云南師范大學(xué)通信原理實(shí)驗(yàn)-07(CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng))

本科學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告云南師范大學(xué)教務(wù)處編印PAGEPAGE17一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)時(shí)間1

實(shí)驗(yàn)7 實(shí)驗(yàn)名稱2014-4-25

實(shí)驗(yàn)室

CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)3驗(yàn)室了解擴(kuò)頻通信的基本性質(zhì)。CDMA2觀察基帶信號(hào)擴(kuò)頻前后的譜變化。PSK調(diào)制波形。擴(kuò)頻、解擴(kuò)與基帶解調(diào)。碼分多址。3信號(hào)源模塊（一塊，如下圖；圖一信號(hào)源實(shí)物圖其中信號(hào)源中的主要器件有：①CPLD：ALTERMAXEPM3256ATC144-10，該器件是Altera公司的MAX3000系列CPID，其特點(diǎn)如下：CMOSEEPOM技術(shù)IEEESTD.1149.1JOINTTESTACTIONISP功能高密度可編程邏輯器件，5000可用門(mén)4.5-nspintopin227.3MhzI/O5V、3.3V2.5V等多種電平，實(shí)物圖如下：②存儲(chǔ)器：ATMELAT28C64B愛(ài)特梅爾)AT28C64NMOS、CMOS8K×8位28引腳的可用碘擦除可編程只讀存儲(chǔ)器。其讀寫(xiě)像SRAM操作一樣，不需要外加任何元器件，讀訪問(wèn)速度可為45ns-450ns,在寫(xiě)入之前自動(dòng)擦除，有部分芯片具有兩種寫(xiě)入方式，一種像28（C）17一樣的字節(jié)寫(xiě)入方式，還有另一種頁(yè)寫(xiě)入方式，AT28C6464B。ATMELEEPROMAT28C64采用單一電源+5V±0,130mA,100pATTL電平兼容。一般商業(yè)品工作溫度范圍為0-70℃，工業(yè)品為-40-+85℃。實(shí)物圖如下：③MCU:ATMELAT89S51AT89S51-24PC24M4.0-5.5V，40腳DIP4KFLASH計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源等。20M雙綜示波器（一臺(tái)，如下圖：連接線（若干，如下圖：CDMA模塊，如下圖：CDMA模塊所用芯片MAX EPM7128SLC84-15在實(shí)驗(yàn)二中詳細(xì)介紹過(guò)，再此不再贅述。數(shù)字解調(diào)模塊,實(shí)物圖如下:LM3392-36V，雙電源電壓為±IV(Ucc-l.5V)差動(dòng)E實(shí)驗(yàn)原理：擴(kuò)頻與解闊擴(kuò)頻操作又叫做信道化操作，就是用一個(gè)高速數(shù)字序列（m序列或者Gold序列）與數(shù)字信號(hào)相乘，把一個(gè)一個(gè)的數(shù)據(jù)符號(hào)轉(zhuǎn)換成一系列碼片，從而大人提高了數(shù)字符號(hào)的速率，增加了信號(hào)帶寬。這一定義包括以下三方而的意思：a．信號(hào)頻譜被展寬了。在常規(guī)通信中，為了提高頻率利用率，通常都是采用大體相當(dāng)帶寬的信號(hào)來(lái)傳輸信息，即在無(wú)線電通信中射頻信號(hào)的帶寬和所傳信息的帶寬是屬于同一個(gè)數(shù)量級(jí)的，但擴(kuò)頻通信的信號(hào)帶寬與信息帶寬之比則高達(dá)l00-l000，屬于寬帶通信，原因是為了提高通信的抗干擾能力，這是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)擴(kuò)展的頻譜越寬，處理增益越高，抗干擾能力就越強(qiáng)。b采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式來(lái)展寬信號(hào)頻譜。由信號(hào)理論知道，脈沖信號(hào)寬度越窄，其頻譜就越寬，即信號(hào)的頻帶寬度和脈沖寬度近似成反比，因此，越窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，越可以產(chǎn)生頻帶根寬的信號(hào)。擴(kuò)頻碼序列就是很窄韻脈沖序列。c在接收端用與發(fā)送端完全相同的擴(kuò)頻碼序列來(lái)進(jìn)行解擴(kuò)。上圖為直接系列擴(kuò)頻。直接序列擴(kuò)頻通信的過(guò)程是將待傳送的信息碼元與偽隨機(jī)序列相乘，在頻域上將二名的頻譜卷積，將信號(hào)的頻譜展寬，展寬后的頻譜呈窄帶高斯特性，經(jīng)載波調(diào)制之后發(fā)送出去。在接收端，一般首先恢復(fù)同步的偽隨機(jī)碼，將偽隨機(jī)碼與調(diào)制信號(hào)相乘，這樣就得到經(jīng)過(guò)信息碼元調(diào)制的載波信號(hào)，再作載波同步，解調(diào)后得到信息碼兀。(2)PSK調(diào)制與解調(diào)BPSKEPPS（二相絕對(duì)移相鍵控，即用二進(jìn)制基帶數(shù)字信位。載波的相位(ool800)0lBPSKBPSK信號(hào)是雙極性非歸零碼的雙邊帶調(diào)制，因此抑制了載波分量。BPSK的信號(hào)解調(diào)有兩種方法：一種是相干解調(diào)，另一種是非相干解調(diào)。相頻同相的參考載波信號(hào)，稱為相干載波。CDMA發(fā)射模塊原理圖如下：NRZCDMA模塊3lmPN31CDMACPLD中產(chǎn)127GoldGoldl8PlNSW027位控制，可以任意改Gold2是固定的，其控制開(kāi)關(guān)始終為“000000lGoldl和Gold2進(jìn)行擴(kuò)頻后，再進(jìn)行PSK調(diào)制。當(dāng)用連接線將PSK2lN2OUT輸出的信號(hào)即為這兩路信號(hào)的疊加。5、實(shí)驗(yàn)方法步驟及注意事項(xiàng)保電源接觸良好。插上電源線，扣開(kāi)主機(jī)箱右側(cè)的交流開(kāi)關(guān)，再分別按F的開(kāi)關(guān)POWERI、POWER2，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管LED01、LED02發(fā)光，按一下信號(hào)源模塊的復(fù)位鍵，兩個(gè)模塊均開(kāi)始工作（。觀察基帶信號(hào)擴(kuò)頻前后譜變化的實(shí)驗(yàn)(l)1M-lN1024K4KHz的NRZ碼。(2)將SW0l112-8位為000000l的任一數(shù)，SW02與SW0l2-8(3)用示波器和頻譜分析模塊觀測(cè)比較信號(hào)源輸入的NRZ碼和NRZKP的波形和頻譜，比較NRZ碼與其擴(kuò)頻后的區(qū)別。54觀察擴(kuò)頻后PSK調(diào)制波形的實(shí)驗(yàn)(l)將lM-lN1024K的方波，NRZ-lN4KHz的NRZ碼。(2)將SWOl1位撥到外，SW021位撥到有，SWOl2-8位0000001的任一數(shù)，SW02SWOl2-8(3)用示波器觀測(cè)比較NRZ-KP和PSKI的波形，比較擴(kuò)頻NRZ碼與其調(diào)制后的區(qū)別。觀察兩路擴(kuò)頻信號(hào)疊加后波形的實(shí)驗(yàn)(l)將lM-lN接信號(hào)源模塊的l024K方波，NRZ-IN接信號(hào)源模塊產(chǎn)4KHz的NRZ碼。連接I拋和PSK2的信號(hào)在同一信道中傳輸。將SW0l112-8位為0000001的任一數(shù)，SW02與SW0l2-8位相同，按復(fù)位鍵。擴(kuò)頻、解擴(kuò)與基帶解調(diào)。(l)連接OUT和INl，lM-lN接信號(hào)源模塊的lM的方波，NRZ-IN4KHz的NRZ碼，TX2連接數(shù)字解調(diào)模塊的連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK信號(hào)連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK_B（數(shù)字解調(diào)模塊的S0l取PSK解調(diào)方式。將SW0128000000l，SW02的第一位撥為有，第2-8SWOI2-8調(diào)節(jié)數(shù)字解調(diào)模塊的PSKPSK解調(diào)輸NRZNRZ用示波器觀測(cè)NRZ-INNRZ-KPPSKlTX2PSK的波形和頻譜。57碼分多址的實(shí)驗(yàn)(l)連接IN2和PSK2、OUT和INl，lM-IN接信號(hào)源模塊的lM的4KHz的NRZ連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK-IN，455K連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK信號(hào)源模塊的BS信號(hào)連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK-BS（數(shù)字解調(diào)模塊的SOI撥“PSK解調(diào)方式。將SW0128位撥為非OOOOOOl，SW02的第一位撥為有，第2-8SWOI2-8調(diào)節(jié)數(shù)字解調(diào)模塊的PSKPSK解調(diào)輸NRZNRZ(4)將SW01282-8位撥為0000001，按復(fù)位鍵。(5)此時(shí)測(cè)“PSK解調(diào)輸出”點(diǎn)和PN-OUT輸出點(diǎn)，調(diào)節(jié)數(shù)字解調(diào)模塊的PSK判決電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使兩者碼元相同。該信號(hào)即為解擴(kuò)、解調(diào)后得到的PN碼。擴(kuò)頻碼定時(shí)偏移對(duì)解擴(kuò)的影響實(shí)驗(yàn)連接lN2和PSK2，OUT和lNl，IM-lN接信號(hào)源模塊的IM的4KHz的NRZ連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK-IN，455K連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSK信號(hào)源模塊的BS信號(hào)連接數(shù)字解調(diào)模塊的PSKBS（數(shù)字解調(diào)模塊的SOl0PSK解調(diào)方式。將SW0l2位到第8位撥為非000000SW022-8位與SW012-8位相同，按復(fù)位鍵。LED03l接2接vc0，此時(shí)可在示波器上看到兩個(gè)方波有相對(duì)位移，調(diào)P02，使滑動(dòng)速度盡量慢，但仍有滑動(dòng)。滅。此時(shí)又看到兩個(gè)方波滑動(dòng)變快，順時(shí)針慢慢調(diào)節(jié)捕獲旋鈕，調(diào)到LED03剛好為亮，按住復(fù)位鍵LED03滅，松開(kāi)復(fù)位鍵LED03送端的Gold(5)示波器通道l接NRZ-KP2接GDTX，在示波器上可看到兩組PN碼相同，即接收端捕獲到了發(fā)送端的Gold序（NRZ1）(6)調(diào)節(jié)跟蹤旋鈕，使上述兩組PN碼相位不完全相同。(7)調(diào)節(jié)數(shù)字解調(diào)模塊的PSK判決電壓調(diào)節(jié)旋鈕，使“PSK解調(diào)輸出”點(diǎn)的信號(hào)與NRZ碼一致。(8)78結(jié)論。說(shuō)明：撥碼開(kāi)關(guān)SWOlCPLD的時(shí)鐘由CPLD的時(shí)鐘由信號(hào)源模塊輸入的lMHz的信號(hào)提供。撥碼開(kāi)關(guān)SW02兩路有GLOD碼輸出，路存在鑒相特性，輸入、輸出信號(hào)可以正確鎖GLOD碼輸出。二．實(shí)驗(yàn)過(guò)程1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果按照步驟的連接好實(shí)驗(yàn)實(shí)物，如圖：測(cè)得的基帶信號(hào)擴(kuò)頻前后譜變換的波形如下：觀察擴(kuò)頻后PSK調(diào)制波形為：觀察兩路擴(kuò)頻信號(hào)疊加后波形如下：擴(kuò)頻、解擴(kuò)與基帶解調(diào)波形如下如下：馬分多址實(shí)驗(yàn)波形如下：擴(kuò)頻碼定時(shí)偏移對(duì)解擴(kuò)的影響波形如下：NRZ-KP測(cè)試點(diǎn)（與GD-TX1）輸出的波形（偏移對(duì)解擴(kuò)的影響：PSK-OUT測(cè)試點(diǎn)（與信號(hào)源NRZ一起雙綜觀察）輸出的波形（窄帶接擴(kuò)的影響：課后總結(jié)及思考：1617的效果，分析擴(kuò)頻碼定時(shí)偏移對(duì)解擴(kuò)的影響。（即發(fā)生碼定時(shí)偏移時(shí)有用信號(hào)的一部分與本地偽碼卷積而被展寬為偽噪聲輸出。輸出的噪聲