移动通信实验报告.doc

南京邮电大学
实验报告
实验名称____ CDMA扩频调制__ __
呼叫实验
900MHz GSM手机实验


学院
学生姓名
班级学号
指导教师
开课学院
日期 2012/5/19
CDMA扩频调制实验
一、实验目的
了解扩频调制的基本概念;
掌握PN码的概念以及m序列的生成方法;
掌握扩频调制过程中信号频谱的变化规律。
了解CDMA解扩的基本概念;
掌握解扩的基本方法;
掌握解扩过程中信号频谱的变化规律。
二、预备知识
扩频码的种类与应用和扩频码的基本性质。
扩频的基本原理;
扩频过程中信号频谱的变化;
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
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,反馈器如图所示。
,反馈器如图所示。
图 长度为31的m序列的生成
3、长度为31的gold序列:Gold码是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。
4、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
选择实验“解扩”实验;
选择“手动输入”或“随即生成”产生原始数据;
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”;
设定解扩码相位,比较相位同步、不同步时解扩的结果。
设定解扩码相位,观察“频谱分析仪”上信号频谱的变化。红色曲线表示原始信号的频谱,绿色曲线表示扩频信号的频谱,蓝色曲线表示解扩信号的频谱。

六、实验结果与分析
1、打开软件,设置软件端口,选择CDMA解扩。
可能由于软件问题,一开始设置串口选项没有显示,要在下图圆圈处双击,才能进行选择。
2、选择“随机生成”产生原始数据,选择“长度为15的m序列”,或者“长度为31的m序列”,
15m序列
解扩码相位为0的cdma扩频解扩:
解扩码相位为5的cdma扩频解扩:
解扩码相位为15的cdma扩频解扩:

分析:当选择解扩相位选择15n时,解扩码与扩频相位同步,无相位差,能解出原始数据,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,解扩结果不正确,频谱也不能正确恢复。
3、扩频前信号的频谱较窄,扩频后的频谱特性类似于白噪声,分布整于个频带。如下图:
实验小结
1、试说明扩频码在移动通信中的应用;
对于移动通信系统而言,带宽是有限的资源。扩频技术允许多个用户无相互干扰地同时使用相同的带宽,从而有效的提高了带宽的利用率采用扩频技术,发射的调制信号在发射到信道之前,通过与扩频码相乘,频带被扩大若干倍;而在接收端,接收信号与发送端相同的码字进行互相关,频带则被缩小相同倍数。并且如果通信信道不存在窄带干扰,并且扩频和解扩的带宽相同,那么解扩之后,接收信号将完全等同于扩频之前的被发射信号
2、扩频码的种类有哪些?有何特点?如何产生
m序列利用它的不同相位来区分不同用户
Walsh函数在CDMA系统中,,以使各前向码分信道间相互正交。
OVSF码正交可变扩谱因子(OVSF)编码是短扩谱码,用于确保具有不同扩谱因子和扩谱率的信道之间的正交性。
3、扩频后信号频谱发生怎样的变化?
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。
4、试说明解扩的基本原理;
答:解扩就是用一系列的本地伪随机码来提取扩频信号中的原始信号,该随机码要求与发送端的码字相同且严格同步。
5、为什么接收机中的扩频码需要准确同步?
答:在扩频通