云南师范大学通信原理实验-07(CDMA移动通信系统)

本科学生综合性实验报告

云南师范大学教务处编印

一、实验设计方案

实验序号实验7 实验名称CDMA移动通信系统

实验时间2014-4-25 实验室云南师范大学同析3栋通信原理实

验室

1、实验目的

1.1了解扩频通信的基本性质。

1.2了解CDMA通信系统的主要构成。

2、实验内容

2.1观察基带信号扩频前后的谱变化。

2.2观察扩频后PSK调制波形。

2.3扩频、解扩与基带解调。

2.4码分多址。

2.5扩频码定时偏移对解扩的影响。

3、实验仪器及实物图

3.1 信号源模块（一块），如下图；

图一信号源实物图

其中信号源中的主要器件有：

①CPLD：ALTER MAX EPM3256ATC144-10，该器件是Altera公司的MAX 3000

系列CPID，其特点如下：

●高性能，低功耗CMOS EEPOM技术

●遵循IEEE STD.1149.1 JOINT TEST ACTION GROUP(JTAG)增强的ISP功能

●高密度可编程逻辑器件，5000可用门

● 4.5-ns pin to pin 延时，最高频率227.3Mhz

●I/O接口支持5V、3.3V和2.5V等多种电平，实物图如下：

②存储器：ATMEL AT28C64B

●ATMEL(爱特梅尔)AT28C64是一种采用NMOS、CMOS工艺制成的8K×8

位28引脚的可用碘擦除可编程只读存储器。

●其读写像SRAM操作一样，不需要外加任何元器件，读访问速度可为

45ns-450ns,在写入之前自动擦除，有部分芯片具有两种写入方式，一种像

28（C）17一样的字节写入方式，还有另一种页写入方式，AT28C64的也

寄存器为64B。

●ATMEL并行节后EEPROM程序储存器芯片AT28C64采用单一电源+5V±

0,1V，低功耗工作电流30mA,备用状态时只有100pA出，与TTL电平兼容。

一般商业品工作温度范围为0-70℃，工业品为-40-+85℃。

实物图如下：

③MCU:ATMEL AT89S51

AT89S51-24PC单片机，最高工作频率24M，供电电压范围4.0-5.5V，40脚DIP封装，片内4K字节的FLASH程序存储器，128字节的片内ram，2个定时器、计数器，6个中断源等。

3.2 20M双综示波器（一台），如下图：

3.3 连接线（若干），如下图：

3.4CDMA模块，如下图：

CDMA模块所用芯片CPLD：ALTERA MAX EPM7128SLC84-15在实验二中详细介绍过，再此不再赘述。

3.5 数字解调模块,实物图如下:

LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV;2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±IV -±18V;3)对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围大，为(Ucc-l. 5V)差动输入电压范E斟较大，大到可以等于电源电压：6）输出端电位可灵活方便地选用。实验原理：

（1）扩频与解阔

扩频操作又叫做信道化操作，就是用一个高速数字序列（m序列或者Gold序列）与数字信号相乘，把一个一个的数据符号转换成一系列码片，从而大人提高了数字符号的速率，增加了信号带宽。这一定义包括以下三方而的意思：a．信号频谱被展宽了。在常规通信中，为了提高频率利用率，通常都是采用大体相当带宽的信号来传输信息，即在无线电通信中射频信号的带宽和所传信息的带宽是属于同一个数量级的，但扩频通信的信号带宽与信息带宽之比则高达

l00-l000，属于宽带通信，原因是为了提高通信的抗干扰能力，这是扩频通信的基本思想和理论依据。扩频通信系统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。

b采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。由信号理论知道，脉冲信号宽度越窄，其频谱就越宽，即信号的频带宽度和脉冲宽度近似成反比，因此，越窄的脉冲序列被所传信息调制，越可以产生频带根宽的信号。扩频码序列就是很窄韵脉冲序列。

c在接收端用与发送端完全相同的扩频码序列来进行解扩。

上图为直接系列扩频。

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，在频域上将二名的频谱卷积，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，解调后得到信息码兀。

(2) PSK调制与解调

BPSKEPPSK（二相绝对移相键控），即用二进制基带数字信号来控制载波的相位。载波的相位(通常为oo和l800)随调制信号0和l改变，这种调制即为BPSK。BPSK信号是双极性非归零码的双边带调制，因此抑制了载波分量。

BPSK的信号解调有两种方法：一种是相干解调，另一种是非相干解调。相干解调性能优于非相干解调，但相干解调要求接收机产生一个与收到的载波信号同频同相的参考载波信号，称为相干载波。

CDMA发射模块原理图如下：

第一路信息码使用信号源模块产生的NRZ码，第二路信息码使用CDMA模块自身产生的3l位m序列，简称PN31。两路扩频码均为在CDMA模块CPLD中产生的127位Gold序列，其中Goldl受8PlN开关SW02的后7位控制，可以任意改变；Gold2是固定的，其控制开关始终为“000000l”。两路信息码分别与Goldl和Gold2进行扩频后，再进行PSK调制。当用连接线将PSK2与lN2连接起来时，发射部分输出点OUT输出的信号即为这两路信号的叠加。

5、实验方法步骤及注意事项

5.1 将信号源模块、模拟信号数字化模块小心地同定在主机箱中，确保电源接触良好。

5.2 插上电源线，扣开主机箱右侧的交流开关，再分别按F两个模块中

的开关POWERI、POWER2，对应的发光二极管LED01、LED02