移动通信1 GOLD 序列特性实验

1、GOLD序列特性实验一、实验目的1、掌握GOLD序列的特点。2、了解GOLD序列在直接扩频通信中所起的作用。二、实验内容1、观察GOLD序列的波形（频谱）。2、观察GOLD序列的自相关和互相关特性。三、预备知识1、GOLD序列的产生方法。2、伪随机序列的特点。四、实验器材1、移动通信原理实验箱一台2、20M双踪示波器一台3、频谱分析仪或带FFT功能的数字示波器（选配）一台五、实验原理1、伪随机序列工程上常用二元0,1序列来产生伪噪声码。它具有如下特点：（1）每一周期内“0”和“1”出现的次数近似相等。（2）每一周期内，长度为n比特的游程出现的次数比长度为n+1比特的游程出现的次数 多一倍。（游

2、程是指相同码元的码元串）（3）序列具有双值自相关函数，即：1当 kO-j 当igp i式中，p为二元序列周期，又称码长，k为小于p的整数，T为码元延时。2、m序列二元m序列是一种基本的伪随机序列，有优良的自相关函数，易于产生和复制，在扩频 技术中得到了广泛的应用。m序列可以用n级线性移位寄存器来产生。如图m序列的自相关函数为：1 当2 防）=作当“川.牛，相关性质。3、Gold序列虽然m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作CDMA （码分多址）通信的地址 码时，其主要问题是由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，对于多址应用来说， 可用的地址数太少了。而Gold序列具有良好的自、

3、互相关特性，且地址数远远大于m序列 的地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到了广泛的应用。Gold序列是m序列的复合码，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对模二 和构成的。其中m序列优选对是指在m序列集中，其互相关函数最大值的绝对值最接近或 达到互相关值下限（最小值）的一对m序列。这里我们定义优选对为：设A是对应于n级 本原多项式f（x）所产生的m序列，B是对应于n级本原多项式g（x）所产生的m序列， 当他们的互相关函数满足：f?+l加侬)|=2 3 +1J7加侬)|=rt+22厂+1 为偶数,n不是4的整数倍数则f (x)和g (x)产生的m序列A和B构成对优选对。产生Gold

4、序列的结构形式有两种，一种是串联成级数为2n级的线性移位寄存器；另一种是 两个n级并联而成。图示分别为n=6级的串联型和并联型结构图。其本原多项式分别为:J(X)= .Y6 + X + i; g(%) =+工，+/ + A+ If (x) =l+x+x64、实验系统在本实验系统中使用Gold序列作为实现扩频的伪随机码，在发送端将信息序列与Gold序 列相乘。在实验箱中有三个8位拨码开关“GOLD1置位”、“GOLD2置位”和“GOLD3 置位”，他们分别用来设置发送和接收端产生的Gold序列是同一个Gold序列族中的哪一 个。上面已经提到Gold序列是由两个互为优选对的m序列相异或产生的，8位

5、拨码开关用 于设定其中一个m序列的相位，通过拨动开关设定m序列的不同相位，两个m序列相异或 所产生的Gold序列将不同。因此，当“GOLD3置位”与“GOLD1置位”一致而与“GOLD2 置位”不一致时，解调出的信息码SIGN1；当“GOLD3置位”与“GOLD2置位” 一致而 与“GOLD1置位”不一致时，解调出的信息码SIGN2。由此同学可以体会码分多址通信是 如何实现的。六、实验步骤1、安装好发射天线和接收天线。2、插上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401 和 POWER402,对应的发光二极管 LED301、LED302、LE

6、D401 和 LED402 发 光，CDMA系统的发射机和接收机均开始工作。3、 发射机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“扩频”、“编码”均拨下， 接收机拨位开关“信码速率”、“扩频码速率”、“跟踪”、“解码”均拨下。此时系统的信码速率为1Kbit/s，扩频码速率为100Kbit/s。4、观察Gold序列拨动拨码开关“GOLD1置位”，设置GOLD1序列的初始相位，按“发射机复位” 键。用示波器观察测试点“GOLD1”处的波形。改变拨位开关“扩频码速率”的设置， 按“发射机复位”键，再观察“GOLD1”处的波形。（选做）用带FFT功能的数字或虚拟示波器观察“GOLD1”处的频谱。改变拨位

7、开 关“扩频码速率”的设置，按“发射机复位”键，再观察“GOLD1”处的频谱。（选做）将拨码开关SIGN1置位”设置为全1，用频谱仪（或带FFT功能的数字或 虚拟示波器）观察“PSK1”处的频谱。将拨位开关“扩频码速率”拨下，改变拨位开关“扩 频码速率”的设置，按“发射机复位”键，再观察“PSK1”处的频谱。说明1：将“SIGN1置位”设置为全1时，“S1-KP”处输出的信号即为GOLD1， 则“PSK1”处的频谱即为GOLD1进行PSK调制后的频谱，它与GOLD1的频谱形状 一致，只是频谱向上搬移了 10.7M（PSK载波频率）。由于一般的频谱仪无法观察频率较低 的信号，为观察完整的GOLD

8、1的波形，须将其搬移到较高的频段。如果使用带FFT的功 能的数字或虚拟示波器则可直接观察“GOLD1”处的频谱。说明2：用频谱仪观察“PSK1”处的频谱，应将频谱仪的中心频率设置为10.7M，扫描 带宽设置为1M。5、观察Gold序列的自相关和互相关特性将拨位开关恢复到实验步骤3要求的设置，按“发射机复位”键。将拨位开关“第一路”连接，拨位开关“第二路”断开，此时发射机输出GOLD1为 扩频码的第一路扩频信号。将拨码开关GOLD3置位”拨为与“GOLD1置位”一致，按“接收机复位”键。逆时针将“捕获”电位器旋到底，“捕获指示”灯灭。用示波器测“TX3”处波形，该波形即为Gold序列的自相关特性。将“GOLD3置位”拨为与“GOLD1置位”不同，按“接收机复位”键。用示波器测“TX3”处波形，该波形即为Gold序列的互相关特性。说明3：用示波器观察Gold序列的自相关波形时，为观察到稳定的信号，应以Gold序列自