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

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

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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

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