試驗(yàn)五FH-CDMA跳頻碼分多址移動(dòng)通信

1、實(shí)驗(yàn)五FH-CDMA （跳頻碼分多址）移動(dòng)通信、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握FH-CDMA跳頻碼分多址）移動(dòng)通信原理2 . 了解常用的正交跳頻序列一RS編碼序列。、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 .測量FH-CDM驅(qū)動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)射端及接收端鎖相頻率合成器控制電壓，了解收發(fā)兩端頻率是否按同一跳頻序列同步跳變（同地址FH-CDMA或按不同跳頻序列跳變（不同地址FH-CDMIA2 .測量同地址與不同地址FH-CDMA：射端及接收端的有關(guān)信號與數(shù)據(jù)。三、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1 .雙路無線綜合測試儀；2 .無純電話（座機(jī)和手機(jī)）；有線電話若干;3 .小型程控交換機(jī)；4 .數(shù)字示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟:1 . m序列發(fā)生器在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下循環(huán)右移

2、生成的 m序列及對應(yīng)的1個(gè)RS序列見表5-1。使用4階m序列發(fā)生器構(gòu)成RS編碼發(fā)生器。填寫至表5-2。表5-1 4 階m序列的寄存器狀態(tài)及 NbNNNfOOO時(shí)的RS序列D3D2DD0RS予列距離（與前值比較）(1)1111151(2)011178(3)1011114(4)010156(5)1010105(6)1101133011067(8)001133(9)100196(10)010045(11)001022(12)000111(13)100087(14)1100124(15)1110142表5-2 RS編碼序列使用RS編碼序列作為頻道號去控制頻率合成器輸出頻率跳變。選取0號及 11號序列作

3、為后面實(shí)驗(yàn)的正交跳頻序列?？紤]到收發(fā)信機(jī)頻道號為 1-20,將上 述序列值加3后得到實(shí)際使用的二組正交跳頻序列填至表 5-3。序列號RS編碼序列N2N1N0(2)(3)(5)(6)(7)(8)(9)(10 )(11 )(12 )(13 )(14)(15 )(0)0000(1)0001(2)0010(13廠101(14廠110(15)1111表5-3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用的二個(gè)正交跳頻序列序列號跳頻序列（頻道號）015711510136394218121411412014161382159103752 .設(shè)置綜測儀為FH-CDMA：作方式（按K1至NECH丁亮，再按K4） , TRX-BS 及TRX-MS

4、勺工作頻道按表5-3以15跳/秒速率隨機(jī)跳變，工作方式控制面板上 信道（CH）號數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示TRX-MS勺信道號；fT開發(fā)射機(jī)TX-BS （K6置ON K7 置BS, BS測量面板TX綠燈亮），加上內(nèi)部調(diào)制數(shù)字信號（K9置INT）。3 .反復(fù)按K4鍵，系統(tǒng)循環(huán)步進(jìn)處于表5-4所示二種子工作方式之一。表5-4 FH-CDMA通信子工作方式子方式序號NECH 丁指示子工作方式閃速占空比14Hz0.1同地址（收發(fā)兩端都用表5-3中0號序列）同步 FH-CDMA24Hz0.9不同地址（收發(fā)兩端分別用0及11號序歹 DFH-CDMA4 .雙蹤示波器二個(gè)通道都設(shè)置為 DC 2V/DIV5V/DIV,分別

5、觀測TRX-BS及TRX-MS勺鎖相頻率合成器環(huán)路控制電壓 uc；置內(nèi)觸發(fā)方式；掃描速度調(diào)至足夠 慢。5 .反復(fù)按K4鍵，NECH丁閃爍的占空比為0.1或0.9循環(huán)切換。當(dāng)占空比為0.1時(shí)，可觀測到二套收發(fā)信機(jī)Ucr同步隨機(jī)跳變，即同地址（按同一 RS編碼序列）同步跳頻；當(dāng)占空比為0.9時(shí)，可觀測到二套收發(fā)信機(jī)Ucr以不同方式隨機(jī)跳變，即不同地址（按二組不同的RS編碼序列）跳頻。6 .畫出FH-CDM驅(qū)動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Ig圖，將其與圖 5-3對比。將雙蹤示波 器二個(gè)通道分別接至圖5-3所示發(fā)端D及收端A電置外觸發(fā)方式，外觸發(fā)輸入 接至綜測儀MS測量面板TRIa端；掃描速度調(diào)至10ms/DIV。按

6、K4鍵，當(dāng)NECH丁 閃爍占空比為0.1即收發(fā)兩端同地址同步跳頻時(shí)，測量得到發(fā)端D1及收端AR波 形如圖5-4所示，并且當(dāng)收發(fā)天線距離足夠小，接收信號足夠強(qiáng)時(shí)，接收端顯示 接收信號頻率。反之，當(dāng)占空比為0.9即收發(fā)兩端不同地址跳頻時(shí)，接收端接收 不到發(fā)端信號，AF輸出一片噪聲，并且無接收信號頻率顯示。BSMS圖5-3 FH-CDMA移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)0電平(2V)圖5-4.同步FH-CDMA通信系統(tǒng)工作過程7.將雙蹤示波器掃描速度調(diào)至 2ms/DIV。按K4鍵，當(dāng)NECH丁閃爍占空比為0.1 時(shí)，接收端d輸出發(fā)端調(diào)制信號（D=1010110O 循環(huán)重復(fù)）。將示波器一個(gè)通道 接至發(fā)端D,另一通道順

7、次接至收端 A后di、42、CLK（h升沿有效）、D,以發(fā)端D為時(shí)間參考，順次測量并在同一座標(biāo)紙上記錄發(fā)端D及收端AF、”、CLK D波形?；蛘甙葱盘柫飨驈?D至AR、d、D<2、CLK D<,雙蹤示波器兩個(gè) 通道同時(shí)測量兩個(gè)相鄰信號，先在座標(biāo)紙上記錄前面一個(gè)信號波形（或前一次測量已記錄），再以前一個(gè)波形為時(shí)間參考記錄后面一個(gè)信號波形。依此類推順次 測量記錄所有信號波形。五、實(shí)驗(yàn)記錄:1、畫出由m序列構(gòu)成RS編碼序列的框圖。答：由m序列構(gòu)成RS編碼序列的框圖如下圖所示:4階m序列發(fā)生器RS編77序列圖5 2 RS編碼序列發(fā)生器2、填寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中的4階m序列形成的R例碼序列,答：由4

8、階m序列形成的RS編碼序列如表：（見下頁）乎列號RS編碼序列N2NiN）(2)(3)(5>)(6)(8夕)(9)(10)(11 )(12 )(13 )(14)(15 )(0)00001571151013639421812140001146104111272853091315(2)0010135978154111603101412(3)0011124869145010712111513(4)0100113151149271306512810(5)0101102140158361217413911(6)0110911331211051524714108(7)01118012213101414

9、35615119(8)1000715313251411112109046(9)1001614212341510013118157(10”01051311507129314811264(11"01141201416138215910375(12”10031179611015581413402(13”10121068701114491512513(14”11019511438137101215620(15”111084105291261113147313、研究跳頻序列的正交性答：由上圖知，如果FH-CDMA（統(tǒng)按表中所示同步組網(wǎng)工作， 則任意二組跳 頻序列對應(yīng)數(shù)值（頻道號）都不相同，即相

10、互正交。 4階RS序列組共有16個(gè)序 列，增加其階次可用序列數(shù)會(huì)迅速增加。4、在同地址同步 FH-CDMAC作方式下,發(fā)端 D及收端AF。、氏、E、CLK（上升沿有效）、D<波形并對照圖5-4。答：圖1:發(fā)端D1及收端AR的對比波形：（上：D ,下：AF）下圖AF通過整波變換后得到DKi分析：下圖為發(fā)端D通過調(diào)制以及解調(diào)之后得到圖形 AFo圖2:發(fā)端D1以及D<i對比波形：（下：AR,上：d）分析:的對比DKi 下:頁：ijimn分析：下圖為 "通過一個(gè)積分電路后得到波形 8圖四：發(fā)端D以及CLK的波形DKi以及DK2波形（上:DK2）見下圖五：發(fā)端D以及收端Dk波形的對

11、比波形（上：D,下：D）inru .分析：FH-CDMAa信系統(tǒng)的發(fā)端D一系列的變換得到系統(tǒng)終端 d,可以看出波形大體一致，有一定的延時(shí)。因?yàn)檎伎毡葹?0.1時(shí)，收發(fā)兩端同地址同步 跳頻，當(dāng)收發(fā)天線距離足夠小，接收信號足夠強(qiáng)時(shí)，接收端顯示接收信號頻率。5、系統(tǒng)在不同地址FH-CDMAL作方式下發(fā)端D及收端AR的波形,答：如下圖所示：圖中，上面的圖形是發(fā)端的信號，下面的圖形是收端 AFo輸出一片噪聲的情況。分析：當(dāng)收發(fā)兩端都采用0號序列同步跳頻時(shí)，接收端解調(diào)輸出發(fā)端調(diào)制信碼； 當(dāng)收發(fā)兩端分別按0號及11號序列跳頻時(shí)，接收端無發(fā)端調(diào)制信碼輸出 。6、FH-CDM的基本原理。答：FH- CDM的基本

12、原理是優(yōu)選一組正交跳頻碼（地址碼 /擴(kuò)頻碼），為每個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的 跳頻碼，并用該跳頻碼控制信號載頻在一組分布較寬的跳頻集中進(jìn)行跳變。FHk CDMA勺頻率分配是由一組相互正交的具有偽隨機(jī)特性的跳頻碼來控制實(shí)現(xiàn)的，所以我們將其歸屬于碼分多址，同時(shí)它又是一種擴(kuò)頻多址六、思考題1、試比較FH-CDMAf DS-CDM感動(dòng)通信原理的異同答：FH-CDMA ( Frequency Hopping-Code Division Multiple Access ) 跳頻碼分多址移動(dòng) 通信系統(tǒng)原理框圖如圖5-1所示。J L頻率合成器口t跳頻序列發(fā)生器跳頻序列發(fā)生器，t同步電路圖51 FH- CD5LX移動(dòng)

13、系統(tǒng)原理框圖u而直擴(kuò)碼分多址 DS-CDMA (Direct Sequence Spread Spectrum-Code Division MultipleAccess)通信系統(tǒng)原理框圖如圖6-1所示feizd 不_ 1 C 片 _LCTtTA 1"工力 I* T; :"于申TTBQd 1FH-CDM的基帶信號對載波調(diào)制后發(fā)射，載頻來自頻率合成器，在跳頻序列 （常用PN序列即偽噪聲序列：PseudoNoise sequence）的控制下隨機(jī)跳變（最 簡單的控制方法是以序列值作為頻道號）。收端的本振亦來自受跳頻序列控制的 頻率合成器，接收頻率隨機(jī)跳變。當(dāng)收發(fā)二端頻率按同一跳頻

14、序列隨機(jī)跳變，并且達(dá)到同步時(shí)，接收端就可解調(diào)出有用信息。當(dāng)收發(fā)二端頻率按不同跳頻序列隨 機(jī)跳變時(shí)，二端頻率在任何時(shí)刻都不相同或相同的概率極小，即頻率序列相互正交或準(zhǔn)正交，接收端收不到發(fā)射端的信息。以上兩種情況，前者對應(yīng)同地址 FH-CDM用戶正常通信過程；后者對應(yīng)不同地址FH-CDM用戶之間相互干擾關(guān)系。而DS-CDMAU用高速率的正交碼序列 ci （互相關(guān)函數(shù)值為0或很小的碼序 列）作為地址碼，與用戶信息數(shù)據(jù) di相乘（或模2力口）得到信息數(shù)據(jù)的直接序 列擴(kuò)頻信號，經(jīng)過相應(yīng)的信道傳輸后，在接收端與本地產(chǎn)生的地址碼進(jìn)行相關(guān)檢 測，從中將地址碼與本地地址碼一致的用戶數(shù)據(jù)選出，把不一致的用戶數(shù)據(jù)除掉。碼分多址通信系統(tǒng)可完成時(shí)域、頻域及空間上混疊的多個(gè)用戶直擴(kuò)數(shù)據(jù)的同時(shí)傳 輸，或者說，利用正交地址碼序列在同一載頻上形成了多路邏輯信道，可動(dòng)態(tài)地分配給用戶使用。七、實(shí)驗(yàn)心得通過本次實(shí)驗(yàn)，了解了其常用的正交跳頻序列一一 RS編碼序列。對他的（1） 隨機(jī)性（2）周期性（3）正交性（4）可用序列多分別進(jìn)行了了解并且測量 FH-CDMA 移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)