【正文】 1 10 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 191 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0101 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0111 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1121 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0131 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1141 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1151 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 Walsh函數(shù)的自相關(guān)特性并不理想，但是互相關(guān)特性很好，為了改善自相關(guān)特性，實際系統(tǒng)中，序列經(jīng)Walsh函數(shù)調(diào)制后，再用自相關(guān)特性好的PN序列進行擴頻?？梢詫?和＋1轉(zhuǎn)換為二進制的0和1，這樣一個n階Walsh函數(shù)在周期T內(nèi)取值就轉(zhuǎn)換為由n個碼元表示的序列。n階的Walsh函數(shù)集有n個不同的Walsh函數(shù)，根據(jù)過零的次數(shù)，記為W0、WW2等等。圖131展示了一個典型的8階Walsh函數(shù)的波形W1。三、實驗原理1．Walsh序列的基本概念Walsh序列是正交的擴頻序列，是根據(jù)Walsh函數(shù)集而產(chǎn)生。實驗三 WALSH序列產(chǎn)生及特性分析實驗一、實驗?zāi)康?．了解Walsh序列的性質(zhì)和特點；2．熟悉Walsh序列的產(chǎn)生方法；3．了解Walsh序列的DSP實現(xiàn)方法。1）將DSP的仿真器JTAG接口與DSP模塊板的雙排針相連，注意連接方向；2）；3）建立一個工程文件，；4）編譯和鏈接程序；5），并執(zhí)行DSP程序；6）在TP201觀測時鐘輸出；7）在TP20TP203觀測用于產(chǎn)生的Gold序列的m序列優(yōu)選對波形；8）在TP204測試輸出的Gold序列。3．在TP204測試輸出的Gold序列。先按下“菜單”鍵，再按下數(shù)字鍵“1”，選擇“一、 偽隨機序列”，出現(xiàn)的界面如下所示：再按下數(shù)字鍵“2”選擇“2 GOLD序列產(chǎn)生”，則產(chǎn)生一個級數(shù)為31的Gold序列。 （a）并聯(lián)結(jié)構(gòu) （b）串聯(lián)結(jié)構(gòu)圖122 Gold序列發(fā)生器 為了觀測方便，本實驗用兩個周期為31的m序列優(yōu)選對采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個Gold序列，如下圖123所示。例如m序列本原多項式為：和，構(gòu)成的并聯(lián)和串聯(lián)形式的Gold序列發(fā)生器如122圖所示。（2）Gold序列的周期性自相關(guān)函數(shù)是一個三值函數(shù)，與m序列相比，具有良好的互相關(guān)特性。Gold序列最大的優(yōu)點是具有比m序列多得多的獨立碼組。當(dāng)改變兩個m序列的相對位移時，會得到一個新的Gold序列。表121 部分優(yōu)選對碼表級數(shù)基準(zhǔn)本原多項式配對本原多項式7211217,235,277,325,203,357,301,323910211131,13331024152011,3515,31771144454005,5205,5337,52632．Gold序列的產(chǎn)生方法Gold序列是m序列的組合序列，由同步時鐘控制的兩個碼元不同的m序列優(yōu)選對逐位模2加得到，其原理如圖121所示。這種序列有較為優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性，構(gòu)造簡單，產(chǎn)生的序列數(shù)多，因而得到廣泛的應(yīng)用。三、實驗原理m序列雖然性能優(yōu)良，但同樣長度的m序列個數(shù)不多，且m序列之間的互相關(guān)函數(shù)值并不理想（為多值函數(shù)）。實驗二 GOLD序列產(chǎn)生及特性分析實驗一、實驗?zāi)康?. 了解Gold序列的性質(zhì)和特點；2. 熟悉Gold序列的產(chǎn)生方法；3. 測試Gold序列的的波形，了解Gold序列的DSP實現(xiàn)方法。1）將DSP的仿真器JTAG接口與DSP模塊板的雙排針相連，注意連接方向；2）；3）建立一個工程文件，；4）編譯和鏈接程序；5），并執(zhí)行DSP程序；6）在TP201觀測時鐘輸出；7）在TP202觀測產(chǎn)生的m序列波形。2．在測試點TP201測試輸出的時鐘，在測試點TP202測試輸出的m序列。打開移動實驗箱電源，等待實驗箱初始化完成。自相關(guān)波形如圖113所示圖113 m序列的自相關(guān)波形（5）周期性（6）偽隨機性。表111 m序列的反饋系數(shù)表m序列的級數(shù)nm序列的周期P反饋系數(shù)Ci(八機制)37134152353145,67,75663103,147,1557127203,211,217,235,277,313,325,345,3678255435,453,537,543,545,551,703,74795111021,1055,1131,1157,1167,11751010232011,2033,2157,2443,2745,32711120474005,4445,5023,5263,6211,736312409510123,11417,12515,13505,14127,1505313819220033,23261,24633,30741,32535,37505141638342103,51761,55753,60153,71147,674011532765100003,110013,120265,133663,142305 m序列的具有以下性質(zhì)：（1）均衡性。n級移位寄存器可以產(chǎn)生的m序列個數(shù)由下式?jīng)Q定：其中φ(x)為歐拉函數(shù)，表示小于等于x并與x互質(zhì)的正整數(shù)個數(shù)（包括1在內(nèi)）。C3USBUSBUSB串口J01USB串口輸出a1a2a3000111101011001001111010110010011110101100100111101011001000初始狀態(tài)24 1=15（個）圖112 m序列的產(chǎn)生一個線性反饋移位寄存器能否產(chǎn)生m序列，取決于它的反饋系數(shù)Ci (例如上圖的C3)。由上例可見，一般說來，一個n級反饋移存器可能產(chǎn)生的最長周期等于（2n –1）。即由任何4級反饋移存器產(chǎn)生的序列的周期最長為15。因為4級移存器共有24=16種可能的不同狀態(tài)。這就意味著在這種反饋移存器中應(yīng)避免出現(xiàn)全“0”狀態(tài)。在圖111中示出一個4級反饋移存器。Ci＝1表示有反饋，Ci＝0表示無反饋。1． m序列的產(chǎn)生m序列是由帶線性反饋的移存器產(chǎn)生的。雖然它是預(yù)先可知的，但性質(zhì)上和隨機序列具有相同的性質(zhì)。m序列在一定的周期內(nèi)具有自相關(guān)特性。三、實驗原理m序列是最長線性反饋移存器序列的簡稱,是偽隨機序列的一種。實驗一 m序列產(chǎn)生及特性分析實驗一、實驗?zāi)康?．了解m序列的性質(zhì)和特點；2．熟悉m序列的產(chǎn)生方法；3．了解m序列的DSP或CPLD實現(xiàn)方法。由于m序列在擴頻碼中占據(jù)特別重要的地位。擴頻碼中應(yīng)用最廣的是m序列，又稱最大長度線性序列。隨機序列中長度為1 的游程約占游程總數(shù)的1／2，長度為2的游程約占游程總數(shù)的1／22，長度為3的游程約占游程總數(shù)的1／23 ，…3．相關(guān)特性：隨機序列的自相關(guān)函數(shù)具有類似于白噪聲自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)。偽隨機序列具有類似于隨機序列的性質(zhì)，歸納起來有下列三點：1．平衡特性：隨機序列中0和1的個數(shù)接近相等；2．游程特性：把隨機序列中連續(xù)出現(xiàn)0或1 的子序列稱為游程。但是由于隨機信號的不可復(fù)制性，接收端無法恢復(fù)原始的發(fā)送序列，所以采用一個周期性的、足夠隨機的序列來逼近白噪聲性能。之所以選擇隨機信號來傳輸信號，是為了實現(xiàn)多址通信，信號間必須正交或者準(zhǔn)正交。Shannon在證明編碼定理時提出用具有白噪聲統(tǒng)計特性的信號來編碼。所以實際工程中多用偽隨機序列作為擴頻碼。第1章 偽隨機序列產(chǎn)生實驗第2章 信源與信道編碼實驗第3章 擴頻通信基礎(chǔ)實驗第4章 數(shù)字調(diào)制和解調(diào)實驗 第1章 偽隨機序列產(chǎn)生實驗在擴頻通信系統(tǒng)中，信號頻譜的擴展是通過擴頻碼（或偽隨機序列）來實現(xiàn)的。目 錄目 錄 1第一部分 基礎(chǔ)實驗 1第1章 偽隨機序列產(chǎn)生實驗 2實驗一 m序列產(chǎn)生及特性分析實驗 3實驗二 GOLD序列產(chǎn)生及特性分析實驗 7實驗三 WALSH序列產(chǎn)生及特性分析實驗 11第2章 信源編碼和信道編碼實驗 15實驗一 語音模數(shù)轉(zhuǎn)換和壓縮編碼實驗 24實驗二 線性分組碼實驗 26實驗三 GSM卷積碼實驗 32實驗四 GSM交織技術(shù)實驗 38第3章 擴頻通信基礎(chǔ)實驗 41實驗一 直接序列擴頻（DS）編解碼實驗 42實驗二 跳頻（FH）通信實驗 45實驗三 DS/CDMA碼分多址實驗 48第4章 數(shù)字調(diào)制和解調(diào)實驗 52實驗一 BPSK調(diào)制解調(diào)實驗 53實驗二 QPSK調(diào)制解調(diào)實驗 56實驗三 OQPSK調(diào)制解調(diào)實驗 59實驗四 MSK調(diào)制解調(diào)實驗 62實驗五 GMSK調(diào)制解調(diào)實驗 65實驗六 OFDM調(diào)制解調(diào)實驗 68第二部分 系統(tǒng)實驗 73（一） 單機系統(tǒng) 74第1章 單機自環(huán)系統(tǒng) 74實驗一 短信收發(fā)實驗 74實驗二 數(shù)據(jù)接入CDMA信道的收發(fā)實驗 76實驗三 移動終端原理實驗 78（二）GSM系統(tǒng) 82第2章 交換機原理 87實驗一 系統(tǒng)通信實驗 87實驗二 移動小區(qū)切換漫游與HLR管理 91實驗三 VLR管理 95實驗四 移動交換機軟件 —— 移動臺的歷史記錄 99第3章 基站原理 102實驗一 基站信道分配實驗（選配模塊） 105實驗二 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與基站RACH接入控制實驗 107第4章 GSM信令 112實驗一 移動臺開機、關(guān)機實驗 117實驗二 移動臺漫游實驗 122實驗三 移動臺主叫實驗 129實驗四 移動臺被叫實驗 138第5章 移動系統(tǒng)七號信令 143實驗一 移動通信7號信令實驗 143第6章 無線信道實驗 161實驗一 加性高斯白噪聲信道的統(tǒng)計特性實驗 169實驗二 信道編碼實驗 171第7章 GSM/CDMA/TDCDMA通信模塊（選配） 173實驗一 GSM模塊配置實驗（選配） 175實驗二 GSM設(shè)備短信收發(fā)實驗（選配） 181實驗三 GSM設(shè)備呼叫實驗（選配） 192實驗四 GPRS數(shù)據(jù)通信（無線上網(wǎng)）實驗（選配） 1983G TDCDMA開發(fā)模塊使用說明（LC6311+） 211第8章 復(fù)用系統(tǒng)實驗 226實驗一 碼分復(fù)用及相關(guān)性仿真軟件實驗 226實驗二 數(shù)字時分復(fù)接系統(tǒng)實驗 234實驗三 基于GSM模塊的分布式數(shù)據(jù)采集 237第三部分 二次開發(fā)說明 241第1章 DSP二次開發(fā)說明 241第2章 GSM模塊二次開發(fā)說明 246附錄一 CH341驅(qū)動安裝 249附錄二TDSCDMA視頻使用說明 25382 / 84第一部分 基礎(chǔ)實驗第一部分基礎(chǔ)實驗對應(yīng)移動通信系統(tǒng)的各個關(guān)鍵部分。包括語音的A/D轉(zhuǎn)換、壓縮編碼實驗，擴頻通信的擴頻碼的產(chǎn)生實驗，擴頻、調(diào)頻通信實驗，數(shù)字調(diào)制與解調(diào)實驗，信道編碼實驗，信道特性實驗。從理論上講，用純隨機序列去擴展信號的頻譜是最理想的，但接收機為了解擴還應(yīng)當(dāng)有一個同發(fā)送端擴頻碼同步的副本。根據(jù)Shannon編碼定理可知：只要信息速率Rb小于信道容量C，總可以找到某種編碼方法，在碼周期相當(dāng)長的條件下，能夠幾乎無差錯地從受到高斯噪聲干擾的信號中恢復(fù)出原發(fā)送的信號。白噪聲是一種隨機過程，它的瞬時值服從正態(tài)分布，功率譜在很寬的頻帶內(nèi)都是均勻的，具有及其優(yōu)良的相關(guān)特性。這樣信號之間不容易發(fā)生干擾。這就是偽隨機序列，也被成為PN碼。連續(xù)的0或1 的個數(shù)稱為游程長度。偽隨機序列具有類似于隨機序列的性質(zhì)，但它的結(jié)構(gòu)或形式是預(yù)先可以確定的，并且可以重復(fù)地產(chǎn)生和復(fù)制。通常還有GOLD序列和WALSH序列。所以我們先對m序列的性質(zhì)及m序列的產(chǎn)生進行討論。二、實驗內(nèi)容1．熟悉m序列的產(chǎn)生方法；2．測試m序列的波形；3*．用DSP或CPLD編程產(chǎn)生m序列。它是由帶線性反饋的移存器產(chǎn)生的周期最長的一種序列。它的自相關(guān)特性和白噪聲的自相關(guān)特性相似。比如：序列中“0”碼與“1”碼等抵及具有單峰自相關(guān)函數(shù)特性等。結(jié)構(gòu)如圖：圖111 反饋移位寄存器的結(jié)構(gòu)其中ani為移位寄存器中每位寄存器的狀態(tài)，Ci為第i位寄存器的反饋系數(shù)。我們