解扩实验 太原理工大学现代科技学院实验报告

一 实验目的一 实验目的 1 通过本实验掌握载波已调信号 m 序列解扩原理及方法 掌握解扩前后信号在时域及频域上的变化 2 通过本实验掌握载波已调信号 Gold 序列解扩原理及方法 掌握解扩前后信号在时域及频域上的变化 二 实验内容二 实验内容 1 观察解扩时本地扩频码与扩频时扩频码的同步情况 2 观察已调信号在解扩前后的频域变化 三 实验原理实验原理 1 实验模块简介 本实验需用到 CDMA 发送模块 CDMA 接收模块及 IQ 调制解调模块 1 CDMA 发送模块 本模块主要功能 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 可输出两路不同扩频码信号 2 CDMA 接收模块 本模块主要功能 完成 10 7MHz 射频信号的选频放大 当本地扩频码设置为与发送端扩频码相同时 可 完成扩频码的捕获及跟踪 进而完成扩频信号的解扩 3 IQ 调制解调模块 本模块主要功能 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 实验框图及电路说明 M序列 产生 乘法器 二分频 21 4M 晶振 功放 DS1DS1 OUT COS 输出 输入 I IN BPF 乘法器 带通 滤波器 包络 检波器 扣码 M序列 产生 变为双极性 TX2 乘法器 乘法器 带通滤波器 带通滤波器 变为双极性 变为双极性 包络检 波器 包络检 波器 相减VCO 门限 判决 捕获 输出 VCO ZH1 CQ1 TX1 CQ2 ZH2 输出1 信号 放大 输出2 延 时 模2加 数字 信源 装 订 线 CDMA 发送 IQ调制 CDMA 接收 扩频后的 PSK 已调信号分为三路送入 CDMA 接收模块中 分别与接收模块中产生的 m 序列 gold 序 列 的超前 同相 滞后序列相乘 在扩频码没有捕获到时 同相支路的捕获输出为低电平 扣码电路工 作 每周期扣掉 1 4 个码元 使发送端和接收端的两个 PN 序列产生相对滑动 当滑动到两个序列的相位 差小于一个码元时 同相支路包络检波后出现相关峰 经门限判决 若相关峰超过门限 捕获输出为高电 平 扣码电路停止工作 系统进入跟踪状态 此时超前 滞后支路产生的复合相关特性 S 曲线 出现 经 低通滤波后控制 VCO 使收发端 PN 序列完全同步 此后跟踪过程一直存在 维持 PN 序列的同步 PN 码同相支路的相乘信号经带通滤波后即为解扩后的信号 该信号是一个基带信元的 PSK 调制信 号 扩频码调制部分已经被去除 四 实验步骤实验步骤 一 一 m 序列解扩实验序列解扩实验 1 在实验箱上正确安装 CDMA 发送模块 以下简称发送模块 CDMA 接收模块 以下简称接收模块 及 IQ 调制解调模块 以下简称 IQ 模块 2 关闭实验箱电源 按如下方式连线 a 用台阶插座线完成如下连接 源端口源端口目的端口目的端口连线说明连线说明 发送模块 PN31发送模块 DATA1 IN提供 PN31 伪随机序 列 发送模块 DS1 OUTIQ 模块 I IN进行 PSK 调制 b 用同轴视频线完成如下连接 源端口源端口目的端口目的端口连线说明连线说明 IQ 模块 输出 J2 接收模块 输入 J2 将扩频后的 PSK 已调信号进行 解扩 检查连线是否正确 检查无误后打开电源 检查连线是否正确 检查无误后打开电源 3 将发送模块上 GOLD1 SET 拨码开关拨为全 0 拨向下 扩频码为 m 序列 将接收模块上 GOLD SET 拨码开关拨为全 0 按复位键以完成设置 4 示波器探头接接收模块 输出 2 测试点 调整 幅度 电位器使该点信号电压峰峰值为 1 6V 左右 5 观察扩频码同步现象 a 将接收模块上 捕获 电位器逆时针转到底 此时捕获指示灯 LED1 应灭 b 示波器探头接接收模块 VCO 测试点 观察延迟滞后锁相环的复合相关特性 c 示波器探头接 CDMA 接收模块 TX2 测试点 此时可看到序列的自相关特性情况 d 慢慢顺时针旋转接收模块上 捕获 电位器 同时注意观察 LED1 指示灯 从不亮到闪亮直至全 亮的过程 该过程即为扩频码捕获过程 指示灯全亮后捕获过程结束 进入扩频码跟踪过程 此时示波器 上显示一条直线 e 将示波器探头分别接发送模块 DS1 测试点及接收模块 TX1 测试点 比较两者是否相同 是否同 相 若是则表示跟踪正常 已完成扩频码同步 若有少许不同相 则调整接收模块上 跟踪 电位器使其 同相 示波器释抑为 245 7 246 0ms 示波器探头接接收模块上 输出 1 测试点 该点为解扩后已调信号 此时该信号相当于未扩频前 NRZ 码 进行 PSK 调制后的信号 观察该信号的特征 如果条件具备 可观察该信号的谱以确定解扩情况 并与 IQ 模块上调制单元的 输出 测试点的信号进行比较 二 二 Gold 序列解扩实验序列解扩实验 1 保持实验连线不变 将发送模块上拨码开关 GOLD1 SET 和接收模块上拨码开关 GOLD SET 的 2 8 位拨为任意相同的非全 0 二进制数 向上拨为 1 向下拨为 0 2 重复 m 序列解扩实验步骤 4 7 的实验内容 五 试验结果分析试验结果分析 六 实验心得 通过本次实验载波已