CDMA扩频、解扩实验.doc

实验三 CDMA扩频调制实验一、实验目的1. 了解扩频调制的基本概念；2. 掌握PN码的概念以及m序列的生成方法；3. 掌握扩频调制过程中信号频谱的变化规律。二、预备知识1. 不同多址接入方式（TDMA、FDMA、CDMA）的区别；2. 扩频码的种类与应用；3. 扩频码的基本性质。三、实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；一、 实验原理m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，它是由带线性反馈的移位器产生的周期最长的一种序列。如果把两个m序列发生器产生的优选对序列模二相加，则产生一个新的码序列，即Gold码序列。实验中三种可选的扩频序列分别是长度为15的m序列、长度为31的m序列以及长度为31的Gold序列。1.长度为15的m序列由4级移存器产生，反馈电路如图4.2.14所示。初始状态 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 01 1 1 10 1 1 11 0 1 10 1 0 11 0 1 01 1 0 10 1 1 00 0 1 11 0 0 10 1 0 00 0 1 00 0 0 1 . 1 0 0 0图 4.2.14 长度为15的m序列的生成2.长度为31的m序列由5级移存器产生，反馈电路如图4.2.15所示。图 4.2.15 长度为31的m序列的生成需要说明的是：反馈电路如何连接由m序列生成多项式确定，生成多项式不同，反馈电路的连接方式也不同。图4.2.15仅为可产生长度为31的m序列的反馈电路连接方式之一。m序列发生器 n级m序列发生器 n级 初态设置时钟Gold码3. 长度为31的Gold序列: 图4.2.16Gold码发生器Gold序列是Gold于 1967年提出的，它是用一对优选的周期和速率均相同的m序列模二加后得到的。其构成原理如图4.2.16所示。两个m序列发生器的级数相同，即。如果两个m序列相对相移不同，所得到的是不同的Gold码序列。对n级m序列，共有个不同相位，所以通过模二加后可得到个Gold码序列，这些码序列的周期均为。以长度为31的Gold序列为例，其生成器如图4.2.17所示，其中和为m序列的生成多项式。图4.2.17 长度为31的Gold序列生成器产生的两组m序列为： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 . 所以生成长度为31的Gold序列为： 0,0,0,0,0,1,1,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,1,1,0,0,1,0,0,1,0,1,1,1,1,0二、 实验步骤1. 在主界面上选择实验 “扩频调制”实验；2. 选择“手动输入”或“随即生成”产生原始数据；3. 可选择“长度为15的m序列”，或者“长度为31的m序列”，或者“长度为31的gold序列”;4. 观察扩频后的数据，并可用频谱分析仪器观察频谱变化；红色曲线表示原始信号，绿色曲线表示扩频信号。我们可以发现，扩频后，频谱展宽。三、 实验报告1. 试说明扩频码在移动通信中的应用；2. 扩频码的种类有哪些？有何特点？如何产生3. 扩频后信号频谱发生怎样的变化？实验四 CDMA解扩实验一、实验目的1. 了解CDMA解扩的基本概念；2. 掌握解扩的基本方法；3. 掌握解扩过程中信号频谱的变化规律。二、预备知识1. 扩频的基本原理；2. 扩频过程中信号频谱的变化；3. 解扩过程中信号频谱的变化。三、实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；四、实验原理扩频码序列同步是扩频系统特有的，也是扩频技术中的难点。CDMA系统要求接收机的本地扩频码与接收到的扩频码在结构、频率和相位上完全一致，否则就不能正常接收所发送的信息，接收到的只是一片噪声。若实现了收发同步但不能保持同步，也无法准确可靠地获取所发送的信息数据。因此，扩频码序列的同步是CDMA扩频通信的关键技术。实验中，解扩码相位可以改变。当解扩码相位为“0”时表示解扩码和扩频码同步，无相位差，这时候观察到正确的解扩结果，且频谱恢复到原始信号的较窄的频谱；当解扩码相位不为“0”时，观察到解扩的结果不正确，频谱也不能正确恢复。五、实验步骤1. 在主界面上选择“解扩”实验；2. 选择“手动输入”或“随机生成”产生原始数据；3. 可选择“长度为15的m序列”，或者“长度为31的m序列”，或者“长度为31的gold序列”;4. 设定解扩码相位，比较相位同步、不同步时解扩的结果。5. 设定解扩码相位，观察“频谱分析