无线通信实验

1、 实验报告(20152016 年度第 一 学期)实验名称： 无线通信实验 课程名称： 无线通信 院 系： 电子与通信工程系 班 级： 通信1202班 学 号： 201203010226 学生姓名： 张艳 指导教师： 陈志雄 赵建立 实验日期： 2015/12/24 2016/1/12 成 绩： 实验一 跳频（FH）通信实验一、实验目的1. 了解跳频和解跳的基本原理；2了解DSP（数字信号处理器）在移动通信中的应用；3*. 熟悉通过DSP完成跳频、解跳和数据传输的过程。二、实验内容1熟悉跳频和解跳的过程，并通过信道进行传输；2测试跳频和解跳的工作波形，认真理解其工作原理。三、实验原理1跳频(FH

2、)系统的基本原理跳频系统的载频受一伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可以看成载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。与直扩相比，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。跳频电台已经成为未来战术通信设备的趋势。跳频系统的组成如图3-6-1所示。发送端由信源产生的信息流去调制频率合成器产生的载频，得到射频信号。频率合成器产生的载频受伪随机序列控制，按照一定的规律跳变。在接收端的本振信号是一个和发送端跳变规律一致的频率跳变信号，经过混频后，就可以解调出原始信号。图3-6-1 跳频系统组成框图一般跳频系统可以根据跳频速率分为快速跳频、中速跳频和慢速跳频。跳频系统的频率跳变，受到

3、伪随机序列的控制，时间不同，伪随机序列的相位不同，对应的频率合成器产生的频率也不同。跳频系统的频率跳变规律成为跳频图案。如图3-6-2为一个随时间跳频的跳频图案。纵向表示频率，横行表示时间，不同的时间，频率在跳变。dfsc时间频率图3-6-2 跳频图案f2时间äTcTf1跳频系统具有以下的特点：（1）有较强的抗干扰能力，采用了躲避干扰的方法抗干扰。（2）用于组网，实现码分多址，频谱利用率高。（3） 快跳频系统用的伪随机码速率比直扩系统低的多，同步要求比直扩低，因而时间短、入网快。2跳频系统的实现在实验中用TMS320VC5509的DSP来编程，软件完成跳频。具体过程如下：（1）预先设

4、定四个频率点，再用伪随机序列按照一定的规律产生一个指针，指向这四个频率中的一个；（2）发送方对原始数据信息进行BPSK调制，原始信号对选择的跳频频率进行调制，并通过射频传输；（3）接收方将接收的信号下变频后，采用和发送方一样的伪随机序列，通过同样的规律获得相同的频率，进行解调，再经过BPSK解调，获得原始数据。四、 实验步骤1通过键盘和液晶选择“菜单”中的实验“三. 扩频通信基础”；2通过键盘和液晶选择实验“2. 跳频”；3通过测试点TP202观测原始数据的波形；4通过测试点TP308测试跳频并完成D/A转换后的波形；5通过测试点TP204观测解跳后的数据波形。五、 实验结果1TP202波形2

5、 TP308波形3 TP204波形六、 结果分析TP202发送端既是信源产生的伪随机序列，共31位，为1110 0010 1100 1100 1100 1011 0100 000，合成器产生载波，根据伪随机码的控制，波形按照一定的规律跳变，相当于一定规律变化的多频频移键控，在实验过程中共有4种频率变化，如TP308波形所示，随后接收端本振信号与发送端跳变规律一致，经过混频同步解调后，在TP204端可检测到原始信号。实验二 DSCDMA码分多址实验一、实验目的1. 了解CDMA基本原理；2了解软件完成DS-CDMA的整个通信过程；3. 熟悉DS-CDMA的特点，加强对CDMA的理解。二、实验内容

6、1熟悉CDMA的原理；2测试DS-CDMA各点的波形；3通过DSP来完成DS-CDMA的过程。三、实验原理1DS-CDMA基本原理 DS-CDMA利用高速率的正交码或准正交码来作为地址码，与用户信息数据相乘（模二相加），得到数据信息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，从中将地址码和本地地址码一致的用户数据选出，把不一致的用户数据滤除掉。码分多址通信系统可以完成时域、频域及空间上混叠的多个用户直扩数据的同时传输。图3-7-1为一个典型的CDMA系统框图。图3-7-1 典型的CDMA系统框图从该图看出，在CDMA系统中，对每个用户来讲分为上行链路和下行

7、链路。在上行链路中，为每一个移动用户分配一个地址码，且这些地址码相互正交（或者准正交）。移动台MS1、MS2、MSN分别分配有地址码C1、C2、CN。利用移动码型和移动用户的一一对应关系，基站便可以区分不同用户的信号。同样，在下行通信链路中，基站发往不同移动用户的信号也用一组正交的地址码C10、C20、CN0来进行区分。移动用户根据分配给自己的对应地址码从下行链路中提取出发送给自己的信号。地址码可以选择m序列、Gold序列和WALSH序列等。CDMA系统具有以下的优点： 大容量 软容量 采用多种分集技术 软切换 保密性能好 话音质量高 较低的发射功率2DS-CDMA系统的实验在实验中用TMS3

8、20VC5509的DSP来编程，软件完成简易的DS-CDMA的功能。具体过程如下：（1） 发送方1）将原始数据进行直扩；2）对扩频后的数据进行BPSK调制；3）通过DSP的MCBSP串口来传输数据；4）对串口数据进行D/A转换，变成模拟信号；5）对发送的模拟信号进行上变频，通过射频发送出去。（2） 接收方1）通过射频模块来接收信号，并进行下变频；2）对信号进行A/D转换，转换为数字信号；3）通过DSP的MCBSP串口接收数据；4）对接收的数据进行BPSK解调；5）对解调后的数据选择相应的本地扩频码进行解扩，得到接收的数据。3实现框图四、实验步骤1通过键盘和液晶选择“菜单”中的“四. 码分多址”

9、，将看到以下菜单：2选择菜单1，则发送方选择扩频伪随机序列1作为发送地址码，接收方2也选择扩频伪随机序列1，作为本地扩频码。按照下列步骤观测波形：1）通过测试点TP201观测和伪随机序列频率相同的时钟信号；2）通过测试点TP202观测原始数据的波形；3）通过测试点TP203观测发送方的伪随机码的波形；4）通过测试点TP204观测扩频后的数据波形；5）通过测试点TP205观测解扩后的数据波形；6）通过测试点TP206观测解扩方的伪随机码波形。3选择“菜单”键，再按下数字键“4”，选择“四、码分多址”，再按下数字键“1”选择菜单“1发1收1”，则发送方选择扩频伪随机序列1作为发送地址码，接收方1也

10、选择扩频伪随机序列1，作为本地扩频码。测试方法如上。4选择“菜单”键，再按下数字键“4”，选择“四、码分多址”，再按下数字键“3”选择菜单“3发1收2”，则发送方选择扩频伪随机序列1作为发送地址码，接收方1也选择扩频伪随机序列2，作为本地扩频码。测试方法如上。比较测试点TP203和TP206的波形，比较测试点TP202和TP205的波形。五、 实验结果1发1收1（1）TP201波形（1个码元周期里对应16个）51KHz（2） TP202波形（1110 0010 1100 1100 1100 1011 0100 000）（3） TP203波形（频率为时钟2倍 1001101011110000）（4） TP204波形1码元对应扩频序列：0000 1111 0110 0101波形：0码元对应扩频序列：1111 0110 0101 0000（5） TP205波形（相比原码元有延时）（6） TP206波形（相比原伪随机码波形有延时）2 发1收2（1）TP203与TP206对比波形（TP203： 1001101011110000 TP206：01101001011110000）（2） TP202与TP205对比波形（TP202：1110 0010 1100 1100 1100 1011 0100 000 TP205是噪声）6、 结果分析实验中当选择发1收1时，即发送端与接收端都选