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

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、Go ｌd 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 序列相关性实验框图

⑵ 实验框图说明 m 序列的自相关函数为 ﻩ()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 D

P A D

ρτ--=

=

+ 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

c

T τ

m 序列的自相关函数

２、G ｏld 序列 ⑴ 实验原理框图

Gold 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CDM Ａ(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Go ｌｄ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S ７,使模块工作于设置功能）。将开关Ｓ6拨至“127位”,设置P Ｎ序列长度为127位。

⑶ 观测测试点Ｇ1或G ２，了解m 序列波形。