实验三、复合地址码扩频调制及PN码解扩一、实验目的1、掌握发端复合地址码扩频调制及收端PN码解扩的基本原理。

2、掌握扩频调制及解扩的实现过程。

二、实验条件1、示波器2、移动通信实验箱三、实验原理发端BS1导频信道扩频基带信号PIL=PN1(t) （5-1）同步信道扩频基带信号SYss=SYfr⊕W8⊕PN1 （5-2）用户1由信道地址码W i单独扩频的扩频基带信号D1w=D l xs⊕W i （5-3）用户1由信道地址码W i及基站地址码PN1复合扩频的扩频基带信号D l ss=D l w⊕PN1=D l xs⊕W i⊕PN1 （5-4）则BS1总的扩频基带信号Dss=PIL+SYss+D l ss+…经BPSK调制后输出BPSK1=Dss·cosωIF t=PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D1ss·cosωIF t+… （5-5）接收端收到的中频信号f IF-RX也可用式（3-11-5）表示，则由模拟乘法器M5构成的PN码解扩器输出f IF-des=f IF-RX·PN1(t)=(PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D l ss·cosωIF t+…)·PN1(t)将式（5-1）、式（5-2）及式（5-4）代入上式，并用到⊕与乘法器等效的关系，得f IF-des=PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ；导频信道+SYfr·W8·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ；同步信道+D l xs·Wi·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t；用户1业务信道+…将PN1(t)·PN1(t)=+1·+1/-1·-1=1代入上式得f IF-des=cosωIF t ；导频信道+SYfr·W8·cosωIF t ；同步信道+D l xs·W i·cosωIF t；用户1业务信道（5-6）四、实验内容与要求（一）扩频调制测量步骤1、实验箱设置：插上BS1、BS2及MS天线。

D l设置为全1。

2、示波器设置：外触发，下降沿触发，外触发信号接自BS1的帧同步FS；二个测量通道都为直流耦合，2V/DIV。

3、示波器一个通道测量发端BS1用户1基带信号D l xs，另一个通道顺次测量W i、D l w、PN1及D l ss，将时序对齐记录在表5-1，验证是否满足式（5-3）及式（5-4）复合地址码扩频调制的关系式。

4、示波器二个通道同时测量PN1及PIL，观测二者是否相同（二）PN码解扩（去扰）测量步骤1、发端BS1关断同步信道SYch，以免同步信道信号形响下一步的信号观测。

2、示波器二个通道同时测量发端BS1的Dlw（发端用户1基带信码Dlxs仅被Wi扩频的扩频基带信号）及收端MS的Drw（收端仅剩下Walsh码扩频的扩频基带信号），比较二者是否相同（不考虑Drw中的毛刺及导频信道输出的直流分量，参见式(3-11-8)），接收的D1复合地址码扩频信号是否已经PN码解扩（去扰）。

3、在MS的“PN码捕获及解扩”模块中按下“开环”键，断开PN码捕获环路，使PN码失步，PN码同步指示灯灭，接收信号未能正常地PN码解扩及载波解调，再观测比较Drw是否与Dlw相同。

4、释放收端MS“开环”键，观测收端MS能否实现PN码同步(PN码同步指示灯常亮)。

然后发端BS1打开同步信道SYch，使收端MS又实现PN码同步（PN码同步指示灯常亮）及帧同步（帧同步指示灯常亮），收发二端LED显示信码Dr与Dl 相同。

实验四、多基站、多信道、多用户同步CDMA移动通信系统一、实验目的1、掌握多基站、多信道、多用户同步CDMA移动通信实验系统原理。

2、掌握IS95及cdma2000移动通信系统的基本原理。

二、实验条件1、示波器2、移动通信实验箱三、实验原理同步CDMA移动通信系统各基站的基站地址码使用同一M序列，只是时间偏置或者说序列相位不同。

各基站的基站地址码必须严格按这个相位产生，即按此规定同步。

实际同步CDMA移动通信系统，例如IS95及cdma2000，PN码的同步是各基站各自用GPS接收全球定位系统的时钟，由这同一时钟实现同步。

本实验系统二个基站PN码的同步比较简单，它们由同一片CPLD（CPLD3）按规定的相位产生，自然就同步了。

四、实验内容与要求1、设置实验箱及示波器（1）在“通信系统制式”模块上，设置系统为“同步CDMA”方式。

在“D1信道编码设置”模块上，设置“D1无人为误码”及“无交织/去交织”。

在信码“D2、D3、D4数据格式”模块上设置它们为“开关设置”。

在MS的“PN捕获及解扩”模块上设置“PN码同步方式”为“检测同步信道”正常工作方式。

（2）设置BS1的二个用户业务信道地址码为互不相同的14个业务信道之一，即W i≠W j，且W i 、W j≠W0、W8。

同样，设置BS2的二个用户业务信道地址码满足：W K≠W L ，且W K、W L W0、W8。

而二个基站用户业务信道之间没有约束，可以不同，也可以相同，但为了后面某些步骤操作方便，本实验要求设置得相同，即W i=W K及W j=W L。

各基站用户的信码D1~D4可以任意设置，但为了后面实验观察方便，建议设置得各不相同，例如D1=D10…D16=0000001，D2=0000011，D3=0000111，D4=0001111。

（3）BS1“输出幅度”调到最大，BS2的调到0。

（4）MS接收地址码设置：接收基站地址码为BS1，接收信道地址码为Wr=Wi，即接收BS1用户1业务信道的信码D1。

（5）示波器设置为：外触发，上升沿触发，外触发信号接自BS1的帧同步FS；两个测量通道都设置为：直流耦合，2V/DIV。

2、示波器CH1观测BS1的PN码同步信号PNS，CH2观测BS1的PN码即0时间偏置的5阶M序列PN1，记录在表6-1中。

然后CH2观测BS2的PN码，即滞后PN1为4个码片周期的同一5阶M序列PN2，亦记录在表6-1中。

3、打开BS1信道PIL、SYch、D1ss及D2ss，用示波器测量各个信道扩频基带信号PIL、SYss、D1ss及D2ss的幅度，比较是否相等。

然后按表4-2测量并记录各信道扩频基带信号线性叠加后的总信号Dss，验证是否为各信道信号的线性叠加（经过线性叠加电路后，各个信道扩频基带信号的幅度衰减了一半，由输入4Vp-p(CMOS 电平0～4V）衰减为2Vp-p双极性（+/-二种极性），以防叠加后总信号幅度太大而超过叠加电路运放线性动态范围)，叠加后信号是否为多电平、双极性。

4、同时打开发端BS1的PIL、SYss、D1ss、D2ss及发端BS2的PIL、SYss、D3ss、D4ss，二个基站发射信号“输出幅度”都调到最大。

按步骤7.重新调整好PN码捕获电路的比较门限电圧Ec。

然后按表3-14-3进行测量并作记录。

观测、了解多基站、多信道、多用户同步CDMA系统运行的全过程。

在收端各模块都已同步，接收到发端信码后，可拨动发端对应用户的信码设置拨码开关，改变其LED显示的信码，观察收端LED显示的接收信码是否发生相应改变，收发两端的信码总是保持一致。

注：由于二个基站各自都打开4个信道，基站之间的多址干扰比较大，可能会影响收端PN码同步。

因此，当收端MS在接收某基站信号时，可能要将该基站发射信号幅度调到最大，同时将另一基站的调小些。

实验五、多机组网DS-CDMA移动通信系统一、实验目的1、了解多机组网DS-CDMA移动通信系统工作原理。

2、掌握DS-CDMA移动通信系统空中接口的工作原理与特点。

二、实验条件1、多台实验箱2、天线三、实验原理本实验箱上的基站BS及移动台MS本来是独立的电路，为了在同一台实验箱上构成完整的DS-CDMA系统，方便做实验，而放在同一台实验箱内（单机组网）。

实际上，实验箱也可单独作为基站或移动台工作，用多台实验箱组成多基站、多信道、多用户的DS-CDMA移动通信系统（多机组网）。

常用的多机组网方案是，用一台实验箱作为二个基站，用一～四台实验箱作为一～四个移动台，作为基站的实验箱仅在BS1及BS2模块挿上天线，作为移动台的实验箱仅在MS模块挿上天线，将所有天线全部拉出，即构成多机组网DS-CDMA移动通信系统，在该系统上可重复前面的实验内容。

四、实验内容与要求1、将作为基站的一台实验箱（以下简称“基站实验箱”）及作为移动台的一～四台实验箱（以下简称“移动台实验箱”）放在同一实验桌上，距离尽可能近，并使用同一220V交流电源板（保证在220V交流电源接地不良时，所有实验箱仍共地良好）。

2、“基站实验箱”仅在BS1及BS2模块挿上天线，“移动台实验箱”仅在MS模块挿上天线，将所有天线全部拉出（注：仅实验二十需将天线拉出，其它所有实验天线一律不要拉出）。

打开实验箱电源。

3、调准“移动台实验箱”接收机本振频率。

（1）“基站实验箱”仅打开BS1导频信道PIL。

“移动台实验箱”MS的PN码同步设置为“不检测同步信道”工作方式，调整好捕获相关器输出Ri的比较门限电压Ec，使能正常实现PN码同步，PN码去扰后的导频信道恢复出中频载波。

（2）示波器测量“移动台实验箱”MS的“载波提取”模块内，由晶体压控振荡器VCXO2等构成的载波提取PLL的环路控制电压uc。

示波器测量通道设置：DC、1V/DIV；时基设置：10ms/DIV。

（3）调整“移动台实验箱”本振频率：用无感绝缘起子调整“本振信号”模块调整孔内本振信号的半可变电容，使uc的差拍电圧频率降低，最后成为Vcc/2=5V/2=2.5V 的直流电圧。

（4）在“移动台实验箱”上按“开环”键使PN码同步电路失步，导频信道不能正常去扰，未恢复出中频载波，载波提取PLL无输入中频信号而失锁，uc成为起伏噪声电压；释放“开环”键，PLL锁定，uc又成为2.5V直流。

这表明步骤3.(1)～(3)的调整结果是正确的，本振频率已调准，载波提取电路已能正常工作；否则重复步骤3.(1)～(3)。

实验六、同步CDMA 系统PN 码同步一、实验目的1、熟悉同步CDMA 系统PN 码同步原理。

2、设计、开发PN 码同步有关电路。

二、实验条件1、移动通信实验箱2、示波器三、实验原理CDMA 系统收端PN 码同步子系统在实验六中有较详细介绍，不再重述。

下面只介绍待设计、开发的数字逻辑电路部分有关内容。

PN 码同步子系统的数字逻辑电路包括扣脉冲门、÷N 分频器、PN 码发生器及其后的T P /2延时电路三个部分，全部在MS 模块的CPLD4中实现。