移动通信实验指导书(7)

五、实验报告内容

1、整理测量结果，画出8阶Walsh序列的自相关函数及互相关函数曲线(画在一张图中)，画出16阶Walsh序列的自相关函数及互相关函数曲线(画在一张图中) 。

2、分析测量结果，Walsh序列的自相关函数在一个序列周期内是否只有1个尖锐的相关峰，是否属于PN序列。它们单独使用时，收端可以实现序列同步吗？

3、分析测量结果，Walsh序列的互相关函数值在整个序列周期内是否都远小于其自相函数峰值，在相对时延?为何值时Walsh序列组才是全部二二正交的？

4、16阶Walsh序列长度为多少位码片？整个正交序列组包含多少个序列？

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实验五、复合地址码扩频调制及PN码解扩

一、实验目的

1、掌握发端复合地址码扩频调制及收端PN码解扩的基本原理。 2、掌握扩频调制及解扩的实现过程。 二、实验条件

1、示波器 2、移动通信实验箱 三、实验原理

W0 (全0) 导频信道信码 (全0) 同步信道信码SYfr（00H） 用户1信码 Dlxs

W8 PN1 SYss Wi Dlw PN1 Dlss PN1 PIL ∑ M5 M1 M8

Dss BPSK1 fIF-RX fIF-des ? ?? ? PN(0) PN1 Drw LPF ? BS1

fIF1 cos?IFt fIF cos?IFt

MS

图3-1 复合地址码扩频调制及PN码解扩（去扰）原理框图

由图3-1可见，发端BS1导频信道扩频基带信号

PIL=PN1(t) （5-1）

同步信道扩频基带信号

SYss=SYfr?W8?PN1 （5-2）

用户1由信道地址码Wi单独扩频的扩频基带信号

D1w=Dlxs?Wi （5-3）

用户1由信道地址码Wi及基站地址码PN1复合扩频的扩频基带信号

Dlss=Dlw?PN1=Dlxs?Wi?PN1 （5-4）

则BS1总的扩频基带信号

Dss=PIL+SYss+Dlss+…

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经BPSK调制后输出

BPSK1=Dss·cos?IFt

=PIL·cos?IFt+SYss·cos?IFt+D1ss·cos?IFt+… （5-5）

接收端收到的中频信号fIF-RX也可用式（3-11-5）表示，则由模拟乘法器M5构成的PN码解扩器输出

fIF-des=fIF-RX·PN1(t)

=(PIL·cos?IFt+SYss·cos?IFt+Dlss·cos?IFt+…)·PN1(t) 将式（5-1）、式（5-2）及式（5-4）代入上式，并用到?与乘法器等效的关系，得

fIF-des=PN1(t)·PN1(t)·cos?IFt ；导频信道 +SYfr·W8·PN1(t)·PN1(t)·cos?IFt ；同步信道

+Dlxs·Wi·PN1(t)·PN1(t)·cos?IFt ；用户1业务信道 +…

将PN1(t)·PN1(t)=+1·+1/-1·-1=1代入上式得

fIF-des=cos?IFt ；导频信道

+SYfr·W8·cos?IFt ；同步信道

+Dlxs·Wi·cos?IFt ；用户1业务信道 （5-6） +…

由式（5-6）可见，PN码解扩（去扰）输出信号fIF-des中已不包含PN码，已完成PN码解扩（去扰）。

已PN码解扩（去扰）信号由模拟乘法器M8及LPF构成的载波解调器解调得

Drw=1 ；导频信道

+SYfr·W8 ；同步信道

+Dlxs·Wi ；用户1业务信道 （5-7） +…

各信道信号是仅剩下Walsh码扩频调制的扩频基带信号，PN码的扩频调制已在M5构成的PN码解扩（去扰）电路中去掉。若发端BS1仅打开导频信道PIL及用户业务信道D1ss，则收端输出为

Drw=1+Dlxs·Wi=1+Dlw (5-8)

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四、实验内容与要求

（一）扩频调制测量步骤

1、实验箱设置：插上BS1、BS2及MS天线。Dl设置为全1。

2、示波器设置：外触发，下降沿触发，外触发信号接自BS1的帧同步FS；二个测量通道都为直流耦合，2V/DIV。

3、示波器一个通道测量发端BS1用户1基带信号Dlxs，另一个通道顺次测量Wi、Dlw、PN1及Dlss，将时序对齐记录在表5-1，验证是否满足式（5-3）及式（5-4）复合地址码扩频调制的关系式。

4、示波器二个通道同时测量PN1及PIL，观测二者是否相同，即是否满足式（5-1）。

表5-1 D1扩频调制过程

Dlxs信码波形 PN1码片序号[1] 32 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 1 Wi=W 码片数据[2] Dlw 码片数据 PN1 码片数据 Dlss 码片数据 注：[1].PN码的1个序列周期(32位码片)对应Walsh码的2个序列周期(2×16=32位码片) [2].标明实际设置的信道地址码,例如Wi=W7.

（二）PN码解扩（去扰）测量步骤

1、发端BS1关断同步信道SYch，以免同步信道信号形响下一步的信号观测。 2、示波器二个通道同时测量发端BS1的Dlw（发端用户1基带信码Dlxs仅被Wi扩频的扩频基带信号）及收端MS的Drw（收端仅剩下Walsh码扩频的扩频基带信号），比较二者是否相同（不考虑Drw中的毛刺及导频信道输出的直流分量，参见式(3-11-8)），

接收的D1复合地址码扩频信号是否已经PN码解扩（去扰）。

3、在MS的“PN码捕获及解扩”模块中按下“开环”键，断开PN码捕获环路，使PN码失步，PN码同步指示灯灭，接收信号未能正常地PN码解扩及载波解调，再观测比较Drw是否与Dlw相同。

4、释放收端MS“开环”键，观测收端MS能否实现PN码同步(PN码同步指示灯常亮)。然后发端BS1打开同步信道SYch，使收端MS又实现PN码同步（PN码同步指示灯常亮）及帧同步（帧同步指示灯常亮），收发二端LED显示信码Dr与Dl

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相同。

五、实验报告内容

1、对照图5-1，验证实测的D1扩频调制数据表5-1是否满足式（5-3）及式（5-4）。并说明为什么称Dlss为Dlxs的扩频基带信号。

2、说明在DS-CDMA移动通信系统中作为引导序列的PN码具有那些功能。 3、根椐测量结果，说明同步信道在移动台接收机PN码同步中的重要作用。

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