扩频实验报告

实验一m序列、Gold序列产生及特性分析实验 通信工通信工程信息科学与工程学院专业、班级姓名m序列、Gold序列产生及特性分析实验年月日学院实验名称教师评语2-各一块各一块⑴实验原理框图m序列产生m序列产生序列1序列相乘相关函数值积分序列2m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PA+D3-p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“1p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A=2n11“1”的个数(即不同位)D为m序列的自相关系数为||=0pP()-2-112340Tc⑴实验原理框图列产生列产生⑵实验框图说明m序列的自相关函数G1序列1序列相乘相关函数值积分G2序列2Gold序列相关特性实验框图4-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。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。SS5-图图2TH9(相关函数值)测试点的波形G1相同(设置完各个开关后，按一下S7，使模块工作于设置功能)。⑷观测测试点G1及G2，了解GOLD序列波形；观测TH9(相关函数值)测试点，了解GOLD序列自相关特性。6-图4TH9(相关函数值)测试点的波形G1不相同(设置完各个开关后，按一下S7，使模块工作于设置功能)。⑹观测测试点G1及G2，了解GOLD序列波形；观测TH9(相关函数值)测试点，了解GOLD7-图4TH9(相关函数值)测试点的波形m序列的自相关函数也有明显的峰值，也表明m序列具有一定的自相关特性优良存在。8-实验三扩频与解扩观测实验学学院信息科学与工程学院专业、班级通信工程1301姓名实验名称扩频与解扩观测实验9-教师评语2、双踪示波器年月日各一块DoutMUX信号源BSOUT2#模块NRZ1频NRZ-CLK1DoutCDMA1ADDoutCDMA1解扩(TP8)AD输入211#(TP8)序列2(TP8)14#模块实验框图10-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，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AD2”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。源端口连线说明数据送入扩频单元时钟送入扩频单元送入解扩单元提供解扩序列11-220101101的扩频前的波形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12-化。有兴趣的同学可以读出扩频信号中化。有兴趣的同学可以读出扩频信号中扩频前和扩频后的输出码元波形验证波形是否相同，即正常解扩。t(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CDMA213-1.扩频前后对比图2、调制后的输出信号14-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持一致。15-16-综合实验实验四CDMA扩频通信系统实验学学院信息科学与工程学院专业、班级通信工程1301姓名实验名称CDMA扩频通信系统实验17-教师评语2、双踪示波器频实验原理框图年月日各一块18-NRZ-CLK1复位选择1PN序列选择1PN序列选择2选择2序列PN序列1PN序列2PN序列2PN序列1序列起始指示CDMA1积分序列相乘相关函数值序列2CDMA2NRZ-CLK1NRZ214号模块框图号发送出去。其中，从14号模块可以看到扩频码可以通过拨码开关设置为m序列、Gold(1)设置为m序列：将拨码开关S1、S2、S3、S4都设置成0000，则测试点“序列1”(2)设置为Gold序列：将拨码开关S1、S4都设置成0000，将拨码开关S2、S3拨为19-VCXOPN序列长度设置减法运算15号模块框图4、解扩实验框图说明DMA同步，序列会逐渐产生偏差，最终失步。只有序列和时钟都达到同步，才能完成解扩。20-(1)捕获支路：用来捕获扩频序列，达到序列同步的状态。(2)跟踪支路：用来进行时钟同步。(3)序列产生单元：产生解扩序列，序列产生可受滑动控制单元控制，是序列相位滑(4)滑动控制单元：产生序列的滑动控制脉冲信号。该脉冲信号由前面的门限判决信信号；当门限判决输出为低时，说明序列未捕获，滑动控制单元产生滑动控制脉冲信号。模块端口名称、可调参数及说明如下所述：模块捕获支路跟踪支路端口名称解扩输出接收天线扩频信号输入超前序列滞后序列端口说明输出解扩序列输出解扩信号，是BSPK的数字调制信号同步序列与扩频信号相关计算输出解扩序列的时钟信号解扩天线接收端口解扩同轴电缆输入端口/2码元/2码元超前序列与扩频信号相关计算输出滞后序列与扩频信号相关计算输出压控电压控制压控晶振频率变化的信号(1)增益调节：调节天线接收小信号放大的增益。(2)判决门限调节：调节相关峰的判决门限(由于接收信号幅度不同，相关峰的幅值也有所不同)。(3)压控偏置调节：调节压控晶振的中心频率。(4)PN序列长度设置：设置PN序列长度为127或128位。(5)PN初始状态设置：设置PN序列初始状态。、实验系统框图模拟源数字源12#模块14#模块10#模块扩频扩频调制压缩扩频码 ()扩频扩频调制扩频码CDMA发射系统框图#模块解扩#模块解调#模块语音解压缩扩频码捕获及同步载波同步提取CDMA接收系统框图21-22-6、实验系统框图说明我们扩频通信的实现机理为：CDMA扩频通信发送端是将模拟音频源先通过12号模块压缩成数字信号，再将数字信源与高速率扩频码(比如Gold序列或m序列)相乘，经过调制电路将扩频后的信号搬移到一个适当的频段进行传输，然后功放电路无线发射出去；CDMA扩的数字码型，最后通过12号模块的语音解压缩功能还原出原始的模拟信号。对于数字信源的传输，则CDMA接收系统框图中略去发送前端的语音压缩和接收后端的语音解压缩即可。这里，我们以传输模拟信号和数字信号两路信号为例，搭建扩频通信系统。概述：该项目主要是通过自行搭建CDMA扩频通信系统，认识和掌握CDMA通信系统的框架以及相关原理知识点。(一)搭建CDMA发射系统。该系统中有两路信号源，一路是主控信号源模块提供的PN数字序列，另一路是12号23-模块的话筒接口，作为模拟源。源端口连线说明提供第一路时钟提供第一路数据提供第二路时钟提供第二路数字数据I路成形信号送入调制Q路成形信号送入调制S复位键S7，以便系统加载14号模块的拨码开关的对应即可，同时在后面的接收端也应注意接收不同码道信息而对应设置不同的扩频码。此时CDMA发射系统的信号输出端口为：10号模块的P1(调制输出)，以及经过功放(二)搭建CDMA接收系统并联调。本实验中可根据所需接收的信号搭建接收系统。用于接收PN序列的系统和用于接收麦克音频信号的系统在实验连线上有些许联系和区别。(注：为方便系统的调试，建议先搭建24-(1)按下面表格所示，完成用于接收PN数字信号的CDMA接收系统的连线。根据发送端的拨码情况，设置接收端15号CDMA接收模块中拨码开关S1=0010，拨码开关S4=0000。(注：待系统开电后需按复位键S2，以便系统加载15号模块的拨码开关的源端口目的端口连线说明(2)开电，设置主控菜单，选择【移动通信】→【CDMA扩频通信系统实验】。按14号模块和15号模块的复位开关。此时信号源的PN序列和12号模块的编码输出都为8K数字信号，作为扩频前的信号源。系统接收端用于恢复PN序列。(3)联调系统，直至11号模块的Dout与信号源PN的码型一致。联调操作说明：用示波器探头分别接信号源PN和11号模块的Dout，并以连接PN序块的判决门限调节旋钮W2，注意捕获指示灯LED1的变化，捕获指示灯应从灭、到闪、然后保持长亮即可。(有兴趣的同学此时可以观察一下测试点“相关1”的变化情况。当指示消失，表明此时解扩码与扩频码同步了，此时对于码型相同且同步的解扩码则可用于后续解25-在用于接收PN序列的接收系统的基础上增加若干连线，即可搭建成用于接收音频信号按下表所示增加的实验连线：S拨码开关S4=0000。(注：待系统开电后需按复位键S2，以便系统加载15号模块的拨码开源端口目的端口连线说明outTH(2)参考用于接收PN序列的接收系统的操作步骤和联调方法，完成音频信号传输，S，在N扩系统调通，再用12号模块的编码输出信号替换数字信号。(三)搭建无线收发系统。(选做)26-步骤(一)(二)完成的是CDMA有线通信系统。若想搭建CDMA无线通信系统，只需(1)除去以下连线：源端口目的端口连线说明(2)分别将10号模块的P2(发射天线)和15号模块的J2(接收天线)接拉杆天线。注：系统联调时，建议先以有线通信系统进行联调，再转为无线收发。适当顺时针调节15号模块的增益调节旋钮W1(用于接收信号的前级放大)，再参考步骤(一)(二)中操作说明和联调方法，尝试调通整个无线收发系统。和BSOUT也可作为扩频输入端的数字信号和时钟信号，替代PN序列或替代12号模块的编扩频通信系统能够较好地实现信息的传输。该实验的难点在与联调系统中调节11号模块的Dout与信号源PN的码型一致，只要联调系统调试成功，语音信号的传输会进行地比较顺利。实验五FH-CDMA(跳频码分多址)通信系统实验实验室名称：光纤通信与通信电子线路实验室实验日期：2016年4月15日27-月日2#模块音解月日2#模块音解实验名称FH-CDMA(跳频码分多址)通信系统实实验名称教师评语了解跳频(FH)通信系统架构及特性。双踪示波器接线主控&信号源12#模块6#模块6#模块跳频本振跳跳频本振FH序列FH序列跳频通信系统实验原理框图年各一块1#模块28-过形成跳频信号输出；跳频的方法是把一个宽频段分成若干个频率间隔(称为频道或频隙)，发信机在某一特定的事件间隔中，用哪一个频道发信号，是由一个伪随机序列控制的。果能号的解调输出，最后通过12号模块的语音解压缩功能，将原始模拟信号还原出来。模块原理框图发射输入跳频输出混频BPF功放择选择”)CU接收输出接收输入跳频模块原理框图4、模块框图说明模块中按键开关S2可以切换设置跳频序列，不同的跳频序列表示不同的频点变化情况；开关K1可以选择频点的跳变速度，可分为10跳/S和1跳/S两种。跳频模块发射部分：10.7M已调信号，送入跳频模块中与跳频载波进行混频，由带通滤波器选出跳频信号，放大后输出。跳频模块接收部分：跳频信号送入跳频模块中与跳频载波进行混频，由带通滤波器选M成解跳频。跳频本振源部分：由单片机控制PLL(锁相环电路)的分频器，由PLL电路输出跳频载29-M的已调信号与跳频本振源混频后，选出差频信号，中心频率分别为：5、跳频相关知识个量级。常用的扩频信号有两类：跳频信号和直接序列扩频信号(简称直扩信号)。跳频的方法是把一个宽频段分成若干个频率间隔(称为频道或频隙)，发信机在某一特信号将把原来的频率跳变解除，也称解跳或去跳。下图是跳频通信系统的原理框图。图(a)为跳频发射系统，图(b)为跳频接收系统。跳频系统原理框图30-跳频系统主要是由码产生器和频率合成器两部分组成。快速响应的频率合成器是跳频系统的关键部件。跳频系统有慢跳和快跳两种，简述如下：频率中的一个。每隔T秒跳频调制器把数据调制器输出的频率变换到一个新的频率。若CC跳变多次，这样的跳频系统称为快跳系统。在跳频系统中，频率跳变数和跳变率主要决定下列三个因素：(1)欲传送的信息类型及信息率。(2)要求的冗余度。(3)同最近的潜在干扰器的距离。跳频系统可用多个频率解决传输信息的误码率。为了减小误码率可用多个频率传送一个比特的信息，收信机根据参数原则进行判决，例如“5中择3”判决。用5个频率传输一个这增