中南大學(xué)擴(kuò)頻通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、中南大學(xué)擴(kuò)頻通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)一：擴(kuò)頻與解擴(kuò)觀測實(shí)驗(yàn) 時(shí)間：4月9號一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解直接序列擴(kuò)頻的原理。2、了解擴(kuò)頻前后信號在時(shí)域及頻域上的變化。二、實(shí)驗(yàn)器材 主控&信號源模塊、2號、14號、11號模塊 各一塊 雙蹤示波器 一臺 連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理框圖實(shí)驗(yàn)框圖2、實(shí)驗(yàn)框圖說明本實(shí)驗(yàn)選擇【擴(kuò)頻與解擴(kuò)觀測實(shí)驗(yàn)】菜單。如框圖所示，我們用2號模塊作為信號源，DoutMUX輸出32K數(shù)字信號，送入至14號模塊的NRZ1。14號模塊此時(shí)完成擴(kuò)頻功能，擴(kuò)頻序列由14號模塊內(nèi)部產(chǎn)生，將開關(guān)S1設(shè)置為0000，開關(guān)S2設(shè)置為0111，即可設(shè)置該路擴(kuò)頻序列1的碼型（測試點(diǎn)為TP8序列1）。擴(kuò)

2、頻信號由端口CDMA1輸出。同時(shí)，當(dāng)14號模塊的開關(guān)S3設(shè)置為0111、開關(guān)S4設(shè)置為0000且端口NRZ2和NRZ-CLK2無信號輸入時(shí)，端口CDMA2輸出的偽隨機(jī)序列與14號模塊的擴(kuò)頻序列1相同，本實(shí)驗(yàn)中將該序列“CDMA2”可作為后續(xù)的解擴(kuò)序列。此時(shí)的11號模塊完成解擴(kuò)功能，其中擴(kuò)頻信號從端口“AD輸入1”輸入，解擴(kuò)序列從“AD輸入2”輸入，解擴(kuò)信號從11號模塊的“Dout”輸出。該實(shí)驗(yàn)【擴(kuò)頻與解擴(kuò)觀測實(shí)驗(yàn)】中擴(kuò)頻序列的長度可通過PN序列長度設(shè)置開關(guān)S6進(jìn)行選擇15位或16位。當(dāng)開關(guān)S6撥至“127位”時(shí)，表示該實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)頻為15位；當(dāng)開關(guān)S6撥至“128位”時(shí)，表示該實(shí)驗(yàn)的擴(kuò)頻為16位。

3、注：為配合示波器調(diào)節(jié)，為了較好的對比觀測擴(kuò)頻前和擴(kuò)頻后的碼元，建議選擇16位。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按框圖所示連線。源端口目標(biāo)端口連線說明模塊2：DoutMUX模塊14：TH3(NRZ1)數(shù)據(jù)送入擴(kuò)頻單元模塊2：BSOUT模塊14：TH1(NRZ-CLK1)時(shí)鐘送入擴(kuò)頻單元模塊14：TH4(CDMA1)模塊11：TH2(AD輸入1)送入解擴(kuò)單元模塊14：TH5(CDMA2)模塊11：TH3(AD輸入2)提供解擴(kuò)序列2、選擇主菜單【移動通信】【擴(kuò)頻與解擴(kuò)觀測實(shí)驗(yàn)】，此時(shí)2號模塊DoutMUX輸出速率為32K。3、設(shè)置2號模塊DoutMUX的輸出碼元?？勺孕性O(shè)置，比如將2號模塊的S1設(shè)置為1010000

4、0，S2、S3以及S4都設(shè)置為00000000。用示波器觀測DoutMUX，即擴(kuò)頻前的波形。4、 設(shè)置并觀察擴(kuò)頻序列。將14號模塊的開關(guān)S6撥至“128位”檔位，即選擇16位擴(kuò)頻序列。開關(guān)S1設(shè)置為0000，開關(guān)S2設(shè)置為0111，按復(fù)位鍵S7。用示波器觀測測試點(diǎn)“TP8序列1”輸出波形。5、用示波器分別接14號模塊的NRZ1 和CDMA1，對比觀測擴(kuò)頻前和擴(kuò)頻后的輸出碼元變化。有興趣的同學(xué)可以讀出擴(kuò)頻信號中1電平擴(kuò)頻輸出和0電平擴(kuò)頻輸出的對應(yīng)碼元。6、驗(yàn)證解擴(kuò)效果。（1）將開關(guān)S3設(shè)置為0111，開關(guān)S4設(shè)置為0000，按復(fù)位鍵S7。此時(shí)解擴(kuò)用的序列CDMA2與擴(kuò)頻序列“TP8序列1”相同。

5、用示波器分別連接14號模塊的NRZ1 和11號模塊的Dout，驗(yàn)證波形是否相同，即正常解擴(kuò)。（2）將開關(guān)S3和開關(guān)S4隨意設(shè)置為其他碼值，按復(fù)位鍵S7。此時(shí)解擴(kuò)用的序列CDMA2與擴(kuò)頻序列“TP8序列1”不相同。再用示波器分別連接14號模塊的NRZ1 和11號模塊的Dout，驗(yàn)證是否還能解擴(kuò)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 在實(shí)驗(yàn)6（1）中解擴(kuò)前后碼型一致，但在實(shí)驗(yàn)6（2）中，解擴(kuò)用的序列和擴(kuò)頻序列不同時(shí)，不能正確解擴(kuò)。擴(kuò)頻通信的實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵在于相關(guān)解擴(kuò)，偽隨機(jī)碼要保持一致。 實(shí)驗(yàn)二：m序列、Gold序列產(chǎn)生及特性分析實(shí)驗(yàn)時(shí)間：4月9號一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解m序列、Gold序列的特性及產(chǎn)生。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主

6、控&信號源模塊、14號模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺3、 連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、m序列 實(shí)驗(yàn)原理框圖m序列相關(guān)性實(shí)驗(yàn)框圖 實(shí)驗(yàn)框圖說明m序列的自相關(guān)函數(shù)為式中，A為對應(yīng)位碼元相同的數(shù)目；D為對應(yīng)位碼元不同的數(shù)目。自相關(guān)系數(shù)為對于m序列，其碼長為P=2n1，在這里P也等于碼序列中的碼元數(shù)，即“0”和“1”個數(shù)的總和。其中“0”的個數(shù)因?yàn)槿サ粢莆患拇嫫鞯娜?”狀態(tài)，所以A值為 “1”的個數(shù)（即不同位）D為m序列的自相關(guān)系數(shù)為m序列的自相關(guān)函數(shù)2、Gold序列 實(shí)驗(yàn)原理框圖Gold序列相關(guān)特性實(shí)驗(yàn)框圖 實(shí)驗(yàn)框圖說明雖然m序列有優(yōu)良的自相關(guān)特性，但是使用m序列作CDMA（碼分多址）通信的地

7、址碼時(shí)，其主要問題是由m序列組成的互相關(guān)特性好的互為優(yōu)選的序列集很少，對于多址應(yīng)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(guān)特性，且地址數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m序列的地址數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，在工程上得到了廣泛的應(yīng)用。Gold序列是m序列的復(fù)合碼，它是由兩個碼長相等、碼時(shí)鐘速率相同的m序列優(yōu)選對模二加構(gòu)成的。其中m序列優(yōu)選對是指在m序列集中，其互相關(guān)函數(shù)最大值的絕對值最接近或達(dá)到互相關(guān)值下限（最小值）的一對m序列。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、m序列 設(shè)置主控菜單，選擇【移動通信】【m序列產(chǎn)生及特性分析】。 將14號模塊的撥碼開關(guān)S1、S2、S3、S4全撥為“0000” (設(shè)置完各個開關(guān)按下S7,使

8、模塊工作于設(shè)置功能)。將開關(guān)S6撥至“127位”，設(shè)置PN序列長度為127位。 觀測測試點(diǎn)G1或G2，了解m序列波形。 觀測TH9（相關(guān)函數(shù)值）測試點(diǎn)，了解m序列自相關(guān)特性。 2、Gold序列 設(shè)置主控菜單，選擇【移動通信】【Gold序列產(chǎn)生及特性分析】。 將14號模塊的撥碼開關(guān)S1、S4全撥為“0000”。將開關(guān)S6撥至“127位”，設(shè)置PN序列長度為127位。 設(shè)置S2為0001，使G1輸出一種Gold序列；設(shè)置S3為0001，使G2輸出Gold序列與G1相同(設(shè)置完各個開關(guān)按下S7,使模塊工作于設(shè)置功能)。 觀測測試點(diǎn)G1及G2，了解GOLD序列波形；觀測TH9（相關(guān)函數(shù)值）測試點(diǎn)，了解

9、GOLD序列自相關(guān)特性。 設(shè)置S2為0001，使G1輸出一種Gold序列。設(shè)置S3為0010，使G2輸出Gold序列與G1不相同(設(shè)置完各個開關(guān)按下S7,使模塊工作于設(shè)置功能)。 觀測測試點(diǎn)G1及G2，了解GOLD序列波形；觀測TH9（相關(guān)函數(shù)值）測試點(diǎn)，了解GOLD序列互相關(guān)特性。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看到m序列和Gold序列具有良好的自相關(guān)特性，但是m序列的地址數(shù)太少；Gold序列集成了良好的自、互相關(guān)特性和非常多的地址數(shù)，因而得到更廣泛的應(yīng)用。 實(shí)驗(yàn)三：綜合實(shí)驗(yàn)CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：4月23號一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解CDMA通信系統(tǒng)架構(gòu)及特性。二、實(shí)驗(yàn)器材 主控&信號源

10、、2、12、10、11、14、15號模塊 各一塊 雙蹤示波器 一臺 連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、擴(kuò)頻實(shí)驗(yàn)原理框圖14號模塊框圖2、14號模塊框圖說明信號源PN序列經(jīng)過14號模塊擴(kuò)頻處理，再加到10號模塊的調(diào)制端，形成擴(kuò)頻調(diào)制信號發(fā)送出去。其中，從14號模塊可以看到擴(kuò)頻碼可以通過撥碼開關(guān)設(shè)置為m序列、Gold序列。將“序列1”或“序列2”設(shè)置為m序列、Gold序列的方法是：（1）設(shè)置為m序列：將撥碼開關(guān)S1、S2、S3、S4都設(shè)置成0000，則測試點(diǎn)“序列1”與G1、PN1一致，測試點(diǎn)“序列2”與G2、PN3一致，都為m序列輸出。（2）設(shè)置為Gold序列：將撥碼開關(guān)S1、S4都設(shè)置成0000，將

11、撥碼開關(guān)S2、S3撥為非全0即可，則測試點(diǎn)“序列1”與G1一致是由PN1和PN2合成而得，測試點(diǎn)“序列2”與G2一致是由PN4和PN3合成而得，“序列1”和“序列2”此時(shí)為GOLD序列輸出。3、15號模塊框圖15號模塊框圖4、解擴(kuò)實(shí)驗(yàn)框圖說明CDMA接收模塊用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的接收端。處于接收部分的最前端，其解擴(kuò)的信號會送到解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)。CDMA接收模塊主要是解決兩個問題。第一是序列的同步問題，由于擴(kuò)頻序列的自相關(guān)性，當(dāng)序列在非同步情況下是無法獲取有用信息的。第二是時(shí)鐘同步問題，由于接收端產(chǎn)生解擴(kuò)序列的時(shí)鐘與發(fā)送端是非同步的。因此，當(dāng)序列同步，如果時(shí)鐘不同步，序列會逐漸產(chǎn)生偏差，最終失步。只

12、有序列和時(shí)鐘都達(dá)到同步，才能完成解擴(kuò)。模塊包含如下4大功能：（1）捕獲支路：用來捕獲擴(kuò)頻序列，達(dá)到序列同步的狀態(tài)。（2）跟蹤支路：用來進(jìn)行時(shí)鐘同步。（3）序列產(chǎn)生單元：產(chǎn)生解擴(kuò)序列，序列產(chǎn)生可受滑動控制單元控制，是序列相位滑動。（4）滑動控制單元：產(chǎn)生序列的滑動控制脈沖信號。該脈沖信號由前面的門限判決信號控制，當(dāng)門限判決輸出為高時(shí)，說明序列已經(jīng)捕獲，滑動控制單元停止產(chǎn)生滑動控制脈沖信號；當(dāng)門限判決輸出為低時(shí)，說明序列未捕獲，滑動控制單元產(chǎn)生滑動控制脈沖信號。模塊端口名稱、可調(diào)參數(shù)及說明如下所述：模塊端口名稱端口說明捕獲支路同步序列輸出解擴(kuò)序列解擴(kuò)輸出輸出解擴(kuò)信號，是BSPK的數(shù)字調(diào)制信號相關(guān)1

13、同步序列與擴(kuò)頻信號相關(guān)計(jì)算輸出512K解擴(kuò)序列的時(shí)鐘信號跟蹤支路接收天線解擴(kuò)天線接收端口擴(kuò)頻信號輸入解擴(kuò)同軸電纜輸入端口超前序列與同步序列相比相位超前1/2碼元滯后序列與同步序列相比相位滯后1/2碼元相關(guān)2超前序列與擴(kuò)頻信號相關(guān)計(jì)算輸出相關(guān)3滯后序列與擴(kuò)頻信號相關(guān)計(jì)算輸出壓控電壓控制壓控晶振頻率變化的信號（1）增益調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)天線接收小信號放大的增益。（2）判決門限調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)相關(guān)峰的判決門限（由于接收信號幅度不同，相關(guān)峰的幅值也有所不同）。（3）壓控偏置調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)壓控晶振的中心頻率。（4）PN序列長度設(shè)置：設(shè)置PN序列長度為127或128位。（5）PN初始狀態(tài)設(shè)置：設(shè)置PN序列初始狀態(tài)。5、實(shí)驗(yàn)

14、系統(tǒng)框圖CDMA發(fā)射系統(tǒng)框圖CDMA接收系統(tǒng)框圖注：CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，接收端根據(jù)不同擴(kuò)頻序列，來捕獲跟蹤不同碼道上的信息。6、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖說明我們擴(kuò)頻通信的實(shí)現(xiàn)機(jī)理為：CDMA擴(kuò)頻通信發(fā)送端是將模擬音頻源先通過12號模塊壓縮成數(shù)字信號，再將數(shù)字信源與高速率擴(kuò)頻碼（比如Gold序列或m序列）相乘，經(jīng)過調(diào)制電路將擴(kuò)頻后的信號搬移到一個適當(dāng)?shù)念l段進(jìn)行傳輸，然后功放電路無線發(fā)射出去；CDMA擴(kuò)頻通信接收端是將天線接收的信號先經(jīng)過小信號放大處理，再通過捕獲、跟蹤擴(kuò)頻碼來進(jìn)行同步解擴(kuò)，并提取解調(diào)所需同步載波，最后經(jīng)過解調(diào)以及碼元再生電路，還原輸出原始信源的數(shù)字碼型，最后通過12號模塊的語音解壓縮功能

15、還原出原始的模擬信號。對于數(shù)字信源的傳輸，則CDMA接收系統(tǒng)框圖中略去發(fā)送前端的語音壓縮和接收后端的語音解壓縮即可。這里，我們以傳輸模擬信號和數(shù)字信號兩路信號為例，搭建擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。四、實(shí)驗(yàn)步驟概述：該項(xiàng)目主要是通過自行搭建CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，認(rèn)識和掌握CDMA通信系統(tǒng)的框架以及相關(guān)原理知識點(diǎn)。（一）搭建CDMA發(fā)射系統(tǒng)。該系統(tǒng)中有兩路信號源，一路是主控信號源模塊提供的PN數(shù)字序列，另一路是12號模塊的麥克輸入的音頻模擬信號。音頻信號經(jīng)12號模塊的編碼壓縮處理后輸出8K數(shù)字信號。PN序列此時(shí)的速率也是8K。1、關(guān)電，按表格所示，完成CDMA通信系統(tǒng)發(fā)送端的連線。先將話筒接入到12號模塊的話筒

16、接口，作為模擬源。源端口目的端口連線說明模塊12：TH6(編碼時(shí)鐘)模塊14：TH1(NRZ-CLK1)提供第一路時(shí)鐘模塊12：TH5(編碼輸出)模塊14：TH3(NRZ1)提供第一路數(shù)據(jù)信號源：CLK模塊14：TH6(NRZ-CLK2)提供第二路時(shí)鐘信號源：PN模塊14：TH2(NRZ2)提供第二路數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模塊14：TH4(CDMA1)模塊10：TH3(DIN1)送入DBPSK成形濾波模塊14：TH5(CDMA2)模塊10：TH2(DIN2)送入DBPSK成形濾波模塊10：TH7(I-OUT)模塊10：TH6(I-IN)I路成形信號送入調(diào)制模塊10：TH9(Q-OUT)模塊10：TH8(Q-

17、IN)Q路成形信號送入調(diào)制2、設(shè)置14號模塊上兩路信號的不同擴(kuò)頻碼序列：撥碼開關(guān)S2為0001，撥碼開關(guān)S3為0010，撥碼開關(guān)S1和S4全置為0，序列長度設(shè)置開關(guān)設(shè)置為127位。此時(shí)第一路擴(kuò)頻信號CDMA1則對應(yīng)開關(guān)S1為0001的擴(kuò)頻碼序列，第二路擴(kuò)頻信號CDMA2則對應(yīng)開關(guān)S2為0010的擴(kuò)頻碼序列。（注：待系統(tǒng)開電后需按復(fù)位鍵S7，以便系統(tǒng)加載14號模塊的撥碼開關(guān)的對應(yīng)碼值功能。）注：有興趣的同學(xué)可以設(shè)置14號CDMA發(fā)送模塊上兩路不同擴(kuò)頻序列，保證二者不同即可，同時(shí)在后面的接收端也應(yīng)注意接收不同碼道信息而對應(yīng)設(shè)置不同的擴(kuò)頻碼。此時(shí)CDMA發(fā)射系統(tǒng)的信號輸出端口為：10號模塊的P1（調(diào)

18、制輸出），以及經(jīng)過功放后的P2（發(fā)射天線）。（二）搭建CDMA接收系統(tǒng)并聯(lián)調(diào)。本實(shí)驗(yàn)中可根據(jù)所需接收的信號搭建接收系統(tǒng)。用于接收PN序列的系統(tǒng)和用于接收麥克音頻信號的系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)連線上有些許聯(lián)系和區(qū)別。（注：為方便系統(tǒng)的調(diào)試，建議先搭建用于接收PN序列的CDMA接收系統(tǒng)。）1、搭建用于接收PN序列的接收系統(tǒng)并聯(lián)調(diào)。（1）按下面表格所示，完成用于接收PN數(shù)字信號的CDMA接收系統(tǒng)的連線。根據(jù)發(fā)送端的撥碼情況，設(shè)置接收端15號CDMA接收模塊中撥碼開關(guān)S1=0010，撥碼開關(guān)S4=0000。（注：待系統(tǒng)開電后需按復(fù)位鍵S2，以便系統(tǒng)加載15號模塊的撥碼開關(guān)的對應(yīng)碼值功能。）源端口目的端口連線說明模塊

19、10：P1(調(diào)制輸出)模塊15：J4(擴(kuò)頻信號輸入)將擴(kuò)頻信號送入解擴(kuò)單元模塊15：J3(解擴(kuò)輸出)模塊11：P1(解調(diào)輸入)送入解調(diào)單元（2）開電，設(shè)置主控菜單，選擇【移動通信】【CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)】。按14號模塊和15號模塊的復(fù)位開關(guān)。此時(shí)信號源的PN序列和12號模塊的編碼輸出都為8K數(shù)字信號，作為擴(kuò)頻前的信號源。系統(tǒng)接收端用于恢復(fù)PN序列。（3）聯(lián)調(diào)系統(tǒng)，直至11號模塊的Dout與信號源PN的碼型一致。聯(lián)調(diào)操作說明：用示波器探頭分別接信號源PN和11號模塊的Dout，并以連接PN序列的探頭作為觸發(fā)源。聯(lián)調(diào)過程中應(yīng)注意對比觀測Dout和PN的碼元。先慢慢調(diào)節(jié)15號模塊的判決門限調(diào)節(jié)旋

20、鈕W2，注意捕獲指示燈LED1的變化，捕獲指示燈應(yīng)從滅、到閃、然后保持長亮即可。（有興趣的同學(xué)此時(shí)可以觀察一下測試點(diǎn)“相關(guān)1”的變化情況。當(dāng)指示燈滅時(shí)，“相關(guān)1”有相關(guān)峰出現(xiàn)，表明此時(shí)解擴(kuò)碼的碼型與擴(kuò)頻碼相同但是相對滑動的，相對滑動的序列無法用于后續(xù)解擴(kuò)。當(dāng)繼續(xù)調(diào)節(jié)W2至指示燈長亮?xí)r，“相關(guān)1”的相關(guān)峰消失，表明此時(shí)解擴(kuò)碼與擴(kuò)頻碼同步了，此時(shí)對于碼型相同且同步的解擴(kuò)碼則可用于后續(xù)解擴(kuò)。）然后緩慢調(diào)節(jié)11號模塊的W1，W1主要用于相干解調(diào)時(shí)所需載波的相位調(diào)整，微調(diào)W1時(shí)應(yīng)關(guān)注Dout輸出碼元的變化，并和PN序列比較；調(diào)節(jié)過程中可配合按一下復(fù)位開關(guān)S3讓系統(tǒng)重新識別載波相位。最后直到11號模塊的D

21、out與信號源PN的碼型一致。2、搭建用于接收音頻信號的接收系統(tǒng)并聯(lián)調(diào)。在用于接收PN序列的接收系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加若干連線，即可搭建成用于接收音頻信號的接收系統(tǒng)。并按下表所示增加的實(shí)驗(yàn)連線：（1）根據(jù)發(fā)送端的撥碼情況，先設(shè)置接收端15號CDMA接收模塊中撥碼開關(guān)S1=0001，撥碼開關(guān)S4=0000。（注：待系統(tǒng)開電后需按復(fù)位鍵S2，以便系統(tǒng)加載15號模塊的撥碼開關(guān)的對應(yīng)碼值功能。）并按下表所示，增加實(shí)驗(yàn)連線：源端口目的端口連線說明模塊11：TH5(BS-out)模塊12：TH4(譯碼時(shí)鐘)提供譯碼時(shí)鐘信號模塊11：TH4(Dout)模塊12：TH3(譯碼輸入)送入信源譯碼單元將耳機(jī)插入接收端的

22、12號模塊的耳機(jī)接口。（2）參考用于接收PN序列的接收系統(tǒng)的操作步驟和聯(lián)調(diào)方法，完成音頻信號傳輸，用耳機(jī)感受話音效果。注意，12號模塊的復(fù)位鍵S1用于處理語音壓縮編碼和譯碼時(shí)序，在系統(tǒng)開電聯(lián)調(diào)過程中需按一下復(fù)位鍵S1。建議：可先用PN序列作為信源，將本路擴(kuò)頻與解擴(kuò)系統(tǒng)調(diào)通，再用12號模塊的編碼輸出信號替換數(shù)字信號。（三）搭建無線收發(fā)系統(tǒng)。（選做）步驟（一）（二）完成的是CDMA有線通信系統(tǒng)。若想搭建CDMA無線通信系統(tǒng)，只需做如下調(diào)整。（1）除去以下連線：源端口目的端口連線說明模塊10：P1(調(diào)制輸出)模塊15：J4(擴(kuò)頻信號輸入)將擴(kuò)頻信號送入解擴(kuò)單元（2）分別將10號模塊的P2(發(fā)射天線)

23、和15號模塊的J2(接收天線)接拉桿天線。注：系統(tǒng)聯(lián)調(diào)時(shí)，建議先以有線通信系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，再轉(zhuǎn)為無線收發(fā)。適當(dāng)順時(shí)針調(diào)節(jié)15號模塊的增益調(diào)節(jié)旋鈕W1（用于接收信號的前級放大），再參考步驟（一）（二）中操作說明和聯(lián)調(diào)方法，嘗試調(diào)通整個無線收發(fā)系統(tǒng)。注：本實(shí)驗(yàn)中雖沒有涉及2號模塊的連線，但應(yīng)將2號模塊也開電。2號模塊的DoutMUX和BSOUT也可作為擴(kuò)頻輸入端的數(shù)字信號和時(shí)鐘信號，替代PN序列或替代12號模塊的編碼輸出。5、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 經(jīng)過調(diào)試，確實(shí)可以通過耳機(jī)聽到在麥克風(fēng)中輸入的聲音，而且較為清晰，這說明CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)能夠較好地實(shí)現(xiàn)信息的傳輸。該實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)在與聯(lián)調(diào)系統(tǒng)中調(diào)節(jié)11號模塊

24、的Dout與信號源PN的碼型一致，只要聯(lián)調(diào)系統(tǒng)調(diào)試成功，語音信號的傳輸會進(jìn)行地比較順利。實(shí)驗(yàn)四：FH-CDMA（跳頻碼分多址）通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：4月23號一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解跳頻（FH）通信系統(tǒng)架構(gòu)及特性。二、實(shí)驗(yàn)器材1、 主控&信號源、12、10、11、16號模塊 各一塊2、 雙蹤示波器 一臺3、 連接線 若干三、實(shí)驗(yàn)原理1、實(shí)驗(yàn)原理框圖跳頻通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)原理框圖2、實(shí)驗(yàn)框圖說明跳頻通信系統(tǒng)發(fā)送端是將模擬信號源經(jīng)過12號模塊語音壓縮轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過10號模塊的調(diào)制功能，將信號搬移到高頻上進(jìn)行傳輸，再與跳頻信號發(fā)生器的信號進(jìn)行混頻，形成跳頻信號輸出；跳頻的方法是把一個寬頻段分成若干個頻率

25、間隔（稱為頻道或頻隙），發(fā)信機(jī)在某一特定的事件間隔中，用哪一個頻道發(fā)信號，是由一個偽隨機(jī)序列控制的。跳頻通信系統(tǒng)接收端是將跳頻信號送入解跳頻單元，收信機(jī)的本地振蕩信號頻率如果能與輸入信號的頻率按同一規(guī)律同步地跳變，那么，經(jīng)過變頻以后，得到的中頻信號將把原來的頻率跳變解除，也稱解跳或去跳。解調(diào)后的信號再經(jīng)過11號模塊的解調(diào)功能，完成數(shù)字信號的解調(diào)輸出，最后通過12號模塊的語音解壓縮功能，將原始模擬信號還原出來。3、模塊原理框圖跳頻模塊原理框圖4、模塊框圖說明模塊中按鍵開關(guān)S2可以切換設(shè)置跳頻序列，不同的跳頻序列表示不同的頻點(diǎn)變化情況；開關(guān)K1可以選擇頻點(diǎn)的跳變速度，可分為10跳/S和1跳/S兩種

26、。跳頻模塊發(fā)射部分：10.7M已調(diào)信號，送入跳頻模塊中與跳頻載波進(jìn)行混頻，由帶通濾波器選出跳頻信號，放大后輸出。跳頻模塊接收部分：跳頻信號送入跳頻模塊中與跳頻載波進(jìn)行混頻，由帶通濾波器選出10.7M固定頻率已調(diào)信號，放大后輸出，完成解跳頻。跳頻本振源部分：由單片機(jī)控制PLL（鎖相環(huán)電路）的分頻器，由PLL電路輸出跳頻載波?？奢敵?個頻率點(diǎn)，頻率分別為：21.3231M、21.3692M、21.4154M、21.4615M、21.5077M、21.5538M、21.6000M。由按鍵S2控制頻點(diǎn)跳變順序。中心頻率為10.7M的已調(diào)信號與跳頻本振源混頻后，選出差頻信號，中心頻率分別為：10.623

27、1M、10.6692M、10.7154M、10.7615M、10.8077M、10.8538M、10.9000M，對應(yīng)信道號分別為1-7，信道間隔約為46KHz。5、跳頻相關(guān)知識擴(kuò)頻信號是一種經(jīng)過偽隨機(jī)碼序列調(diào)制的寬帶信號，其帶寬通常比原始信號的帶寬高幾個量級。常用的擴(kuò)頻信號有兩類：跳頻信號和直接序列擴(kuò)頻信號（簡稱直擴(kuò)信號）。跳頻的方法是把一個寬頻段分成若干個頻率間隔（稱為頻道或頻隙），發(fā)信機(jī)在某一特定的事件間隔中，用哪一個頻道發(fā)信號，是由一個偽隨機(jī)序列控制的。收信機(jī)的本地振蕩信號頻率如果能與輸入信號的頻率按同一規(guī)律同步地跳變，那么，經(jīng)過變頻以后，得到的中頻信號將把原來的頻率跳變解除，也稱解跳

28、或去跳。下圖是跳頻通信系統(tǒng)的原理框圖。圖（a）為跳頻發(fā)射系統(tǒng)，圖（b）為跳頻接收系統(tǒng)。跳頻系統(tǒng)原理框圖跳頻系統(tǒng)主要是由碼產(chǎn)生器和頻率合成器兩部分組成?？焖夙憫?yīng)的頻率合成器是跳頻系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。跳頻系統(tǒng)有慢跳和快跳兩種，簡述如下：假設(shè)數(shù)據(jù)調(diào)制采用頻移鍵控調(diào)制，是一個信息比特寬度，每秒數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出頻率中的一個。每隔秒跳頻調(diào)制器把數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出的頻率變換到一個新的頻率。若，則此跳頻系統(tǒng)稱為慢跳系統(tǒng)。在慢跳頻系統(tǒng)中，跳頻速度比數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出符號變化速度慢。如果在每個符號中頻率跳變多次，這樣的跳頻系統(tǒng)稱為快跳系統(tǒng)。在跳頻系統(tǒng)中，頻率跳變數(shù)和跳變率主要決定下列三個因素：（1）欲傳送的信息類型及信息率。（

29、2）要求的冗余度。（3）同最近的潛在干擾器的距離。跳頻系統(tǒng)可用多個頻率解決傳輸信息的誤碼率。為了減小誤碼率可用多個頻率傳送一個比特的信息，收信機(jī)根據(jù)參數(shù)原則進(jìn)行判決，例如“5中擇3”判決。用5個頻率傳輸一個比特的信息，只要收到3個正確頻率就認(rèn)為接收的是正確信息，而不管另兩個頻率是否正確。這增加了冗余度，但比起簡單跳頻系統(tǒng)抗干擾性能提高了三個量級，而跳變頻率要提高3倍。從減小誤碼率出發(fā)，要每比特信息送出的頻率數(shù)越多越好，但這要受到頻率合成器帶寬和頻率容量的限制。影響跳頻速率選擇的另一個因素是不同方向的同頻信號的干擾。這樣的信號可能來自多路徑或應(yīng)答式干擾。在大多數(shù)情況下，到達(dá)收信機(jī)的多路徑信號遠(yuǎn)小

30、于有用信號，因此，對多路徑信號一般可不考慮。應(yīng)答式干擾機(jī)在收到跳頻信號后，對它先放大再用噪聲調(diào)制，或者在干擾者知道跳變編碼時(shí)發(fā)射補(bǔ)碼信號，這都會引起嚴(yán)重干擾。為了對付這一威脅，頻率跳變率必須大于1/(TTd)，這里T是從跳頻發(fā)信機(jī)到干擾機(jī)，再從干擾機(jī)到接收機(jī)的總傳輸時(shí)間，Td是直達(dá)信道傳輸時(shí)間。在這種情況下，就可以保證當(dāng)干擾信號到達(dá)收信機(jī)時(shí)，有用信號已跳到另一個新頻率。概括起來說，跳變頻率具有如下特點(diǎn)：（1）從干擾機(jī)理來說，跳頻系統(tǒng)不同于擴(kuò)頻系統(tǒng)。擴(kuò)頻系統(tǒng)是將干擾能量均勻地分配在被擴(kuò)展的頻帶上從而降低干擾的功率譜密度，而有用信號經(jīng)解擴(kuò)處理后能量集中于信息帶寬內(nèi)。跳頻系統(tǒng)只有當(dāng)干擾頻率正處于跳頻頻道上時(shí)才能起到干擾作用。因此，瞄準(zhǔn)式干擾對跳頻系統(tǒng)作用不大，而對擴(kuò)頻系統(tǒng)系統(tǒng)有嚴(yán)重威脅。（2）易于解決鄰近強(qiáng)電臺的干擾，即所謂遠(yuǎn)近效應(yīng)。（3）具有多址和