第五次通信系统实验报告
04011423 武曦实验三十GOLD序列特性实验
一、实验内容
1、观察伪随机序列及gold序列的频谱特性
2、观察伪随机序列的自相关特性
二、实验原理
1、m序列
m序列具有类似随机噪声的某些统筹特性，并且易于产生和复制，可以用多级移位寄存器实现。
其自相关函数满足
1=0 mod ()1
,0 mod
p R
p
p
τ
τ
τ
⎧
⎪
=⎨
-≠
⎪
⎩
，当
当
2、Gold序列
虽然m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作为地址码时，由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，由此导致地址数太少了。
而Gold序列不仅具有良好的自、互相关特性，而且地址数远远大于m序列的地址数，结构简单、易于实现，通常使用Gold序列，而不用m序列。
3、m序列和Gold序列的比较
（1）Gold序列是m序列的复合码，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。
（2）在Gold序列的构造中，每改变两个m序列的相对移位就可以得到一个新的Gold序列。
由于这一性质，使得码族中任意一个码序列都可作为地址码，地址数远远大于用m序列作地址码的数量。
（3）Gold序列的实现用串联的2n级的线性移位寄存器实现或者两个n级并联实现，m序列用m级的移位寄存器实现。
三、实验结果
1、伪随机序列的频谱特性
PN15码型及频谱：
采用8分频，码速率为768kHz/8=96kHz，频谱的sinc函数包络的零点在96kHz的整数倍处。
由于PN15是周期的序列，所以频谱是一个个离散的值，间隔为96kHz/15。
PN31码型及频谱：
采用8分频，码速率为768kHz/8=96kHz，频谱的sinc函数包络的零点在96kHz的整数倍处。
由于PN31是周期的序列，所以频谱是一个个离散的值，间隔为96kHz/31。
三种码型中，码速率相同，所占带宽也相同。
Gold序列码型及频谱：
Gold码速率内置为128Kbit/s，频谱的sinc函数包络的零点在128kHz的整数倍处，由于Gold码是周期127的序列，所以频谱是一个个离散的值，间隔为96kHz/127。
2、观察Gold序列的自相关特性
“TX3”测试点波形：
时域
频域
Gold序列时域中存在一个明显的尖峰，具有良好的自相关特性
实验三十一GOLD序列的捕获与跟踪实验
一、实验内容
1、观察延迟滞后锁相环（DLL）的鉴相特性曲线
2、收发端时钟无固有频差，进行扩频码的捕获与跟踪
3、收发端时钟有固有频差，进行扩频码的捕获与跟踪
二、实验原理
1、PN码的捕获
捕获是伪随机码同步的第一步，目的是搜索和捕获伪随机码的初始相位，使得与发送端码的相位误差小于1bit。
这里我们采用的是滑动相关法。
通过使接收机时钟周期性地移动一个相位增量，当相对滑动的结果使两组码的相位符合时，相关器的输出有尖峰的出现，就判断捕获完成。
2、PN码的跟踪
跟踪是伪随机码同步的第二步，目的是在捕获的基础上，使相位误差进一步减小，使所建立的同步保持下去，这一步为跟踪。
跟踪也是利用伪随机码的相关特性实现的，一般用延迟锁相环实现。
延迟锁定技术的目的使本地PN序列发生器跟踪或锁定于外来的PN序列。
三、实验结果
1、观察延迟滞后锁相环的鉴相特性曲线
“VCO-C”测试点波形：
2、扩频码的捕获与跟踪（无固有频差）
“G1-BS”和“G3-BS”测试点波形：
可发现G1-BS G3-BS没有发生相对滑动“N1-KP”和“GD-TX”测试点波形：
可发现N1-KP GD-TX码型一致
3、扩频码的捕获与跟踪（有固有频差）
外时钟跟踪调节“跟踪”电位器使G1-BS G3-BS波形相对滑动最小
捕获灯刚好由灭变亮G1-BS G3-BS没有相对滑动波形相同
按住复位键捕获灯灭，松开复位键捕获灯亮，仍然没有相对滑动，波形相同实验三十二扩频与解扩实验
一、实验内容
1、单路数字基带信号基带序列扩频，对比扩频前后频谱的变化
2、扩频信号2PSK调制，对比扩频前后2PSK调制信号的频谱
3、扩频调制信号先解扩，再解调，还原数字基带信号
二、实验过程
1、对比扩频前后信号频谱的变化
NRZ1 N1-KP码型
扩频后频谱：
扩频后信号带宽增大
2、扩频后2PSK调制信号的波形与频谱：
扩频后的2PSK 的频谱展宽了。
中心点位于455khz处。
左右两边为580khz，330khz。
3.1、解扩与解调
调节“捕获”“跟踪”电位器，使得G1-BS G3-BS信号同频同相
NRZ与PSK解调输出，码型一致
选择第二路，N2KP与PSK1波形：
思考题：
1.扩频通信的原理
扩频通信是将传输信息的频谱用某个特定的扩展函数展宽为宽频带信号后送入信道中传输，在接收端利用相应的手段解压缩，从而获得传输信息的通信系统。
这里采用的是直接序列扩频方式，它是利用待传信息信号与高速率的伪随机序列相乘，来控制射频信号的某个参量来扩展频谱，调制时采用的是2PSK。
2.商用CDMA
WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA采用直接扩频的模式
3.内外说时钟的比较
采用外时钟时，发送端和接受端有频差、相差，需要反复调节捕获与跟踪旋钮。