WALSH碼產(chǎn)生及特性分析實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)二WALSH碼產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握 WALSH碼產(chǎn)生的原理和 WALSH碼的特性。2、掌握WALSH碼的產(chǎn)生和特性分析的軟件仿真。3、掌握WALSH碼的硬件產(chǎn)生方法。二、預(yù)習(xí)要求1、掌握WALSH碼的產(chǎn)生原理和特性。2、熟悉matlab的應(yīng)用和仿真方法。3、熟悉Quatus的應(yīng)用和FPGA的開(kāi)發(fā)方法。三、實(shí)驗(yàn)原理1、WALSH碼簡(jiǎn)介WALSH函數(shù)集是完備的非正弦型正交函數(shù)集，才目應(yīng)的離散WALSH函數(shù)簡(jiǎn)稱為WALSH序列或WALSH碼，可由Hadamard矩陣的行或列構(gòu)成。二階Hadamard矩陣為:1H 2 = (111)高階Hadamard矩陣可以由以下遞推公式構(gòu)成:其中：N=

2、2m，HNHNm=1,2,例如:H2) H211(111-11-1111111.1)1N階Hadamard矩陣的通式可以表示為:h11h(21h12h22hh2N1N)hN1由 Hadamard 的彳亍hNNhN2或列構(gòu)成WALSH序列。例如由H4的行列構(gòu)成的長(zhǎng)度為4即包含4個(gè)元素的WALSH序列為:Wh(0)： 1111Wh(0):1 -1 1 -1Wh(0): 1 1 -1 -1Wh(0): 1 -1 -1 1長(zhǎng)度為N的WALSH序列可以表示為N維向量:h h h i1 i2iN對(duì)應(yīng)的(i1)號(hào) WALSH函數(shù)可以表示為:ik k = 1Wal h (i - 1), t =藝 h g t

3、- (k - 1) T 1其中：g (t) = ( 0,0 t T廿一 c稱為碼片波形。,其他 tWALSH碼可以由圖所示的電路框圖產(chǎn)生:2、CP圖1WALSH序列產(chǎn)生電路框圖WALSH碼的性質(zhì)正交碼的重要作用之一用作同步碼分多址系統(tǒng)的地址碼。它具有以下性質(zhì):在0,1)區(qū)間正交;(2)除了第一個(gè)序列外，其他WALSH序列的均值為0;(3)兩個(gè) WALSH序列才目乘可以得到一個(gè)新的WALSH序列;(4) WALSH序列是完備的，即長(zhǎng)度為N的WALSH序列集里有N個(gè)才目互正交的WALSH序列;四、WALSH碼產(chǎn)生和特性分析1、建立仿真文件(wlashsim.mdl)1/10； index分別設(shè)置為

4、0廠,7。%每碼元對(duì)應(yīng)的載波信號(hào)%輸出walsh碼1%碼元擴(kuò)展%碼元成形%輸出walsh碼8%碼元擴(kuò)展%碼元成形WALSH1 - -WALSH8 的 Sample Time 均設(shè)置為2、生產(chǎn)程序文件sim(walshsim);len=length(walsh1);N=8;N_sample=64;gt=ones(1,N_sample);walsh1=walsh1walshtemp1=sigexpand(walsh1,N_sample);walshx1二conv(walshtemp1,gt);walsh8=walsh8walshtemp8=sigexpand(walsh8,N_sample);wa

5、lshx8=conv(walshtemp8,gt);swalsh二conv(1-2*walsh1,1-2*walsh1(N:-1:1)/N;dwalsh二conv(1-2*walsh1,1-2*walsh2(N:-1:1)/N;t=0:1/N_sample:len-1/N_sample;figure(1)subplot(5,2,1);plot(t,walshx1(1:length(t);axis(0 61 -0.5 1.5);title(walsh1 波形)；subplot(5,2,8);plot(t,walshx8(1:length(t);axis(0 61 -0.5 1.5);title(

6、walsh8 波形)；subplot(5,2,9);stem(1:61,swalsh(15:75);axis(0 61 -1.5 1.5);title(walsh1 自相關(guān)波形);subplot(5,2,10);stem(1:61,dwalsh(15:75);axis(0 61 -1.5 1.5);title(walsh1 和 walsh2 互才目關(guān)波形);3、輸出WALSH波形五、本實(shí)驗(yàn)的walsh碼產(chǎn)生方法1、輸出WALSH碼process(g_clk)beginif rising_edge(g_clk) thencounter=counter+1;walsh0=walsh(0); wal

7、sh1=walsh(1); walsh2=walsh(2);walsh3=walsh(3); walsh4=walsh(4); walsh5=walsh(5);walsh6=walsh(6); walsh7walsh=11111111;when 001 = walsh=01010101;when 010 = walsh=00110011;when 011 = walsh=10011001;when 100 = walsh=00001111;when 101 = walsh=10100101;when 110” = walsh=”11000011”;when 111” = walsh=”0110

8、1001”;when others=walsh=00000000;end case;end process;2、引腳說(shuō)明其中g(shù)_clk為全局 時(shí)鐘，WALSH0.WALSH7分別輸出8種 WALSH碼。3、仿真波形0 pw 40 口源 flD. D DEa HE L60. 0 ns 2tM Q he 2-0. 0 畦 2ffl Q he 320.0 ns 3S0. 0i _ i _i_ i _i_ i _i_ i _iIB. 5C5 ns.5-二一-二一-MV4LlshlvalaKvclLevaIeIiSjLrLrLrLrwmKrOTTTnmrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLTL

9、rLrLrLrLrLrLrEn_r_L_r_L_L_L_n_n_-L-L_n_n_-L-L_n_n_LT_L_n.5r_六、實(shí)驗(yàn)操作說(shuō)明開(kāi)關(guān)置ON說(shuō)明輸入0, OFF說(shuō)明輸入1； LED亮說(shuō)明輸出1,暗說(shuō)明輸出0。1、編碼方式選擇SW201-5,SW201-4, SW201-3,SW201-2,SW201-1J205的輸出波形00000PN1301000PN1500010GOLD101010GOLD210010GOLD311010GOLD400011GOLD501011GOLD610011GOLD700100WALSH001100WALSH110100WALSH211100WALSH30010

10、1WALSH401101WALSH510101WALSH611101WALSH72、SW201-7為使能信號(hào)，需要先置1”對(duì)擴(kuò)頻和多址碼的產(chǎn)生初始化，然后置0”輸出pn序列。七、實(shí)驗(yàn)容1、用matalab中的simulink對(duì)N = 8的WALSH碼進(jìn)展軟件仿真，繪制它們的波形圖、自相關(guān)特性圖和互才目 關(guān)特性圖；2、分別對(duì)CDMA系統(tǒng)中使用的N = 64的WALSH碼進(jìn)展軟件仿真，繪制它們的波形圖、自相關(guān)特性圖和 互相關(guān)特性圖；3、在Quatus中分別對(duì)N = 8的WALSH碼進(jìn)展仿真，分析WALSH碼的特性；4、SW201-7為使能信號(hào)，需要先置1”對(duì)擴(kuò)頻和多址碼的產(chǎn)生初始化，然后置0”輸出WALSH序列；5、SW201-5, SW201-4, SW201-3, SW201-2, SW201-1 分別設(shè)置為 00100, 01100, 10100, 11100, 00101, 01101,10101, 11101測(cè)量并記錄TP205的WALSH碼輸出；6、觀察、記錄輸出WALSH序列的波形，觀察并記錄這組WALSH序列的特性。八、實(shí)驗(yàn)儀表1、電腦一臺(tái)裝有matlab和quatus