声形成的毛刺，同时也能看到明显的信号包络。
经过低通滤波器后，噪声带来的毛刺被滤除获得光滑的信号包络，再经过抽样判决器就可以得到恢复出的原始信息。
这里要注意的是，抽样判决器的采样时间应与信号发生器采样时间相同，即应设为0.001，才能较好的得到解调信号。
三、仿真感想通过对扩频知识的了解和直接序列扩频技术要点的掌握后，进行了系统仿真的设计，就设计需求和作者实际情况的考虑选用Matlab 中的Simulink作为仿真平台。
本设计中，重点在于直接序列扩频调制和BPSK调制，故对系统的两个部分做了理想化处理：一是信道部分，选用了简单的高斯白噪声加窄带干扰的信道；二是同步部分，假设系统已精准同步，未单独设计此模块。
扩频通信基础实验
移动通信实验报告15电信2班梁欣欣17号王灿尚28号郑钊鑫37号实验三、扩频通信基础实验一、直接序列扩频（DS）编解码实验（一）、实验目的1. 了解直扩扩频和解扩的原理和系统组成；2. 熟悉通过DSP完成直扩扩频解扩和数据传输的过程。
（二）、实验内容1．熟悉直扩扩频和解扩的过程；2．测试直扩扩频和解扩的工作波形，认真理解其工作原理；（三）、实验原理直接序列扩频是将要发送的信息用伪随机序列(PN)扩展到一个很宽的频带上去，在接收端用与发送端相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行处理，恢复出原来的信息。
干扰信号由于和伪随机序列不相关，在接收端被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低，从而提高了系统的输出信噪比，达到抗干扰的目的。
1．直接序列(DS)扩频系统的组成图3-8-1为直扩系统的组成原理框图。
图3-8-1 直扩系统的组成框图信源输出的信息流与伪随机码产生器产生的伪随机码相乘（或者模二相加即异或），产生一个速率与伪随机码速率相同的扩频序列，然后再用扩频序列去调制载波，这样就得到了已扩频调制的射频信号。
在接收端，接收到的扩频信号，经高放和混频后，用与发送端同步的伪随机序列对扩频信号进行解扩，经信号的频带滤波器滤波，便得到所传输的信息。
干扰信号由于和伪随机序列不相关，在接收端频谱被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低，从而提高了系统的输出信噪比。
图3-8-2为相应的信号波形。
信源扩频调制PN 码本地PN 码信宿11111110000000图3-8-2 直扩的信号扩频和解扩波形（扩频和解扩采用异或运算）2．直扩系统的实现在实验中用TMS320VC5509的DSP 来完成数据的直扩扩频和解扩。
原始数据和伪随机序异或，产生相应的扩频数据。
通过DSP 的MCBSP 通道发送，再经过D/A 转换为模拟信号，经射频发送模块传输。
射频接收模块接收到扩频信号后，经下变频，恢复为基带信号，经A/D 变换后，由DSP 的MCBSP 口接收。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中南大学扩频通信实验报告实验一：扩频与解扩观测实验时间：4月9号一、实验目的1、了解直接序列扩频的原理。
2、了解扩频前后信号在时域及频域上的变化。
二、实验器材⒈主控&信号源模块、2号、14号、11号模块各一块⒉双踪示波器一台⒊连接线若干三、实验原理1、实验原理框图数字信号源扩频解扩DoutMUXBSOUT2# 模块14# 模块11# 模块NRZ1NRZ-CLK1扩频序列1序列1（TP8）扩频序列2序列2（TP8）CDMA1AD 输入1AD 输入2CDMA2Dout实验框图2、实验框图说明本实验选择【扩频与解扩观测实验】菜单。
如框图所示，我们用2号模块作为信号源，DoutMUX 输出32K 数字信号，送入至14号模块的NRZ1。
14号模块此时完成扩频功能，扩频序列由14号模块内部产生，将开关S1设置为0000，开关S2设置为0111，即可设置该路扩频序列1的码型（测试点为TP8序列1）。
扩频信号由端口CDMA1输出。
同时，当14号模块的开关S3设置为0111、开关S4设置为0000且端口NRZ2和NRZ-CLK2无信号输入时，端口CDMA2输出的伪随机序列与14号模块的扩频序列1相同，本实验中将该序列“CDMA2”可作为后续的解扩序列。
此时的11号模块完成解扩功能，其中扩频信号从端口“AD 输入1”输入，解扩序列从“AD 输入2”输入，解扩信号从11号模块的“Dout ”输出。
该实验【扩频与解扩观测实验】中扩频序列的长度可通过PN 序列长度设置开关S6进行选择15位或16位。
当开关S6拨至“127位”时，表示该实验的扩频为15位；当开关S6拨至“128位”时，表示该实验的扩频为16位。
注：为配合示波器调节，为了较好的对比观测扩频前和扩频后的码元，建议选择16位。
四、实验步骤1、按框图所示连线。
源端口目标端口连线说明 模块2：DoutMUX模块14：TH3(NRZ1)数据送入扩频单元模块2：BSOUT 模块14：TH1(NRZ-CLK1) 时钟送入扩频单元模块14：TH4(CDMA1) 模块11：TH2(AD输入1) 送入解扩单元模块14：TH5(CDMA2) 模块11：TH3(AD输入2) 提供解扩序列2、选择主菜单【移动通信】→【扩频与解扩观测实验】，此时2号模块DoutMUX输出速率为32K。
3、设置2号模块DoutMUX的输出码元。
可自行设置，比如将2号模块的S1设置为10100000，S2、S3以及S4都设置为00000000。
用示波器观测DoutMUX，即扩频前的波形。
4、设置并观察扩频序列。
将14号模块的开关S6拨至“128位”档位，即选择16位扩频序列。
开关S1设置为0000，开关S2设置为0111，按复位键S7。
用示波器观测测试点“TP8序列1”输出波形。
5、用示波器分别接14号模块的NRZ1 和CDMA1，对比观测扩频前和扩频后的输出码元变化。
有兴趣的同学可以读出扩频信号中1电平扩频输出和0电平扩频输出的对应码元。
6、验证解扩效果。
（1）将开关S3设置为0111，开关S4设置为0000，按复位键S7。
此时解扩用的序列CDMA2与扩频序列“TP8序列1”相同。
用示波器分别连接14号模块的NRZ1 和11号模块的Dout，验证波形是否相同，即正常解扩。
（2）将开关S3和开关S4随意设置为其他码值，按复位键S7。
此时解扩用的序列CDMA2与扩频序列“TP8序列1”不相同。
再用示波器分别连接14号模块的NRZ1 和11号模块的Dout，验证是否还能解扩。
五、实验结果及分析在实验6（1）中解扩前后码型一致，但在实验6（2）中，解扩用的序列和扩频序列不同时，不能正确解扩。
扩频通信的实验关键在于相关解扩，伪随机码要保持一致。
实验二：m序列、Gold序列产生及特性分析实验时间：4月9号一、实验目的1、了解m序列、Gold序列的特性及产生。
二、实验器材1、 主控&信号源模块、14号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、m 序列⑴ 实验原理框图m 序列产生m 序列产生PN3PN1积分序列相乘相关函数值G2G1序列2序列1m 序列相关性实验框图⑵ 实验框图说明 m 序列的自相关函数为()R A D τ=-式中，A 为对应位码元相同的数目；D 为对应位码元不同的数目。
自相关系数为()A D A DP A Dρτ--==+ 对于m 序列，其码长为P =2n－1，在这里P 也等于码序列中的码元数，即“0”和“1”个数的总和。
其中“0”的个数因为去掉移位寄存器的全“0”状态，所以A 值为121n A -=-“1”的个数（即不同位）D 为12n D -=m 序列的自相关系数为1 0()1 0,1,2,p τρτττ=⎧⎪=⎨-≠=⎪⎩…,p-1()xx P τ-1-212340-1/PPcT τm 序列的自相关函数2、Gold 序列 ⑴ 实验原理框图Gold 序列产生Gold 序列产生G2G1积分序列相乘相关函数值序列2序列1Gold 序列相关特性实验框图⑵ 实验框图说明虽然m 序列有优良的自相关特性，但是使用m 序列作CDMA （码分多址）通信的地址码时，其主要问题是由m 序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，对于多址应用来说，可用的地址数太少了。
而Gold 序列具有良好的自、互相关特性，且地址数远远大于m 序列的地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到了广泛的应用。
Gold 序列是m 序列的复合码，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m 序列优选对模二加构成的。
其中m 序列优选对是指在m 序列集中，其互相关函数最大值的绝对值最接近或达到互相关值下限（最小值）的一对m 序列。
四、实验步骤1、m 序列⑴ 设置主控菜单，选择【移动通信】→【m 序列产生及特性分析】。
⑵ 将14号模块的拨码开关S1、S2、S3、S4全拨为“0000” (设置完各个开关按下S7,使模块工作于设置功能)。
将开关S6拨至“127位”，设置PN 序列长度为127位。
⑶ 观测测试点G1或G2，了解m 序列波形。
⑷ 观测TH9（相关函数值）测试点，了解m 序列自相关特性。
2、Gold序列⑴设置主控菜单，选择【移动通信】→【Gold序列产生及特性分析】。
⑵将14号模块的拨码开关S1、S4全拨为“0000”。
将开关S6拨至“127位”，设置PN序列长度为127位。
⑶设置S2为0001，使G1输出一种Gold序列；设置S3为0001，使G2输出Gold序列与G1相同(设置完各个开关按下S7,使模块工作于设置功能)。
⑷观测测试点G1及G2，了解GOLD序列波形；观测TH9（相关函数值）测试点，了解GOLD序列自相关特性。
⑸设置S2为0001，使G1输出一种Gold序列。
设置S3为0010，使G2输出Gold序列与G1不相同(设置完各个开关按下S7,使模块工作于设置功能)。
⑹观测测试点G1及G2，了解GOLD序列波形；观测TH9（相关函数值）测试点，了解GOLD序列互相关特性。
五、实验结果及分析通过实验结果可以看到m序列和Gold序列具有良好的自相关特性，但是m序列的地址数太少；Gold序列集成了良好的自、互相关特性和非常多的地址数，因而得到更广泛的应用。
实验三：综合实验CDMA扩频通信系统实验时间：4月23号一、实验目的1、了解CDMA通信系统架构及特性。
二、实验器材⒈主控&信号源、2、12、10、11、14、15号模块各一块⒉双踪示波器一台⒊连接线若干三、实验原理1、扩频实验原理框图S1Walsh 序列Walsh 序列选择1W1（Walsh 序列）S2PN 序列1PN 序列2PN 序列选择1PN2PN1G1（Gold 序列）序列1NRZ-CLK1NRZ1CDMA1BSOUTS7复位S4Walsh 序列Walsh 序列选择2G2（Gold 序列）S3PN 序列2PN 序列1PN 序列选择2PN3PN4W2（Walsh 序列）序列2127位128位S6NRZ-CLK1NRZ2CDMA2起始指示序列相乘积分相关函数值14号模块框图2、14号模块框图说明信号源PN 序列经过14号模块扩频处理，再加到10号模块的调制端，形成扩频调制信号发送出去。
其中，从14号模块可以看到扩频码可以通过拨码开关设置为m 序列、Gold 序列。
将“序列1”或“序列2”设置为m 序列、Gold 序列的方法是：（1）设置为m 序列：将拨码开关S1、S2、S3、S4都设置成0000，则测试点“序列1”与G1、PN1一致，测试点“序列2”与G2、PN3一致，都为m 序列输出。
（2）设置为Gold 序列：将拨码开关S1、S4都设置成0000，将拨码开关S2、S3拨为非全0即可，则测试点“序列1”与G1一致是由PN1和PN2合成而得，测试点“序列2”与G2一致是由PN4和PN3合成而得，“序列1”和“序列2”此时为GOLD 序列输出。
3、15号模块框图序列产生单元512K同步序列包络检波相关1门限判决滑动控制单元÷32分频捕获支路跟踪支路包络检波相关2包络检波相关3超前序列滞后序列判决门限调节减 法运 算压控电压压控偏置调节VCXO复位127位 128位LED 捕获指示接收天线解扩输出扩频信号输入增益调节PN 初始状态设置Walsh 序列设置PN 序列长度设置15号模块框图4、解扩实验框图说明CDMA 接收模块用于扩频通信系统的接收端。
处于接收部分的最前端，其解扩的信号会送到解调模块进行解调。
CDMA 接收模块主要是解决两个问题。
第一是序列的同步问题，由于扩频序列的自相关性，当序列在非同步情况下是无法获取有用信息的。
第二是时钟同步问题，由于接收端产生解扩序列的时钟与发送端是非同步的。
因此，当序列同步，如果时钟不同步，序列会逐渐产生偏差，最终失步。
只有序列和时钟都达到同步，才能完成解扩。
模块包含如下4大功能：（1）捕获支路：用来捕获扩频序列，达到序列同步的状态。
（2）跟踪支路：用来进行时钟同步。
（3）序列产生单元：产生解扩序列，序列产生可受滑动控制单元控制，是序列相位滑动。
（4）滑动控制单元：产生序列的滑动控制脉冲信号。
该脉冲信号由前面的门限判决信号控制，当门限判决输出为高时，说明序列已经捕获，滑动控制单元停止产生滑动控制脉冲信号；当门限判决输出为低时，说明序列未捕获，滑动控制单元产生滑动控制脉冲信号。
模块端口名称、可调参数及说明如下所述：模块端口名称 端口说明捕获支路同步序列输出解扩序列解扩输出 输出解扩信号，是BSPK 的数字调制信号 相关1同步序列与扩频信号相关计算输出512K解扩序列的时钟信号 跟踪支路 接收天线 解扩天线接收端口扩频信号输入 解扩同轴电缆输入端口超前序列与同步序列相比相位超前1/2码元 滞后序列与同步序列相比相位滞后1/2码元 相关2超前序列与扩频信号相关计算输出 相关3滞后序列与扩频信号相关计算输出 压控电压 控制压控晶振频率变化的信号（1）增益调节：调节天线接收小信号放大的增益。