文档介绍：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。
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
主控&信号源模块、14号模块各一块
双踪示波器一台
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
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
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
“1”的个数(即不同位)D为
m序列的自相关系数为
m序列的自相关函数
2、Gold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