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1、实验五FH-CDMA （跳频码分多址）移动通信、实验目的1 .掌握FH-CDMA跳频码分多址）移动通信原理2 . 了解常用的正交跳频序列一RS编码序列。、实验内容1 .测量FH-CDM驱动通信实验系统发射端及接收端锁相频率合成器控制电压，了解收发两端频率是否按同一跳频序列同步跳变（同地址FH-CDMA或按不同跳频序列跳变（不同地址FH-CDMIA2 .测量同地址与不同地址FH-CDMA：射端及接收端的有关信号与数据。三、实验仪器设备1 .双路无线综合测试仪；2 .无纯电话（座机和手机）；有线电话若干;3 .小型程控交换机；4 .数字示波器。四、实验步骤:1 . m序列发生器在时钟驱动下循环右移
2、生成的 m序列及对应的1个RS序列见表5-1。使用4阶m序列发生器构成RS编码发生器。填写至表5-2。表5-1 4 阶m序列的寄存器状态及 NbNNNfOOO时的RS序列D3D2DD0RS予列距离（与前值比较）(1)1111151(2)011178(3)1011114(4)010156(5)1010105(6)1101133011067(8)001133(9)100196(10)010045(11)001022(12)000111(13)100087(14)1100124(15)1110142表5-2 RS编码序列使用RS编码序列作为频道号去控制频率合成器输出频率跳变。选取0号及 11号序列作
3、为后面实验的正交跳频序列。考虑到收发信机频道号为 1-20,将上 述序列值加3后得到实际使用的二组正交跳频序列填至表 5-3。序列号RS编码序列N2N1N0(2)(3)(5)(6)(7)(8)(9)(10 )(11 )(12 )(13 )(14)(15 )(0)0000(1)0001(2)0010(13厂101(14厂110(15)1111表5-3实验系统使用的二个正交跳频序列序列号跳频序列（频道号）015711510136394218121411412014161382159103752 .设置综测仪为FH-CDMA：作方式（按K1至NECH丁亮，再按K4） , TRX-BS 及TRX-MS
4、勺工作频道按表5-3以15跳/秒速率随机跳变，工作方式控制面板上 信道（CH）号数码管实时显示TRX-MS勺信道号；fT开发射机TX-BS （K6置ON K7 置BS, BS测量面板TX绿灯亮），加上内部调制数字信号（K9置INT）。3 .反复按K4键，系统循环步进处于表5-4所示二种子工作方式之一。表5-4 FH-CDMA通信子工作方式子方式序号NECH 丁指示子工作方式闪速占空比14Hz0.1同地址（收发两端都用表5-3中0号序列）同步 FH-CDMA24Hz0.9不同地址（收发两端分别用0及11号序歹 DFH-CDMA4 .双踪示波器二个通道都设置为 DC 2V/DIV5V/DIV,分别
5、观测TRX-BS及TRX-MS勺锁相频率合成器环路控制电压 uc；置内触发方式；扫描速度调至足够 慢。5 .反复按K4键，NECH丁闪烁的占空比为0.1或0.9循环切换。当占空比为0.1时，可观测到二套收发信机Ucr同步随机跳变，即同地址（按同一 RS编码序列）同步跳频；当占空比为0.9时，可观测到二套收发信机Ucr以不同方式随机跳变，即不同地址（按二组不同的RS编码序列）跳频。6 .画出FH-CDM驱动通信实验系统Ig图，将其与图 5-3对比。将双踪示波 器二个通道分别接至图5-3所示发端D及收端A电置外触发方式，外触发输入 接至综测仪MS测量面板TRIa端；扫描速度调至10ms/DIV。按
6、K4键，当NECH丁 闪烁占空比为0.1即收发两端同地址同步跳频时，测量得到发端D1及收端AR波 形如图5-4所示，并且当收发天线距离足够小，接收信号足够强时，接收端显示 接收信号频率。反之，当占空比为0.9即收发两端不同地址跳频时，接收端接收 不到发端信号，AF输出一片噪声，并且无接收信号频率显示。BSMS图5-3 FH-CDMA移动通信实验系统0电平(2V)图5-4.同步FH-CDMA通信系统工作过程7.将双踪示波器扫描速度调至 2ms/DIV。按K4键，当NECH丁闪烁占空比为0.1 时，接收端d输出发端调制信号（D=1010110O 循环重复）。将示波器一个通道 接至发端D,另一通道顺
7、次接至收端 A后di、42、CLK（h升沿有效）、D,以发端D为时间参考，顺次测量并在同一座标纸上记录发端D及收端AF、”、CLK D波形。或者按信号流向从 D至AR、d、D<2、CLK D<,双踪示波器两个 通道同时测量两个相邻信号，先在座标纸上记录前面一个信号波形（或前一次测量已记录），再以前一个波形为时间参考记录后面一个信号波形。依此类推顺次 测量记录所有信号波形。五、实验记录:1、画出由m序列构成RS编码序列的框图。答：由m序列构成RS编码序列的框图如下图所示:4阶m序列发生器RS编77序列图5 2 RS编码序列发生器2、填写实验内容中的4阶m序列形成的R例码序列,答：由4
8、阶m序列形成的RS编码序列如表：（见下页）乎列号RS编码序列N2NiN）(2)(3)(5>)(6)(8夕)(9)(10)(11 )(12 )(13 )(14)(15 )(0)00001571151013639421812140001146104111272853091315(2)0010135978154111603101412(3)0011124869145010712111513(4)0100113151149271306512810(5)0101102140158361217413911(6)0110911331211051524714108(7)01118012213101414
9、35615119(8)1000715313251411112109046(9)1001614212341510013118157(10”01051311507129314811264(11"01141201416138215910375(12”10031179611015581413402(13”10121068701114491512513(14”11019511438137101215620(15”111084105291261113147313、研究跳频序列的正交性答：由上图知，如果FH-CDMA（统按表中所示同步组网工作， 则任意二组跳 频序列对应数值（频道号）都不相同，即相
10、互正交。 4阶RS序列组共有16个序 列，增加其阶次可用序列数会迅速增加。4、在同地址同步 FH-CDMAC作方式下,发端 D及收端AF。、氏、E、CLK（上升沿有效）、D<波形并对照图5-4。答：图1:发端D1及收端AR的对比波形：（上：D ,下：AF）下图AF通过整波变换后得到DKi分析：下图为发端D通过调制以及解调之后得到图形 AFo图2:发端D1以及D<i对比波形：（下：AR,上：d）分析:的对比DKi 下:页：ijimn分析：下图为 "通过一个积分电路后得到波形 8图四：发端D以及CLK的波形DKi以及DK2波形（上:DK2）见下图五：发端D以及收端Dk波形的对
11、比波形（上：D,下：D）inru .分析：FH-CDMAa信系统的发端D一系列的变换得到系统终端 d,可以看出波形大体一致，有一定的延时。因为占空比为 0.1时，收发两端同地址同步 跳频，当收发天线距离足够小，接收信号足够强时，接收端显示接收信号频率。5、系统在不同地址FH-CDMAL作方式下发端D及收端AR的波形,答：如下图所示：图中，上面的图形是发端的信号，下面的图形是收端 AFo输出一片噪声的情况。分析：当收发两端都采用0号序列同步跳频时，接收端解调输出发端调制信码； 当收发两端分别按0号及11号序列跳频时，接收端无发端调制信码输出 。6、FH-CDM的基本原理。答：FH- CDM的基本
12、原理是优选一组正交跳频码（地址码 /扩频码），为每个用户分配一个唯一的 跳频码，并用该跳频码控制信号载频在一组分布较宽的跳频集中进行跳变。FHk CDMA勺频率分配是由一组相互正交的具有伪随机特性的跳频码来控制实现的，所以我们将其归属于码分多址，同时它又是一种扩频多址六、思考题1、试比较FH-CDMAf DS-CDM感动通信原理的异同答：FH-CDMA ( Frequency Hopping-Code Division Multiple Access ) 跳频码分多址移动 通信系统原理框图如图5-1所示。J L频率合成器口t跳频序列发生器跳频序列发生器，t同步电路图51 FH- CD5LX移动
13、系统原理框图u而直扩码分多址 DS-CDMA (Direct Sequence Spread Spectrum-Code Division MultipleAccess)通信系统原理框图如图6-1所示feizd 不_ 1 C 片 _LCTtTA 1"工力 I* T; :"于申TTBQd 1FH-CDM的基带信号对载波调制后发射，载频来自频率合成器，在跳频序列 （常用PN序列即伪噪声序列：PseudoNoise sequence）的控制下随机跳变（最 简单的控制方法是以序列值作为频道号）。收端的本振亦来自受跳频序列控制的 频率合成器，接收频率随机跳变。当收发二端频率按同一跳频
14、序列随机跳变，并且达到同步时，接收端就可解调出有用信息。当收发二端频率按不同跳频序列随 机跳变时，二端频率在任何时刻都不相同或相同的概率极小，即频率序列相互正交或准正交，接收端收不到发射端的信息。以上两种情况，前者对应同地址 FH-CDM用户正常通信过程；后者对应不同地址FH-CDM用户之间相互干扰关系。而DS-CDMAU用高速率的正交码序列 ci （互相关函数值为0或很小的码序 列）作为地址码，与用户信息数据 di相乘（或模2力口）得到信息数据的直接序 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，从中将地址码与本地地址码一致的用户数据选出，把不一致的用户数据除
15、掉。码分多址通信系统可完成时域、频域及空间上混叠的多个用户直扩数据的同时传 输，或者说，利用正交地址码序列在同一载频上形成了多路逻辑信道，可动态地分配给用户使用。七、实验心得通过本次实验，了解了其常用的正交跳频序列一一 RS编码序列。对他的（1） 随机性（2）周期性（3）正交性（4）可用序列多分别进行了了解并且测量 FH-CDMA 移动通信实验系统发射端及接收端锁相频率合成器控制电压，了解收发两端频率是否按同一跳频序列同步跳变（同地址 FH-CDMA或按不同跳频序列跳变（不同 地址FH-CDMA同时通过对同地址同步 FH-CDMA：作方式下，发端D及收端AFo、 di、2、CLK D波形以及在不同地址 FH-CDMAC作方式下,发端 D及收端AR 的波形的观测，熟悉并掌握 FH-CDMA跳频码分多址）移动通信的基本原理。通 过对序列码和各点波形的分析，使我深入的学习了FH-CDMA：作方式。12