移動通信實驗教材

1、 廣西民族大學信息科學與工程學院 2014年12月實驗一 頻譜分析實驗一、實驗目的1 通過對輸入模擬信號頻譜的觀察和分析，加深對傅里葉變換和信號頻率特性的理解。2 掌握頻譜分析模塊的用法。二、實驗內(nèi)容1 將信號源輸出的模擬信號輸入本模塊，觀察其頻譜。2 將其他模塊輸出的模擬信號輸入本模塊，觀察其頻譜。三、實驗器材1 頻譜分析模塊 2 信號源模塊3 其他功能模塊 若干4 20MHz雙蹤示波器 一臺5 連接線 若干四、實驗原理頻域分析常常比時域分析更優(yōu)越，不僅簡單，而且易于分析復雜的信號。1822年，法國工程師傅里葉（Fourier）指出，一個任意函數(shù)x(t)都可以分解為無窮多個不同頻率正弦信號的

2、和，這即是譜波分析的基本概念。傅里葉分析方法相當于光譜分析中的三棱鏡，而信號x(t)相當于一束白光，將x(t)“通過”傅里葉分析后得到信號的“頻譜”。傅里葉變換是在以時間為自變量的“信號”與頻率為自變量的“頻譜”函數(shù)之間的某種變換關系。但用較精確的數(shù)字方法，即DFT(離散傅立葉變換)進行譜分析，在FFT出現(xiàn)前是不切實際的。這是因為DFT計算量太大。問題的關鍵是如何巧妙地利用W因子的周期性及對稱性，導出一個高效的快速算法。這一算法最早由J.W.Cooley和J.W.Turkey于1965年提出。Cooley和Tukey提出的快速傅里葉變換算法（Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT

3、）使N點DFT的乘法計算量由N2 次降為次。以N=1024為例，計算量降為5120次，僅為原來的4.88。因此人們公認這一重要發(fā)現(xiàn)的問世是數(shù)字信號處理發(fā)展史上的一個轉(zhuǎn)折點。本實驗采用的是按頻率抽樣（DIF）基2FFT算法，該算法將代表頻域的輸出序列X(k)的序號k按奇、偶分開。先將X(n)按n的順序分成前后兩半。前半子序列 0n后半子序列 0n則由定義 k0，1，N1因為，則 k0，1，N1由可以看出，當k為偶數(shù)時，k為奇數(shù)時，。為此按k的奇偶可將X(k)分為兩部分，令 k=2r及k=2r+1，r=0，1，2，則 （11） （12）（11）式為輸入序列前一半和后一半之和的N/2點離散傅里葉變換

4、；（12）式為輸入序列的前一半和后一半之差與之積的N/2點離散傅里葉變換。令 （13）則 （13）式的運算關系可以用圖3-1所示的蝶形運算來表示。這樣，我們就將一點的DFT按頻率k的奇偶分解為兩個新序列的點的DFT。 圖1-1 頻率抽取法的蝶形運算由于N2 ，N/2仍是一個偶數(shù)，因此可以將N/2點的DFT的輸出再分解為偶數(shù)組與奇數(shù)組。這樣就將N/2點的DFT進一步分解為2個N/4點的DFT。這兩個N/4點DFT的輸入也是將N/2點DFT的輸入上下對半分開，通過蝶形運算而形成，情況和第一步分解相同。這樣的分解可一直進行下去，直到分解步以后變成了求N/2個兩點的DFT為止。而這N/2個兩點的DFT

5、計算結(jié)果（共N個值）就是x(n)的N點DFT的結(jié)果X(k)。在本實驗箱中，模擬信號從S-IN輸入，經(jīng)過低通濾波以后，通過用撥碼開關K3進行選擇的通道（撥碼開關有4位，分別對應最高頻率為1K，10K，100K，1M的輸入信號），經(jīng)10位A/D轉(zhuǎn)換器UB06（TLC876C）對經(jīng)預處理后的模擬信號進行A/D轉(zhuǎn)換（通過用撥碼開關K2選擇合適的采樣率，具體采樣率選擇詳情見實驗步驟4），然后將數(shù)字信號傳送到UB01（TMS320VC5402）進行處理。最后把處理后的信號經(jīng)兩片8位D/A轉(zhuǎn)換器UB09（AD7524）、UB10（AD7524）進行D/A轉(zhuǎn)換以后分成X軸信號和Y軸信號輸出到示波器上進行頻譜觀

6、察。實驗電路工作原理框圖如下所示：圖1-2 頻譜分析模塊原理框圖1. 低通濾波器這里低通濾波器的作用是抗混疊。所謂“混疊”是指信號的最高頻率超過1/2倍的采樣頻率時，部分頻率成分互相交疊起來的現(xiàn)象。這時，混疊的那部分頻率成分的幅值就與原始情況不同，采樣就造成了信息的損失。因此在采樣前需對輸入信號做濾波，以去掉輸入信號中高于1/2倍采樣頻率的那部分頻率成分。這種用以防混疊的模擬濾波器又稱為“抗混疊濾波器”。本實驗中采用的抗混疊濾波器是二階巴特沃斯（Butterworth）低通濾波器，其原理圖如下：圖1-3 二階低通濾波器原理圖其截至頻率為:通帶電壓放大倍數(shù)為：2. A/D轉(zhuǎn)換器TLC876是CM

7、OS低功率10位20MSPS模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。其速度、分辨率和單電源工作適合視頻、多媒體、圖像、高速采集和通訊應用。其低功率和單電源滿足高速便攜式應用。其速度和分辨率理想地適用于彩色掃描儀、數(shù)字復印機、電子鏡像照相機和攝錄機之類電荷耦合器件（CCD）輸入系統(tǒng)。帶輸出誤差校正邏輯的多級流水線結(jié)構(gòu)在整個工作溫度范圍內(nèi)保證無丟失碼。連接到基準輸入端的強制（Force）和檢測（Sense）為基準電阻串提供更精確的內(nèi)部基準電壓。等待方式減小功率到15mW （典型值）。數(shù)字I/O口可接口到無論是5V或3.3V的邏輯和數(shù)字輸出端，這些I/O口可設置為高阻態(tài)。輸出數(shù)據(jù)的格式為直接二進制編碼。流水線多級結(jié)

8、構(gòu)以低功耗獲得高采樣率。TLC876將轉(zhuǎn)換分配給幾個更小的ADC字模塊，當器件一級一級通過結(jié)果時逐漸的以更高精度改善轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的高速ADC中，這種分布式變換需要用1023個比較器的一小部分。每級中的采樣保持放大器(SHA)允許第一級工作于新的輸入采樣而第二至第五級工作于四個早先的采樣。TLC876C工作溫度范圍為00C至700C。TLC876C的特點如下： 十位分辨率20MSPS采樣模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 功耗典型值107mW 5V單電源工作 差分非線性典型值5LSB 無丟失碼 掉電（等待）方式 三態(tài)輸出 數(shù)字I/O兼容5V或3.3V邏輯 可調(diào)基準輸入 引腳與AD公司的AD876兼容在本模塊

9、中，TLC876C將經(jīng)過低通濾波器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以數(shù)組的方式存入存儲器中，作為FFT的輸入序列x(n)。3. DSP處理TMS320VC5402是定點數(shù)字信號處理器，該芯片在此處的作用是將輸入的數(shù)字信號進行按頻率抽取的FFT變換，然后再將所得的反序通過變址運算加以整序。由于 X(k)為復數(shù)，進行頻譜分析時要觀察頻譜幅度，因此將X(k)取模，最后將模值送入存儲器中。4. D/A轉(zhuǎn)換器AD7524是8位D/A轉(zhuǎn)換器，在此的作用是將輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，以便用示波器觀察。先將觸發(fā)信號與頻譜幅度進行處理得到16位數(shù)據(jù)送入存儲器，然后將存儲器中的高8位送入UB09進行D/A轉(zhuǎn)換分成X

10、軸信號，低8位送入UB10進行D/A轉(zhuǎn)換分成Y軸信號，最后輸出到示波器上進行頻譜觀察。五、實驗步驟1. 將信號源模塊和頻譜分析模塊小心地固定在主機箱上，確保電源接觸良好。2. 插上電源線，打開主機箱右側(cè)的交流開關，再按下信號源模塊上的開關POWER1、POWER2和頻譜分析模塊上的開關POWER1、POWER2，對應的發(fā)光二極管LED001、LED002、L1、L2發(fā)光，各模塊開始工作。3. 用連接線連接信號源模塊中信號輸出點“32KHz正弦波”及頻譜分析模塊中信號輸入點“NRZ3”，調(diào)節(jié)輸入增益調(diào)節(jié)電位器WB01調(diào)節(jié)輸入增益，使輸入信號的峰峰值測試點“NRZ2”不超過4V（最好在3.5V4V

11、之間）。4. 設置撥碼開關K3進行選擇低通濾波的通道（撥碼開關有4位，分別對應最高頻率為1K，10K，100K，1M的輸入信號），此時可撥為0010。5. 設置撥碼開關K2，選擇合適的采樣頻率。撥碼開關的狀態(tài)與其對應的采樣頻率如下表所示：表1-1K2狀態(tài)00000001001000110100010101100111采樣頻率f4k11.2k18.4k25.6k32.8k40k112k184kK2狀態(tài)10001001101010111100110111101111采樣頻率f256k328k400k1120k1840k2560k3280k4000k例如：如果輸入32K正弦信號，根據(jù)奈氏定理，采樣頻

12、率不能低于64K。由表3-1可查得，應該采用112K的采樣頻率，即K2撥碼開關應該設置在0110狀態(tài)。如果輸入32K方波，由于其諧波成分比較多，在選擇采樣頻率時，則要根據(jù)其7次諧波或9次諧波（或更高）的頻率（分別是224K和288K）作為采樣頻率的選擇參考頻率。由表3-1可查得，可采用1120K的采樣頻率，低通濾波的通道也應相應地選擇1M的通道，即撥碼開關K3撥為。當然，如果只須觀察方波的3次諧波而忽略3次以后的諧波，則可用3次諧波的頻率作為采樣頻率選擇的參考頻率。6. 示波器選用X-Y模式，分別調(diào)節(jié)電位器WB06，WB07，改變信號輸出增益，使示波器上顯示的波形清晰且幅度適中，即可進行觀察。

13、7. 改變輸入頻譜分析模塊的模擬信號，重復上述觀察。8. 關閉交流電源開關，取出任意可輸出模擬信號的模塊固定在主機箱上，將其輸出的模擬信號送入頻譜分析模塊，選擇正確的通道，觀察輸出波形。9. 實驗注意事項： 輸入單頻率成分模擬信號時，應選擇大于輸入信號頻率的最低采樣頻率的通道，即輸入頻率為32KHz時，應選擇112KHz通道（將撥碼開關K2設置在0110狀態(tài)），而不是選擇184KHz通道，否則實驗結(jié)果可能不準確。 輸入多頻率成分的模擬信號時（如調(diào)幅信號），應根據(jù)輸入信號所包含的頻率中的最高頻率選擇通道，即若輸入信號中包含2KHz、16KHz、32KHz等頻率成分，則應該選擇大于最高采樣頻率成分

14、（64KHz）的最低頻率的通道112KHz通道。 輸入信號峰峰值不得超過3V（可通過NRZ2測試鉤進行觀察并調(diào)節(jié)電位器WB01直至達到要求）。 當沒有信號顯示或顯示明顯不正常時，按復位鍵K1進行復位。 輸入信號的最高頻率不能高于1MHz。六、輸入、輸出點參考說明1 輸入點說明NRZ3：模擬信號輸入點。NRZ2:經(jīng)預處理后的信號峰峰值測試點。2 輸出點說明X-OUT：X軸輸出信號。Y-OUT：Y軸輸出信號。七、實驗報告要求1 分析實驗電路的工作原理，敘述其工作過程。2 根據(jù)實驗測試記錄，在坐標紙上畫出各測量點的波形圖。3 對輸入信號的頻率特性進行分析。實驗二 碼分多址（CDMA）原理實驗（一）一

15、實驗目的1 了解擴頻通信的基本性質(zhì)。2 了解直接序列擴頻通信系統(tǒng)的主要構(gòu)成。3 了解m序列和Gold序列的特點。4 了解偽隨機序列同步的滑動搜索法。5 了解PN序列的鎖相環(huán)跟蹤方法。二實驗內(nèi)容1 m序列和Gold序列的特性。2 Gold序列的自相關和互相關特性的觀察。3 延遲滯后鎖相環(huán)（DLL）的鑒相特性曲線。4 擴頻碼的捕獲與跟蹤（無固有頻差的情況下）。5 擴頻碼的捕獲與跟蹤（有固有頻差的情況下）。6 觀察基帶信號擴頻前后的譜變化。7 觀察擴頻后PSK調(diào)制的譜及波形。8 觀察兩路擴頻信號疊加后的譜及波形。9 擴頻、解擴與基帶解調(diào)。10 碼分多址。11 擴頻碼定時偏移對解擴的影響。12 窄帶干

16、擾信號對解擴的影響。三實驗儀器1 信號源模塊2 CDMA模塊3 數(shù)字解調(diào)模塊4 頻譜分析模塊5 20M雙蹤示波器 一臺6 連接線 若干四實驗原理1 概述現(xiàn)代通信技術取得的突出成就之一就是CDMA（Code Division Multiple Access 碼分多址）技術。由于CDMA技術可以處理多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務的異步特性，可以提供比傳統(tǒng)多址技術（如：TDMA（Time Division Multiple Access 時分多址）、FDMA （Frequency Division Multiple Access 頻分多址）更高的容量，并且能夠抵抗信道的頻率選擇性衰落，可以提供方便的多用戶接入，所以

17、公認它將作為第三代移動通信的主要技術。碼分多址（CDMA）即不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區(qū)分，是自不同的編碼序列來區(qū)分，或者說，靠信號的不同波形來區(qū)分(用PN碼區(qū)分用戶)。2 m序列和Gold序列的特性和發(fā)生器工程上常用二元0，1序列來產(chǎn)生偽噪聲碼。它具有如下特點：（1） 每一周期內(nèi)“0”和“1”出現(xiàn)的次數(shù)近似相等。（2） 每一周期內(nèi)，長度為n比特的游程出現(xiàn)的次數(shù)比長度為n+1比特的游程出現(xiàn)的次數(shù)多一倍。（游程是指相同碼元的碼元串）（3） 序列具有雙值自相關函數(shù)，即： （21）在（31）式中，p為二元序列周期，又稱碼長，k為小于p的整數(shù)，為碼元延時。2.1 m序列二元m

18、序列是一種基本的偽隨機序列，有優(yōu)良的自相關函數(shù)，易于產(chǎn)生和復制，在擴頻技術中得到了廣泛的應用。長度為2n1位的m序列可以用n級線性移位寄存器來產(chǎn)生。如圖2-1所示：模二加法器圖2-1 線性移位寄存器m序列的特性如下（1） 在每一周期p= 2n1 內(nèi)，“0” 出現(xiàn)2n11 次，“1” 出現(xiàn)2n1次，“1” 比“0” 多出現(xiàn)一次。（2） 在每一周期內(nèi)共有2n1個元屬游程，其中“0” 的游程和“1” 的游程數(shù)目各占一半。并且，對n2， 當1kn1時，長為k的游程占游程總數(shù)的1/ 2 k ，其中“0” 的游程和“1” 的游程各占一半。長為n1的游程只有一個，為“0 ”的游程；長為n的游程也只有一個，為

19、“1”的游程（游程是指相同碼元的碼元串）。（3） m序列 a k 與其位移序列的模二和仍然是m序列的另一位移序列 ，即：（4） m序列的自相關函數(shù)為：（22）圖2-2為本實驗系統(tǒng)中用于模擬信息碼元的m序列波形。圖2-2 m序列波形圖2.2 Gold序列雖然m序列有優(yōu)良的自相關特性，但是使用m序列作CDMA （碼分多址）通信的地址碼時，其主要問題是由m序列組成的互相關特性好的互為優(yōu)選的序列集很小。對于多址應用來說，可用的地址數(shù)太少了。而Gold序列具有良好的自、互相關特性，且地址數(shù)遠遠大于m序列的地址數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，在工程上得到了廣泛的應用。Gold序列是m序列的復合碼，它是由兩個碼長相

20、等、碼時鐘速率相同的m序列優(yōu)選對模二和構(gòu)成的。其中m序列優(yōu)選對是指在m序列集中，其互相關函數(shù)最大值的絕對值最接近或達到互相關值下限（最小值）的一對m序列。這里我們定義優(yōu)選對為：設A是對應于n級本原多項式f（x） 所產(chǎn)生的m序列，B是對應于n級本原多項式g(x) 所產(chǎn)生的m序列，當他們的互相關函數(shù)滿足：（23）則f(x)和g(x) 產(chǎn)生的m序列A和B構(gòu)成一對優(yōu)選對。在Gold序列的構(gòu)造中，每改變兩個m序列相對位移就可得到一個新的Gold序列。當相對位移2n1比特時，就可得到一族（2n1）個Gold序列。再加上兩個m序列，共有（2n1）個Gold序列。由優(yōu)選對模二和產(chǎn)生的Gold族2n1個序列已不

21、再是m序列，也不具有m序列的游程特性。但Gold碼族中任意兩序列之間互相關函數(shù)都滿足（23）式。 由于Gold碼的這一特性，使得碼族中任一碼序列都可作為地址碼，其地址數(shù)大大超過了用m序列作地址碼的數(shù)量。所以Gold序列在多址技術中得到了廣泛的應用。產(chǎn)生Gold序列的結(jié)構(gòu)形式有兩種，一種時串聯(lián)成級數(shù)為2n級的線性移位寄存器；另一種是兩個n級并聯(lián)而成。圖3-3和圖3-4分別為n6級的串聯(lián)型和并聯(lián)型結(jié)構(gòu)圖。其本原多項式分別為：。這兩種結(jié)構(gòu)是完全等效的，它們產(chǎn)生Gold序列的周期都是。 圖2-3 串聯(lián)型Gold序列發(fā)生器圖2-4 并聯(lián)型Gold序列發(fā)生器在本實驗系統(tǒng)中使用Gold序列作為實現(xiàn)擴頻的偽隨

22、機碼，在發(fā)送端將信息序列（m序列）與Gold序列相乘，一位信息碼元的長度與一個周期（127）位Gold碼元的長度相同，即在一位信息碼元中使用一個周期的Gold碼元實現(xiàn)直接序列擴頻。在實驗電路板上有兩個8PIN開關，他們分別用來設置發(fā)送和接收端產(chǎn)生的Gold序列是同一個Gold序列族中的哪一個，上面已經(jīng)提到Gold序列是由兩個互為優(yōu)選對的m序列相異或產(chǎn)生的，8PIN開關只用了7位，用于設定其中一個m序列的相位，通過撥動開關設定m序列的不同相位，兩個m序列相異或所產(chǎn)生的Gold序列將不同。只有將兩個開關撥動到相同位置，才能實現(xiàn)同步解擴，若兩個開關撥動到不同位置是不會實現(xiàn)同步解擴的。由此同學可以體會

23、碼分多址通信是如何實現(xiàn)的。Gold序列的自相關特性見圖20-5。圖2-5 Gold序列的自相關特性3 PN碼的捕獲與跟蹤3.1 PN碼的捕獲PN碼序列的捕獲是指接收機在開始接收發(fā)送來的擴頻信號時，調(diào)整和選擇接收機的本地擴頻PN序列相位，使它與發(fā)送來的擴頻PN序列相位基本一致，也就是接收機捕捉發(fā)送來的擴頻PN序列相位的過程，又叫做擴頻PN序列的初始同步。在CDMA系統(tǒng)接收端，捕獲的實現(xiàn)大多采用滑動相關法。之所以稱它為滑動相關法是因為接收系統(tǒng)在搜索同步時，它的碼序列發(fā)生器以與發(fā)射機的碼序列發(fā)生器不同的速率工作，結(jié)果這兩個碼序列在相位上互相滑動，只有在到達一致點時，才停下來?；瑒酉嚓P法的原理見圖2-

24、6。圖2-6 滑動相關捕獲原理接收到的信號與本地PN碼相乘后再積分，即求出它們的互相關值，然后在門限檢測器中某一門限值比較，以判斷是否已捕獲到有用信號。這里是利用PN碼序列的相關特性，當兩個相同的碼序列相位上一致時，其相關值有最大的輸出。一旦確認捕獲完成，則捕獲指示信號的同步脈沖控制搜索控制鐘，調(diào)整PN碼發(fā)生器產(chǎn)生的PN碼的重復頻率和相位，使之與收到的信號保持同步。3.2 PN碼的跟蹤PN碼的跟蹤一般采用延遲鎖定環(huán)來實現(xiàn)。當接收到的信號和本地的PN序列達到同步以后，我們就說時間參考已經(jīng)建立。延遲鎖定環(huán)是通過一非線性的反饋環(huán)路來實現(xiàn)輸出信號對輸入信號的跟蹤和同步作用。延遲鎖定鎖定技術是使本地m序

25、列發(fā)生器跟蹤或鎖定于外來的m序列。兩個m序列在時延上的差別需要通過相關運算來監(jiān)視：如果兩個m序列的相位相同，則有最大的相關輸出，反之如果相位不同，則輸出很小。圖2-7 PN碼的跟蹤原理由圖2-7可見，輸入信號與本地m序列的超前和滯后序列作互相關運算，然后分別進行帶通濾波，包絡檢波，最后相減，得到誤差函數(shù)。誤差電壓經(jīng)過環(huán)路濾波，送到壓控振蕩器控制時鐘頻率的變化。這個時鐘再推動本地m序列發(fā)生器，產(chǎn)生本地m序列的超前和滯后序列。本地m序列發(fā)生器的級數(shù)和反饋邏輯與發(fā)射方相同。延時鎖定環(huán)路的鑒別特性曲線，如圖3-8所示。圖2-8 延遲鎖相環(huán)的鑒相特性4 擴頻與解擴、PSK調(diào)制解調(diào)4.1 擴頻與解擴擴頻操

26、作又叫做信道化操作，就是用一個高速數(shù)字序列（m序列或者Gold序列）與數(shù)字信號相乘，把一個一個的數(shù)據(jù)符號轉(zhuǎn)換成一系列碼片，從而大大提高了數(shù)字符號的速率，增加了信號帶寬。這一定義包括以下三方面的意思：（a） 信號頻譜被展寬了。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帶寬的信號來傳輸信息，即在無線電通信中射頻信號的帶寬和所傳信息的帶寬是屬于同一個數(shù)量級的，但擴頻通信的信號帶寬與信息帶寬之比則高達1001000，屬于寬帶通信，原因是為了提高通信的抗干擾能力，這是擴頻通信的基本思想和理論依據(jù)。擴頻通信系統(tǒng)擴展的頻譜越寬，處理增益越高，抗干擾能力就越強。（b） 采用擴頻碼序列調(diào)制的方式來展

27、寬信號頻譜。由信號理論知道，脈沖信號寬度越窄，其頻譜就越寬，信號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，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號。擴頻碼序列就是很窄的脈沖序列。（c） 在接收端用與發(fā)送端完全相同的擴頻碼序列來進行解擴。圖2-9為直接序列擴頻的示意圖：圖2-9 直接序列擴頻直接序列擴頻通信的過程是將待傳送的信息碼元與偽隨機序列相乘，在頻域上將二者的頻譜卷積，將信號的頻譜展寬，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，一般首先恢復同步的偽隨機碼，將偽隨機碼與調(diào)制信號相乘，這樣就得到經(jīng)過信息碼元調(diào)制的載波信號，再作載波同步，解調(diào)后得到信息碼元。4.2 P

28、SK調(diào)制與解調(diào)BPSK即PSK(二相絕對移相鍵控)，即用二進制基帶數(shù)字信號來控制載波的相位。載波的相位（通常為00和1800）隨調(diào)制信號0和1改變，這種調(diào)制即為BPSK。BPSK信號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調(diào)制器可表示為：圖2-10 BPSK調(diào)制器BPSK的信號解調(diào)有兩種方法：一種是相干解調(diào)，另一種是非相干解調(diào)。相干解調(diào)性能優(yōu)于非相干解調(diào)，但相干解調(diào)要求接收機產(chǎn)生一個與收到的載波信號同頻同相的參考載波信號，稱為相干載波。五、實驗步驟1. 將信號源模塊、CDMA模塊、數(shù)字解調(diào)模塊和頻譜分析模塊小心地固定在主機箱上，確保電源接觸良好。2. 插上電源線，打開主機箱右

29、側(cè)的交流開關，再分別按下四個模塊中的開關POWER1、POWER2，對應的發(fā)光二極管LED001、LED002、LED1、LED2、DA001、DA002、L1、L2發(fā)光，各模塊開始工作。3. m序列和Gold序列的特性實驗 將SW1第一位撥到內(nèi)，按復位鍵。 用示波器分別觀察PN-OUT（m序列）和GD-TX（Gold序列）的波形，用頻譜分析模塊（或頻譜儀）分別觀察這兩點的頻譜。4. 觀察Gold序列的自相關和互相關特性的實驗 連接S2和S4，將SW1第1位撥到內(nèi)，將SW2第1位撥到有，SW1第28位為非的任一數(shù)，SW2與SW1的第28位相同，按復位鍵。 逆時針將W5旋到底，LED3滅。 用示

30、波器測TX3處波形，該波形即為Gold序列的自相關特性。 將SW2的第28位撥為與SW1不同，按復位鍵。用示波器測TX3處波形，該波形即為Gold序列的互相關特性。5. 觀察延遲滯后鎖相環(huán)（DLL）的鑒相特性曲線的實驗 連接S2和S4，將SW1第1位撥到內(nèi)，將SW2第1位撥到有，SW1第28位為非的任一數(shù)，SW2與SW1的第28位相同，按復位鍵。 逆時針將W5旋到底，LED3滅。 用示波器測VCO-C處波形，該波形即為延遲滯后鎖相環(huán)（DLL）的鑒相特性曲線。6. 擴頻碼的捕獲與跟蹤（無固有頻差）的實驗 連接S2和S4，S5接信號源模塊產(chǎn)生的碼速率為4KHz的NRZ。 將SW1第1位撥到內(nèi)，將S

31、W2第1位撥到有，SW1第28位為非的任一數(shù)，SW2與SW1的第28位相同，按復位鍵。 順時針慢慢調(diào)節(jié)捕捉旋鈕，調(diào)到LED3剛好亮。按住復位鍵，LED3滅，松開復位鍵，LED3亮，以此來確定接收端捕捉到了發(fā)送端的Gold序列。 示波器通道1接NRZ-KP，通道2接GD-TX，在示波器上可看到兩組PN碼相同，即接收端捕捉到了發(fā)送端的Gold序列。（為便于觀察，可將NRZ碼撥為全1）7. 擴頻碼的捕獲與跟蹤（有固有頻差）的實驗 連接S2和S4，將S6接信號源模塊的1024K的方波，S5接信號源模塊產(chǎn)生的碼速率為4KHz的NRZ。 將SW1第1位撥到外，將SW2第1位撥到有，SW1第28位為非的任一

32、數(shù)，SW2與SW1的第28位相同，按復位鍵。 將捕捉電位器順時針旋到底，LED3為亮。示波器通道1接F-IN，通道2接VCO，此時可在示波器上看到兩個方波有相對位移，調(diào)W6，使滑動速度盡量慢，但仍有滑動。 將捕捉電位器逆時針旋到底，LED3滅。此時又看到兩個方波滑動變快，順時針慢慢調(diào)節(jié)捕捉旋鈕，調(diào)到LED3剛好為亮，按住復位鍵LED3滅，松開復位鍵LED3亮，以此來確定接收端捕捉到了發(fā)送端的Gold序列。 示波器通道1接NRZ-KP，通道2接GD-TX，在示波器上可看到兩組PN碼相同，即接收端捕捉到了發(fā)送端的Gold序列。（為便于觀察，可將NRZ碼撥為全1） 調(diào)節(jié)跟蹤旋鈕，使上述兩組PN碼相位

33、相同，此時接收端完全跟蹤到了發(fā)送端的Gold序列。六、輸入、輸出點參考說明1. 輸入點說明IN1：接受端信號輸入點。IN2：發(fā)送端第二路信號輸入點。1M-IN：外部1M時鐘輸入點。NRZ-IN：NRZ碼輸入點。2. 輸出點說明455K：455K載波輸出點。PSK2：第二路信號（擴頻PN碼經(jīng)過BPSK調(diào)制）輸出點OUT：發(fā)送端信號輸出點。TX2：接受端信號經(jīng)過解擴后的輸出點。NRZ-KP：擴頻NRZ碼輸出點。PN31-KP：擴頻PN碼輸出點。PSK1：第一路信號（擴頻NRZ碼經(jīng)過BPSK調(diào)制）輸出點。TX1： 同相支路解擴后、濾波前信號輸出點。TX2： 同相支路濾波后、檢波前信號輸出點。TX3： 同相支路檢波后信號輸出點。PN OUT：偽隨機序列PN 3