移动通信实验报告-实验六 DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信52.docVIP

20123100018 盘绮雯 12级通信7班 实验六 DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信实验报告 一、实验目的 了解DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信原理。 二、实验内容 1．测量单信道DS-CDMA通信系统发端及收端波形，了解发端扩频调制及收端相关检测原理，初步了解直扩码分多址逻辑信道形成原理。 2．测量2信道DS-CDMA通信系统发端及收端波形，进一步了解发端扩频调制、收端相关检测及码分多址逻辑信道形成原理。 三、基本原理 图6-1为直扩码分多址DS-CDMA（Direct Sequence Spread Spectrum-Code Division Multiple Access）通信系统原理框图。DS-CDMA利用高速率的正交码序列ci（互相关函数值为0或很小的码序列）作为地址码，与用户信息数据di相乘（或模2加）得到信息数据的直接序列扩频信号，经过相应的信道传输后，在接收端与本地产生的地址码进行相关检测，从中将地址码与本地地址码一致的用户数据选出，把不一致的用户数据除掉。码分多址通信系统可完成时域、频域及空间上混叠的多个用户数据的同时传输，或者说，利用正交地址码序列在同一载频上形成了多路逻辑信道，可动态地分配给用户使用。 其工作原理如下[9,10,11]： 1．正交码序列 （1）定义 设ci(t),i=1,2,…, N是序列周期为T（一序列周期内子码元数为p，子码周期为TP=T/p）的一组码序列。若它们的互相关函数为0，即 （6-1） 则称为正交码序列组，可作为DS-CDMA系统的地址码。 为便于收端实现地址码的同步，它们应具有尖锐的自相关峰，即满足 （6-2） 实际地址码互相关函数及自相关函数不一定严格满足以上关系。迄今为止，实际用于DS-CDMA的地址码，按互相关性能可分成二类： ① 互相关函数值在任意τ值下，与自相关函数峰值相比都很小，但不一定为0，称为准正交。 ② 互相关函数值在指定的时刻（例如τ=0）才为0，才是正交的；而在其它时刻互相关函数值可能很大。 地址码按自相关性能可分为以下二类： ① 自相关峰很尖锐且在一序列周期内只有一个自相关峰，与白噪声的自相关函数相近，称为PN序列( PseudoNoise sequence–伪噪声序列)。 ② 自相关峰不尖锐或在一序列周期内有多个自相关峰，不属于PN序列。 （2）常用正交码序列 常用正交码序列有以下三种： ① Walsh（沃尔什）序列：在指定时刻（τ=0）正交，自相关特性不好(不属于PN序列)。 ② m序列：准正交，自相关特性很好(属于PN序列)。 ③ Gold序列：准正交，自相关特性很好(属于PN序列)。 表6-1给出8阶Walsh序列[1]。表示0号8阶Walsh序列，其它依此类推。 在研究8阶Walsh序列的正交性前，先研究一下如何计算及用什么电路实现式（6-1）、（6-2）所示的相关运算。 表6-1 8阶沃尔什(Walsh)序列 （0，1）域 （-1，+1）域 0 0 0 0，0 0 0 0 -1-1-1-1，-1-1-1-1 0 1 0 1，0 1 0 1 -1 1-1 1，-1 1-1 1 0 0 1 1，0 0 1 1 -1-1 1 1，-1-1 1 1 0 1 1 0，0 1 1 0 -1 1 1-1，-1 1 1-1 0 0 0 0，1 1 1 1 -1-1-1-1， 1 1 1 1 0 1 0 1，1 0 1 0 -1 1-1 1， 1-1 1-1 0 0 1 1，1 1 0 0 -1-1 1 1， 1 1-1-1 0 1 1 0，1 0 0 1 -1 1 1-1， 1-1-1 1 二进制数用0，1表示，在常用的正逻辑数字电路里面的形式是低电平（L）、高电平（H）。两个二进制序列A、B由异或门及模拟乘法器进行处理的电路及输出如图6-2所示。 图中，假定A=010011…，B是长串的连0或连1。模拟乘法器输入、输出端有自己的正常静态偏置电平，故与前后电路必须通过隔直流电容相联。输入二进制序列0、1…经过隔直后，以模拟乘法器输入偏置电平为参考，成为负电平、正电平…，归一化后为-1、+1…，即0变成-1，1变成+1。由图6-2可见，除了倒相之外，两电路的输出完全相同。而倒相的差别，很容易通过加一级倒相器来消除，可以不予考虑。将A、B互换或改为其它数椐重画波形，可得到相同结果。 由以上分析可得到以下结论： （1）（0，1）域上的二进制序列作乘法运算，必须首先转换到（-1，+1）域上（0→-1，1→+1）然后再相乘。 （2）二进制序列在（0，1）域上模二加（异或）运算与其在（-1，+1）域上的乘法运算等效。 进一步分析容易得出，对于