Lab07基于XSRP的CDMA通信系统发射机设计

XSRPCDMAXSRPCDMALabVIEWXSRP软件无线电平台实现通信系统的；CDMA_TxSpreading.mCDMA_TxSpreading函数，代DEMOCDMA_TxSpreading.p文件CDMA_TxScrambling.mCDMA_TxScrambling函数，DEMOCDMA_TxScrambling.p文件CDMA_TxSCH.mCDMA_TxSCHCDMA_TxSCH.p（4）mCDMACDMA_RX.exeCDMADEMO程序中，使用自己编写的.mDEMO程序中的.pXSRPCDMA发射机程序，使用提供的调试工具CDMA_RX.exe能正确接收CDMA发射机发射（2）CRC（3）与做“基于软件无线电平台的CDMA通信系统接收机设计”的同学实现联CDMAXSRP软件无线电平台的发射和接收A4排版、统一封面、正式打印的课程设计报告一份。设计报告正文大标题用小三号宋体、小标题用四号宋体、25附录（包括原理图、流程图、程序等计任务，掌握其设计原理，了解其设计框架，知道自己要根据《XSRP软件无线电平台通用实验指导书》的台及其各种配件，根据《XSRP软件无线电平台通用实验（3）通过提供的案例程序（直接打开工程文件，按照设果XSRP软件无线电平台课程设计/《通信原理（7版《LabVIEW宝典（2版XSRP1台（包含其全部配件二、参考指南设计任务解读基于软件无线电平台的CDMA通信系统发射机主要实现三部分功能：一是产生一帧CDMACDMAXSRP硬件，XSRP硬接收增益等。本设计产生CDMA信号是重点内容，必须了解CDMA信号产生的原理并编程实现其中的扩频和加扰等过程，第二和第三部分内容作为可选内容，了解如何通过LabVIEWXSRP硬件接口即可。1效果验证：提供了案例程序，可案例中实现的核心过程被封装起需要自己编写的部分已经提供了vi，学生需要自些提供的子模块程序按正确的方式串本文档按此难度2效果验证：提供了案例程序，可案例中实现的核心过程被封装起（3）需要自己编写核心过程的程序，而这些程序是不提供任何子模块程序3XSRP课程设计不同于普通的实验，属于目标导向式的设计方式（一般的实验都有详细的实，设计原理CDMA3GPPWCDMA系统物理层的处理，只XSRP的硬件资源做了少量的参数调整以及部分简化。3GPPWCDMA

Ndata1NTPCNTFCINdata2NpilotSlotSlotSlotSlotTslot=2560chips,10*2kbitsOneTslot=2560chips,10*2kbits

152560格式检测等的TPC、TFCI以及导频比特等。本设计简化为只承载数据比特，且每一帧只62560个码片。CDMA信号的各种参数及输入的信源（发送字符信息XSRP硬件的射频参数。这个不需要更改。maltab框是设置LabviewMatlab框是根据CDMA信号的参数配置计算一帧CDMA信号可以承载的信息量大小。因为一帧CDMA信号的码片数量是一定的（2560*6，扩频因子越大，则可以承载来传输，编码方式和CRC比特数量也会影响承载信息量的大小。该框调用的m文件是框将界面输入的字符按照ASCII了告知接收端发送数据的大小（因为要发送的数据不一定恰好填充满一帧数据，真实系16mCDMA_TxMsgEncode.m。框在信源编码后的数据后部添加CRC比特。该框调用的m文件是CRC提供差错检测功能。接收端将接收到的传输块数据再CRCCRCCRC比特进行比较，如果不一致，CRC24、16、12、80比特，CRC比特越长，则接收端差错检测的遗漏概率越低。整个传输块被用来计算CRC。CRC比特的产生来自下面的循环多项式：gCRC24(D)=D24+D23+D6+D5+D+1gCRC16(D)=D16+D12+D5+1gCRC12(D)=D12+D11+D3+D2+D+1gCRC8(D)=D8+D7+D4+D3+D+1CRC的码块的输入和输出的关系为：传输块数据顺序不变，CRC比特倒序后添框将前序处理的数据进行传输信道编码，该框调用的m文件是1/2K=9,G01/2K=9,G0=561,G1=Yi=2×(Ki+81/3K=9,G0=557,G1=663,G2=Yi=3×(Ki+8TurboK=4RSCYi=3×Ki+Yi=CDMA_TxSpreading.p或CDMA_TxSpreading.m，优先调用.p文件。这里.m文件只给出了函数定义和输入输出参数定义，需要自己完成扩频功能。调试时将.plabview程序就会调用自己编写的.m文件。WCDMAFDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分编码（也就是扩频，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。有多少个互为正交的码频码，同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从WCDMAOVSF码作为扩频码（也称为信道化码。OVSF码具有以下特OVSF码组，包含的码字总数与其码长度相等，即共有SF个长度SFOVSF码。0OVSF码具有以上特征，被WCDMACch,4,0Cch,2,0=Cch,4,1=(1,1,-1,-Cch,4,0Cch,2,0=Cch,4,1=(1,1,-1,-Cch,4,2=(1,-1,1,-Cch,2,1=(1,-Cch,4,3=(1,-1,- SF= SF= SF=Code-treeforgenerationofOrthogonalVariableSpreadingFactor(OVSF),Cch,1,0,Cch,2,0

1 Cch,2,1 ch,

n1,

Cch,2n,

Cch,2n, C C ch,2

C ch,2n,C

Cch,2n,0 ch,

,

ch,2

ch,2 Cch,

n1,

Cch,2n

Cch,2n,1 n nCch,2n1,2n12

Cch,2n,2n

ch,2,21CCn1 n

nnch, , 1 ch,2,2

ch,2,21CDMA_TxScrambling.p或CDMA_TxScrambling.m，优先调用.p文件。这里.m文件只给出了函数定义和输入输出参数定义，需要自己完成加扰功能。调试时将.plabview用自己编写的.m构成，Gold序列具有以下特性：2n-1个不同的相对位移，加上原来的两个m2n+1个不同的Gold序列。因此，使用同样阶数的移位寄存器，可以产生的Goldm序列数多得Goldm序列的互Goldmm因此，WCDMA系统中扰码用于区分不同信源（也就是不同的基站和手机，OVSFm38400mod2Gold序列的片段。10ms的无线帧重复使用该扰码序列。)=)=后序列的递归定义为x(i+18)=x(i+7)+x(i)modulo2,i=0,…,218-20。y序列的本原多项式为1+X5+X7+X10+X18，初值为y(0)=y(1)=…=y(16)=y(17)=1，其后序列的递归定义为y(i+18)=y(i+10)+y(i+7)+y(i+5)+y(i) modulo2,i=0,…,218-20。nGoldznn=0,1,2,…,218-2zn(i)=x((i+n)modulo(218-1))+y(i)modulo2,i=0,…,218-这些二进制序列采用下面的变换转化为实数序列Z(i)

ifzn(i)

i0,1,,218

ifzn(i)nSdl,n(i)=Zn(i)+jZn((i+131072)modulo(218-1)),38400218-1=262143个扰码序列，序号的排0262142512个集，每个集包括115个辅扰码序列。主扰码序列的序号为n=16*ii=0、1、„、511。in=16*i+kk=1、2、„、15。每个集合的主扰码15个辅扰码是一一对应的，即第ii个辅扰码集合。这样，实际系统使用的扰码序列的序号限定为k=0、1、„、8191。主扰码集合分成64个扰码组，每组包8j16*8*j+16*kj=01只取主扰码的前15360个码片。公共导频信道CPICH道估计。CPICH30kbit/sSF256。以标准的WCDMA38400个码片计算，CPICH38400/256*2=30015360CPICH15360/256*2=120。1+i，对应的比特为（0，0CPICH信道的输入数据0~1190。按照协议规定，CPICHCch,256,0，因此扩频模块的输入参数2560。同步信道的产生调用的文件是CDMA_TxSCH.pCDMA_TxSCH.m，优先调用.p文.m调试时将.p文件转移到其它路径后labview程序就会调用自己编写的.m文件。主同步码记作CpscUE可以检测到小区的存在，并通过相关UE的每个小区的时隙开始时间，与信号最强的小区取得时隙辅同步码和小区所属的扰码组一一对应，并以帧为周期重复发送。UE可以利用辅同SlotSlotSlotSlotSlot2562560One10msSCHradiosacsacsac256P-SCHS-SCHSCHCpsc=(1+j)<a,a,a,-a,-a,a,-a,-a,a,a,a,-a,a,-a,a,ax1,x2,x3,…,x16><1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1>zmod2zz=<b,b,b,-b,b,b,-b,-b,b,-b,b,-b,-b,-b,-b,-bx1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,x13,x14,x15,16><1,x2,x3,…,x16><1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1>HadamardH0 Hk

Hk1

k k k1016行选择一个Hadamard序列，记作hm，因此hm共包括序号m={0,16,32,48,64,80,96,112,128,144,160,176,192,208,224,240}16Hadamard序列。kCssc,k=(1+j)<hm(0)z(0),hm(1)z(1),hm(2)z(2),…,hm(255)6464个扰码组一一对应。AllocationofSSCsforsecondaryCodeGroup112898277Group1157335Group1215562Group123186525844637Group1266512Group134741553628768Group143492293Group1566929251Group1647641Group162265591Group178572438326645Group1797918822Group1899451548Group18185454Group192781829Group19627453Group19764523Group14298536Group1728218Group15437862Group14376582Group13958274Group22538538Group2235835989Group236367927Group2382939558Group247954925Group24752574Group259938532Group257294794Group262339769Group269773296Group2724455Group275929574Group285528399Group294286468Group2328835Group2366773Group245749975Group33466455Group3365959644Group3454656CodeGroup349435566Group345499635Group35536644Group364659459Group37884473Group3743478Group3874834Group38448773Group354643969Group35446653Group379878449Group55867867Group567858769Group56857768Group579769886Group596898577Group5897895676Group5658976789Group5867875Group99Group99Group99将设备“USB”口和电脑USB80设备接上电源，在设备“Tx1”和“Rx1”接口上插上天线，打开设备电源开关，CDMA_Tx_Main.vi 注意以下参数配置的原则：如果信号过大，可以增大发射衰减，如果信号过小，可以减小发射衰减或增大接；OVSF码树中的同一分支，因为这基于上面的原因，因为导频信道使用了Cch,256,0的扩频码，因此两个信道的扩频0。待弹出如下界面表示CDMACDMA_RX.exe以检验发射信号是否正确（因为比较占用资源，需它程序（包括DEMO程序）就无法使用该网口了。12，与发射端”和“cha,nhao接收端通过主同步码相关运算获得的时隙同步相关峰很尖锐，最大值处即为时隙导频信号星座图实际接收信号点（用蓝色表示）1数据星座图中实际接收信号点（用蓝色表示）与理想信号±1±i的位置存在同样的角度偏差；1数据星座图实际信号的位置就与理想信号位置一致了，这是因1数据的相位偏差。星座图会如下所示，产生这种情况的原因可以自行思考。2.3mfunction[out_data]=CDMA_TxSpreading(input_data,sf,input_data15360*2/sf012256；ovsf_No121扩频码号”20。out_data15360，数据类型为±1±i的复数。串并转换，将输入数据串并转换为IQ3GPP01，1映射为-OVSFIQIQfunctionout_data=CDMA_TxScrambling(input_data,group_num,input_data15360，数据类型为±1±iscramble_num为主扰码号，由界面中的“主扰码号”输入。out_data15360，数据类型为±1±i生成扰码（15360个码片function[out_data]=CDMA_TxSCH(Gp,Gs,Gp为主同步信道PSCHlabviewGs为辅同步信道SSCHlabviewgroup_num为扰码组号，即辅扰码号，由界面中的“扰码组号”输入。out_data15360，数据类型为复数。生成主同步码（2.2.9节生成辅同步码（2.2.9节625602562.2.9节的表AllocationofSSCsforsecondarySCH1，则按照该表的第一行Group0（因为matlab113GPPGroup0分配，12561213使用辅同248…;256Gp×主同步码+Gs0labview编程不是很熟，可以在.m文件中使用绘图函数观测中间过程的数据，也可以将输入输出数据保存下来在matlab环境下对自己编写的代码进行调试。所需资源LabVIEW阶段工作安排CDMA通信系统发射机设计网络查找WCDMA根据《XSRP软件无线电平台通用实验指导书》的相XSRP软件无线电平台及其各种配件，根据《XSRP软件无线电平台通用实验指这正是该项目需要自己去做的补充所缺的LabVIEWLabVIEW宝典（2版《MATLAB读懂案例的LabVIEWvi（一个或多个编写课程设基于软件无线电平台的CDMALabVIEWXSRP软件无线电平台实现通信系统的；CDMA_TxSpreading.mCDMA_TxSpreading子函数DEMOCDMA_TxSpreading.p文件；CDMA_TxScrambling.mCDMA_TxScrambling子函DEMOCDMA_TxScrambling.p文件；mCDMACDMA_RX.exeCDMADEMO程序中，使用自己编写的CDMA_TxSpreading.m和CDMA_TxScrambling.m替代DEMO程序中的CDMA_TxSpreading.pCDMA_TxScrambling.pXSRP软件无线电平台上运行CDMACDMA_RX.exe能正确接CDMA发射机发射的信号（2）CRC（3）与做“基于软件无线电平台的CDMA通信系统接收机设计”的同学实现联CDMAXSRP软件无线电平台的发射和接收A4排版、统一封面、正式打印的课程设计报告一份。设计报告正文大标题用小三号宋体、小标题用四号宋体、25附录（包括原理图、流程图、程序等根据《XSRP软件无线电平台通用实验指导书》的XSRP软件无线电平台及其各种配件，根据《XSRP软件无线电平台通用实通过提供的案例程序（直接打开工程文件，按照设计指南介绍的方法，运行案例，测试该项目最终的实现效果XSRP软件无线电平台课程设计/《通信原理（7版《LabVIEW宝典（2版XSRP1台（包含其全部配件二、参考指南设计任务解读基于软件无线电平台的CDMA通信系统发射机主要实现三部分功能：一是产生一帧CDMACDMAXSRP硬件，XSRP硬接收增益等。本设计产生CDMA信号是重点内容，必须了解CDMA信号产生的原理并编程实现其中的扩频和加扰等过程，第二和第三部分内容作为可选内容，了解如何通过LabVIEWXSRP硬件接口即可。1效果验证：提供了案例程序，可案例中实现的核心过程被封装起需要自己编写的部分已经提供了vi，学生需要自些提供的子模块程序按正确的方式串本文档按此难度2效果验证：提供了案例程序，可案例中实现的核心过程被封装起（3）需要自己编写核心过程的程序，而这些程序是不提供任何子模块程序3XSRP课程设计不同于普通的实验，属于目标导向式的设计方式（一般的实验都有详细的实，设计原理CDMA3GPPWCDMA系统物理层的处理，只XSRP的硬件资源做了少量的参数调整以及部分简化。3GPPWCDMA

Ndata1NTPCNTFCINdata2NpilotSlotSlotSlotSlotTslot=2560chips,10*2kbitsOneTslot=2560chips,10*2kbits

152560格式检测等的TPC、TFCI以及导频比特等。本设计简化为只承载数据比特，且每一帧只62560个码片。CDMA信号的各种参数及输入的信源（发送字符信息XSRP硬件的射频参数。这个不需要更改。maltab框是设置LabviewMatlab框是根据CDMA信号的参数配置计算一帧CDMA信号可以承载的信息量大小。因为一帧CDMA信号的码片数量是一定的（2560*6，扩频因子越大，则可以承载来传输，编码方式和CRC比特数量也会影响承载信息量的大小。该框调用的m文件是框将界面输入的字符按照ASCII码编码规则转换为二进制数。需要说明的是系统一般都是通过公共信道广播或以信令形式告知接收方，这里为了简化设计，我们在16m文件是框在信源编码后的数据后部添加CRC比特。该框调用的m文件是CRC提供差错检测功能。接收端将接收到的传输块数据再CRCCRCCRC比特进行比较，如果不一致，CRC24、16、12、80比特，CRC比特越长，则接收端差错检测的遗漏概率越低。整个传输块被用来计算CRC。CRC比特的产生来自下面的循环多项式：gCRC24(D)=D24+D23+D6+D5+D+1gCRC16(D)=D16+D12+D5+1gCRC12(D)=D12+D11+D3+D2+D+1gCRC8(D)=D8+D7+D4+D3+D+1CRC的码块的输入和输出的关系为：传输块数据顺序不变，CRC框将前序处理的数据进行传输信道编码，该框调用的m文件是1/2K=9,G01/2K=9,G0=561,G1=Yi=2×(Ki+81/3K=9,G0=557,G1=663,G2=Yi=3×(Ki+8TurboK=4RSCYi=3×Ki+Yi=CDMA_TxSpreading.p或CDMA_TxSpreading.m，优先调用.p文件。这里.m文件只给出了函数定义和输入输出参数定义，需要自己完成扩频功能。调试时将.plabview程序就会调用自己编写的.m文件。WCDMA是一种码分多址通信系统，码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息。其关键是信息在传输以前要进行特的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。每个发射机都有自己唯一的代WCDMA系统中采用OVSF码作为扩频码（也称为信道化码）。OVSF码具有以下特OVSF码组，包含的码字总数与其码长度相等，即共有SF个长SFOVSF码。0OVSF码具有以上特征，被WCDMA系统选来用于对物理信道比特信息的扩频。它的可变长度性质可以适应通信中的多速率业务，其正交性为减小信道间的干扰作Cch,4,0Cch,2,0=Cch,4,1=(1,1,-1,-Cch,4,0Cch,2,0=Cch,4,1=(1,1,-1,-Cch,4,2=(1,-1,1,-Cch,2,1=(1,-Cch,4,3=(1,-1,-SF= SF= SF=Code-treeforgenerationofOrthogonalVariableSpreadingFactor(OVSF),Cch,1,0,Cch,2,0

1 Cch,2,1 ch,

n1,

Cch,2n,

Cch,2n, C C ch,2

C ch,2n,C

Cch,2n,0 ch,

,

ch,2

ch,2 Cch,

n1,

Cch,2n

Cch,2n,1 n nCch,2n1,2n12

Cch,2n,2n

ch,2,21CCn1 n

nnch, , 1 ch,2,2

ch,2,21CDMA_TxScrambling.pCDMA_TxScrambling.m，优先调用.p文件。这里.m文件只给出了函数定义和输入输出参数定义，需要自己完成加扰功能。调试时将.plabview程序就会调用自己编写的.m文件。WCDMA系统中采用Gold序列作为扰码。Gold序列由两个互为优选对的m序列相加构成，Gold序列具有以下特性：mGoldnm序列2n-1m2n+1个不同的Gold序列。因此，使用同样阶数的移位寄存器，可以产生的Goldm序列数Goldm序列的互Goldmm因此，WCDMA系统中扰码用于区分不同信源（也就是不同的基站和手机，OVSFm38400mod2Gold序列的片段。10ms的无线帧重复使用该扰码序列。)=)=后序列的递归定义为x(i+18)=x(i+7)+x(i)modulo2,i=0,…,218-20。y序列的本原多项式为1+X5+X7+X10+X18，初值为y(0)=y(1)=…=y(16)=y(17)=1，其后序列的递归定义为y(i+18)=y(i+10)+y(i+7)+y(i+5)+y(i) modulo2,i=0,…,218-20。nGoldznn=0,1,2,…,218-2zn(i)=x((i+n)modulo(218-1))+y(i)modulo2,i=0,…,218-这些二进制序列采用下面的变换转化为实数序列Z(i)

ifzn(i)

i0,1,,218

ifzn(i)nSdl,n(i)=Zn(i)+jZn((i+131072)modulo(218-1)),115个辅扰码序列。主扰码序列的序号为n=16*ii=0、1、„、511。in=16*i+kk=1、2、„、15。每个集合的主扰码15个辅扰码是一一对应的，即第ii个辅扰码集合。这样，实际系统使用的扰码序列的序号限定为k=0、1、„、8191。主扰码集合分成64个扰码组，每组包8j16*8*j+16*kj=01只取主扰码的前15360个码片。公共导频信道CPICH道估计。CPICH30kbit/sSF256。以标准的WCDMA38400个码片计算，CPICH38400/256*2=30015360CPICH15360/256*2=120。1+i，对应的比特为（0，0CPICH信道的输入数据0~1190。按照协议规定，CPICHCch,256,0，因此扩频模块的输入参数2560。同步信道的产生调用CDMA_TxSCH.m文件。主