实验一GOLD序列特性实验.docVIP

实验 GOLD序列特性实验 一、实验目的 1、掌握GOLD序列的特点。 2、了解GOLD序列在直接扩频通信中所起的作用 二、实验器材 1、移动通信原理实验箱 一台 2、20M双踪示波器 一台 3、频谱分析仪或带FFT功能的数字示波器（选配） 一台 三、实验内容 1、观察GOLD序列的波形（频谱）。 2、观察GOLD序列的自相关和互相关特性。 四、实验原理 1、伪随机序列 工程上常用二元{0，1}序列来产生伪噪声码。它具有如下特点： 每一周期内“0”和“1”出现的次数近似相等。 每一周期内，长度为n比特的游程出现的次数比长度为n+1比特的游程出现的次数多一倍。（游程是指相同码元的码元串） 序列具有双值自相关函数，即： （4.1-1） 在（4.1-1）式中，p为二元序列周期，又称码长，k为小于p的整数，τ为码元延时。 2、m序列 二元m序列是一种基本的伪随机序列，有优良的自相关函数，易于产生和复制，在扩频技术中得到了广泛的应用。长度为2n-1位的m序列可以用n级线性移位寄存器来产生。如图4.1-1所示： 图4.1-1 线性移位寄存器 m序列的特性如下 在每一周期p= 2n-1内，“0”出现2n－1-1次，“1”出现2n－1次，“1”比“0”多出现一次。 在每一周期内共有2n－1个元属游程，其中“0”的游程和“1”的游程数目各占一半。并且，对n2，当1≤k≤n-1时，长为k的游程占游程总数的1/ 2 k，其中“0”的游程和“1”的游程各占一半。长为n–1的游程只有一个，为“0”的游程；长为n的游程也只有一个，为“1”的游程。 m序列（a k）与其位移序列（）的模二和仍然是m序列的另一位移序列（），即： m序列的自相关函数为： （4.1-2） 3、Gold序列 m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作CDMA（码分多址）通信的地址码时，其主要问题是由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，对于多址应用来说，可用的地址数太少了。而Gold序列m序列的地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到了广泛的应用。 Gold序列m序列的复合码，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对模二和构成的。其中m序列优选对是指在m序列集中，其互相关函数最大值的绝对值最接近或达到互相关值下限（最小值）的一对m序列。这里我们定义优选对为：设A是对应于n级本原多项式f（x）所产生的m序列，B是对应于n级本原多项式g（x）所产生的m序列，当他们的互相关函数满足： （4.1-3） 则f（x）和g（x）产生的m序列A和B构成一对优选对。 在Gold序列m序列相对位移就可得到一个新的Gold序列2n－1比特时，就可得到一族（2n－1）个Gold序列m序列，共有（2n＋1）个Gold序列Gold族2n－1个序列已不再是m序列，也不具有m序列的游程特性。但Gold码族中任意两序列之间互相关函数都满足（4.1-3）式。由于Gold码的这一特性，使得码族中任一码序列都可作为地址码，其地址数大大超过了用m序列作地址码的数量。所以Gold序列Gold序列。这两种结构是完全等效的，它们产生Gold序列。 图4.1-2 串联型Gold序列 图4.1-3 并联型Gold序列 图4.1-4 Gold序列的自相关特性 4、实验系统 在本实验系统中使用Gold序列Gold序列8位拨码开关“GOLD1置位”、“GOLD2置位”和“GOLD3置位”，他们分别用来设置发送和接收端产生的Gold序列Gold序列Gold序列m序列相异或产生的，8位拨码开关用于设定其中一个m序列的相位，通过拨动开关设定m序列的不同相位，两个m序列相异或所产生的Gold序列2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401和POWER402，对应的发光二极管LED301、LED302、LED401和LED402发光，CDMA系统的发射机和接收机均开始工作。 3、发射机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“扩频”、“编码”均拨下，接收机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“跟踪”、“解码”均拨下。此时系统的信码速率为1Kbit/s，扩频码速率为100Kbit/s。 4、观察Gold序列 ① 拨动拨码开关“GOLD1置位”，设置GOLD1序列的初始相位，按“发射机复位”键。 ② 用示波器观察测试点“GOLD1”处的波形。改变拨位开关“扩频码速率”的设置，按“发射机复位”键，再观察“GOLD1”处的波形。 ③ （选做）用带FFT功能的数字或虚拟示波器观察“GOLD1”处的频谱。改变拨位开关“扩频码速率”的设置，按“发射机复位”键，再观察“GOLD1”处的频谱。