移动通信试验参考指导书g.doc

实验一 移动通信系统构成及功能一、实验目1 理解移动通信系统构成。2 理解移动通信系统基本功能。3 理解基带话音基本特点二、实验内容1 按网络构造连接各设备，构成移动通信实验系统。2 完毕有线有线、有线无线及无线有线呼喊接续，观测呼喊接续过程，熟悉移动通信系统基本功能。3 用双路无线综合测试仪（如下简称综测仪）及示波器观测空中传播话音波形。三、基本原理图1-1 是与公用电话网（PSTN ）相连蜂窝移动通信系统方框图。系统涉及大量移动台MS 、许多基站BS 、若干移动互换中心MSC 及若干与MSC 相连数据库似压、VLR 等，图中未画出），MSC 通过与公用电话网PSTN 互换机EX 相连，接入公用电话网。系统基本功能是：移动台能与有线电话或其他移动台通话（或传播数据等信息）. MS ( Mobile Station ) ：移动台BS ( Basc Station）：基地台MSC ( Mobile Switch Center ) ：移动互换中心（涉及互换机和数据库）Ex ( Exchanger ) ： 公用电话网程控互换机图1- 1移动通信系统方框图这样庞大复杂系统无法放在实验桌上由同窗自己动手做实验。将系统合理简化得到图l-2 ，它将图1-1 实际系统所有互换机EX 及MSC 合并成一部互换机；基站BS 及移动台MS 各选用一台；有线电话采用二部。它与图1-1 实际系统在系统基本网络构造、网络设备及功能等特性方面是相似。图1- 2简化移动通信系统方框图MS( Mobne station ) ：移动台BS ( Base Station ) ：基地台EX ( Exchanger ) ：程控互换机TEL (Telphone ) ：有线电话惯用移动通信系统重要有四类：蜂窝移动通信系统、集群移动通信系统、无绳电话系统及无线寻呼系统，它们功能及应用场合各不相似，但它们基本原理及技术是相似。移动通信多址方式重要有FDMA 、TDMA 、CDMA 三大类。FDMA 系统普通为模仿移动通信制式，TDMA 及CDMA 为数字移动通信制式FDMA 发展早，已成功应用于各种移动通信系统近年，当前在某些领域仍在广泛应用。数字移动通信是在模仿移动通信基本上发展、演进而来，在网络构成、设备配备、系统功能和工作方式上两者均有许多相似之处。墓于以上因素，为了得到体积小巧、价格低廉、可放在实验桌上由学生动手操作移动通信教学实验系统在图1-2 中，BS 、MS 实际选用基于FDMA 技术、采用数字信令中华人民共和国CT1无绳电话，EX 选用小型程控互换机，TEL 为有线电话。为了测试上述小型移动通信系统无线某些功能，采用了一台双路无线综合测试仪( SDT ，如下简称综测仪），构成一套完整移动通信教学实验系统，如图1-3 所示。图1- 3移动通信教学实验系统MS( Mobne station ) ：移动台BS ( Base Station ) ：基地台EX ( Exchanger ) ：程控互换机TEL (Telphone ) ：有线电话SDT：双路无线综合测试仪（综测仪）下面对图1-3 各某些及本实验内容简介如下：1、CTI 无绳电话CTI 无绳电话属于FDMA 系统，数十个双工频道被所有无绳电话共用，采用话音模仿调频及数字信令技术。系统有一种基地台，即无绳电话座机，通过顾客线接入电话网互换机；可带1 一部移动台即无绳电话手机（每一时刻，只能有一部手机通话）。无绳电话是为以便有线电话顾客而提出。它将有线电话座机与通话手柄之间电缆（绳）去掉，用无线信道代替之，通话手柄成为无绳电话手机。顾客持无绳手机在以座机为中心小范畴内移动通话，十分以便。虽然从使用功能上看，无绳电话是有线电话无线延伸，但其工作原理及使用技术都属于移动通信范畴。CTI 无绳电话及在其后发展起来各种数字无绳电话构成无绳电话人们族，成为惯用四类移动通信系统之一。国内CTI 无绳电话技术原则、工作原理及手机仲用办法见附录1 。2、程控互换机本教学实验系统中程控互换机采用1拖4 双绳路小型顾客程控互换机，一条外线可接4 部内部电话。本系统中不用其外线端口，只使用内部4 条顾客线端口，其技术参数与用法与PSIN 程控互换机相似，相称于4 门PSTN 程控互换机。图1-4为小型程控互换机外观图。四个顾客线插座可连接四部电话（涉及无绳电话座机），插座下方号码为相应电话号码。互换机由220V市电供电，通电后电源批示LED 灯持续闪烁。顾客电话摘机后相应LED 批示灯亮。图1- 4小型程控互换机外观图3、双路无线综合测试仪双路无线综合测试仪（如下简称综测仪）包括电路模块诸多，功能齐备，它既是铡量仪器，又可作为被测量对象，其电路原理及用法详见附录2 。在实验一至实验四中综测仪作为测量仪器，在实验一中用来观测无绳电话发射在空中话音波形，理解话音特点。4、移动通信教学实验系统构成及功能依照上面简介各设备原理，按照图1-3布局放置并连接设备，就构成了移动通信实验系统。本系统可实现如下呼喊通话功能：( 1 ）无绳手机呼喊有线电话（无线呼喊有线）； ( 2 ）有线电话呼喊无绳手机（有线呼喊无线）； ( 3 ）有线电话呼喊有线电话（有线呼喊有线）。在同步满足如下两个条件时，主、被呼顾客才也许建立话路，进入通话：( 1 ）被呼顾客空闲；( 2 ）主、被呼顾客之间至少有一条空闲途径。由以上实验可理解移动通信系统基本网络构造及功能。此外，在手机与有线电话通话时，用示波器在综测仪上观测发射在空中话音波形，可理解话音基本特性。话音是由发音器官中声音勉励源和口腔声道形状不同而形成。话音分为浊音和清音，浊音涉及元音及浊辅音。浊音相应子声带振动，每个单词中至少涉及1 个浊音。浊音，又称有声音。发浊音时声带在气流作用下准周期地闭合或启动，从而在声带中勉励起准周期声振动，形成浊音声波，如图1-5所示图中Tp为基音周期，则基音频率fp = 1/Tp。普通fp在7030oHz 范畴内，则Tp=3 13ms 。基音频率普通女声较高，男声较低。清音又称无声音。发清音时声带不振动，声道被气流冲击产生较小辐度声波，其波形与噪声相似，清音信号没有准周期性。涉及浊音及清音话音能量重要集中在300 弓400HZ 频率范畴内。图1- 5浊音准周期波形5、二类移动通信教学实验系统移动通信教学实验系统分为学生实验型及教师演示型二类。5.1 学生实验型移动通信教学实验系统学生做实验时，同一实验室内有许多组实验系统，相距很近，为了防止互相干扰，必要减少无绳电话发射功率及接受机敏捷度，以减小电磁波作用范畴。在此条件下，为了保证同一套实验系统内部接受信号足够强，能正常完毕各实验，必要加强无线设备间无线耦合： 无绳座机BS 天线垂直竖立但不要拉出。综测仪BS 测量收发信机天线放置在无绳座机天线与座机外壳之间缝隙中，使两者无线紧耦合。 无绳手机MS 天线不要拉出。将综测仪Ms 测量收发信机天线芯线与地线夹在一起后套在无绳手机天线上，使两者无线紧耦合。5.2 教师演示型移动通信教学实验系统教师演示型无绳电话发射功率及接受敏捷度保持生产厂家出厂值不变。做实验时，无绳手机可在距无绳座机及综测仪13 米范畴内自由移动，以便教师演示。四、实验环节1 按图1-3布局放置设备并连接成系统：两部有线电话顾客线插入互换机号码801 、802 顾客线插孔：无绳电话座机顾客线插入互换机号码804 顾客线插孔。这些号码就是各部电话相应号码。将互换机、无绳电话座机及手机充电器都接通220伏 电源。无绳电话座机、手机及综测仪使用上次实验已经对好码同一套系统或由教师实验前完毕对码，使三者辨认码及呼喊信道一致（对码环节详见实验四实验环节1 )。 2 有线电话1 摘机，互换机上相应LED 批示灯亮，顾客听拨号音。顾客拨号呼喊有线电话2 ，有线电话2 振铃，有线电话1 听回铃。有线电话2 摘机通话，通话完毕挂机，未挂机一方听忙音。若有线电话2 忙（己摘机），则有线电话1 摘机拨号后听忙音。若有线电话2 顾客线从互换机上拔下，有线电话1 拨号后听回铃。3 有线电话2 拨号呼喊有线电话l ，通话完毕挂机。4 无绳手机按“通话”键摘机，听到拨号音后拨有线电话1 或有线电话2 号码，有线电话振铃，无绳手机听回铃。有线电话摘机通话，通话完毕挂机（其中，无绳手机再按“通话”键或将手机放回充电器则挂机）。5 有线电话摘机拨号（804 ）呼喊无绳手机，手机振铃，有线电话听回铃。手机按“通话”键摘机通话，通话完毕挂机6 将双踪示波器两个探头分别接至综测仪BS 及Ms 测量面板上A 玩输出端口。接通综测仪电源（K5 置ON ) ，置系统测量自动工作方式滋心至SYST 灯亮，再按K2），综测仪守候在无绳电话控制信道。关发射机（K6 置OFF ) ，关信令存贮显示模块（K6 置OFF )。手机按“通话”键摘机，与座机一起由控制信道转移到某空闲通话信道，综测仪检测到摘机信令后自动跟踪扫描，锁定于该通话信道。若综测仪因误码未检测到手机摘机信令仍停在控制信道，则按控制面板扫描（SCAN ）键K3 启动综测仪扫描信道，最后锁定于该通活信道。综测仪锁定于通话信道标志是：信道扫描停止并且BS 及MS 测量面板同步显示各自接受频率。手机拨号呼喊有线电话进入通话后，示波器可观测到通话双方话音波形，记录浊音波形，测出浊音基音频率。五、实验报告内容1 画出移动通信实验系统网络构造方框图，给出系统功能，并阐明它是如何由惯用蜂窝移动通信系统在保持基本特性不变条件下合理简化而来。2 总结主呼方从摘机、拨号、通话到挂机各个阶段听到那些信号音。3 由实验成果回答，有线电话挂机时顾客线是处在开路状态吗？4 画出自己话音浊音波形，给出所测基音频率，与同组同窗比较。实验四 多信道共用、空闲信道选用方式一、实验目通过对移动通信教学实验系统测量，理解普通移动通信系统无线多信道共用、空闲信道选用方式。二、实验内容1 用综测仪自动跟踪测量无绳电话呼喊接续各阶段工作信道，理解其多信道共用、空闲信道选用方式。2 用综测仪自动跟踪测量无绳电话通话状态下切换频道操作后通话信道变化，理解其切换频道功能。三、基本原理1 多信道共用移动通信系统，在基站控制社区内有各种无线信道提供应移动顾客共用。那么，在某一顾客主呼或被呼时，如何从几种信道中选取一种空闲信道分派给该顾客使用呢？空闲信道选用方式以有下四种：( 1 ）专用呼喊信道（专用控制信道）方式；( 2 ）循环定位方式；( 3 ）循环不定位方式；( 4 ）循环分散定位方式。无绳电话多信道共用是一种社区（所研究无绳电话电磁波覆盖范畴所自然形成社区域）内所有无绳电话共用20 个信道。然而，与蜂窝移动通信系统及集群移动通信系统不同，无绳电话社区内全体无绳电话无统一基站控制器，而是由每台无绳电话各自独立地选用空闲信道。若采用循环定位方式及循环分散定位方式，已挂机无绳电话也要占用一种信道发示闲音，一种社区最多只能容纳20 部无绳电话，容量太小，故不能采用。实际能采用只有专用呼喊信道方式及循环不定位方式或两种方式变形及组合方式。专用呼喊信道方式呼喊速度快，但在呼喊信道上受干扰概率较大；循环不定位方式基本不存在互相干扰，但呼喊速度慢。当前国内生产CT1无绳电话大多采用专用呼喊信道方式。一台无绳电话手机与座机重新对辨认码（ID码）后，由辨认码按一定算法拟定新呼喊信道。所有初始呼喊都在呼喊信道上进行。因而，同一台无绳电话“专用”呼喊信道也是可变。社区不同无绳电话辨认码普通都不相似，呼喊信道普通也各不相似。此外，其他无绳电话通话时占用本台无绳电话呼喊信道概率及占用时间都是有限。第三，本台无绳电话手机距离座机普通是近来，收到信号最强。总之，采用专用呼喊信道方式无绳电话在呼喊信道受强干扰而不能完毕呼喊接续概率不大。采用专用呼喊信道无绳电话空闲通话信道是如何拟定呢？采用专用呼喊信道方式无绳电话系统在挂机状态下座机及手机都守候在自己专用呼喊信道上，座机还时分扫描其他19 个通话信道，检测并记录其中空闲信道。当手机主呼或被呼时，座机通过呼喊信道给手机指定存贮一种空闲信道作为通话信道，座机和手机收发信机由呼喊信道转移到该通话信道。在后续拨号（手机主呼时）及通话过程中始终占用该通话信道，直至挂机返回呼喊信道守候。2 无绳电话在通话过程中可以切换通话信道。若顾客感觉当前通话信道上有干扰，可按手机“频道”键启动切换信道信令传播过程，座机给手机重新指定一种空闲信道，双方一起转移到新空闲信道继续通话。这与蜂窝移动通信系统越区信道切换相似。区别在于后者由系统与移动台自动测量和切换信道，前者是人工测量（听话音效果）和人工启动然后再自动切换信道。四、实验环节1重新设立无绳电话及综测仪辨认码（lD 码）及专用呼喊信道( 1 ）仍按图1-3 布局放置设备并连接成系统。设立综测仪为系统测量方式（按心至SYST 灯亮）。( 2 ）持续按住综测仪对码（CODE ）键超过4 秒，综测仪进入对码及搜索专用呼喊信道状态，守候在CH7 准备接受无绳座机发送新ID 码，信道号LED 数码管显示CH7 。然后释放对码键。( 3 ）在挂机状态下，按住无绳座机“对码”键，座机进入对码状态，随机产生16 位新ID 码，在CH7 信道上发射出去。综测仪对的收到ID 码后发出一长声蜂鸣声批示。仍按住座机“对码”键不放，再按住手机“对码”键，手机对的收到座机发射新ID 码后，发出蜂鸣声批示，ID码设立完毕。无绳电话座机、手机及综测仪三者ID 码一致了，并且无绳电话座机及手机新呼喊信道也拟定了。释放座机及手机“对码”键，双方返回正常工作挂机状态。几秒钟后综测仪进入搜索专用呼喊信道状态，循环搜索20 个信道，信道号LED 数码管循环显示相应信道号。( 4 ）有线电话拨号呼喊无绳电话，无绳手机振铃，无绳座机在新专用呼喊信道上向无绳手机发振铃信令。综测仪循环搜索到专用呼喊信道，就停留在该信道并发出持续蜂鸣声。( 5 ）按综测仪控制面板扫描（SCAN ）键K3 ，综测仪存贮新ID 码及新呼喊信道号于护PROM 后返回系统测量工作方式，SYST 灯亮。2 观测无绳电话系统空闲信道选用方式( 1 ）综测仪设立为自动（AUTO ）工作方式（按粗至SYST 灯亮，再按K2 ，K2 灯常亮），守候在无绳电话呼喊信道，示波器二个通道探头分别接在综测仪BS 及MS 测量面板八几端。( 2 ）手机按“通话”键摘机，座机及手机一起转移到座机指定空闲通话信道。综测仪检测到手机摘机信令（示波器可观测到）则自动跟踪扫描并且最后锁定于该通话信道，显示该信道号码及无绳电话BS 及MS 发射频率。手机拨号呼喊有线电话，示波器观测到手机拨号等操作信令波形或通话双方话音波形。综测仪若因接受信令误码未能检测到手机摘机信令，仍停留在呼喊信道，则可按扫描（SCAN ）键K3 启动搜索，K3 灯闪烁，最后锁定于无绳电话通话信道，综测仪返回自动（AUTO ）工作方式，K3 灯灭，K2 灯常亮。( 3 ）通话完毕，手机按“通话”键挂机，座机及手机一起返回呼喊信道守候。综测仪检测到手机挂机信令，亦返回呼喊信道守候。综测仪若因接受信令误码未能检测到手机挂机信令，仍停留在通话信道，则可按自动（AUTO ）键K2 返回呼喊信道守候。( 4 ）多次重复（1 ）（4 ) ，观测、记录无绳电话每次选用通话信道。某些生产批次无绳电话，若上次通话信道仍空闲，则这次仍选用上次通话信道；而另某些生产批次无绳电话，每次都随机选用不同空闲信道作为通话信道。3 观测无绳电话在通话状态下切换通话信道( 1 ）重复2 ( 1 ）、（2 ) ，无绳电话占用一空闲通话信道，综测仪锁定于该信道，显示该信道信道号及无绳电话BS 和MS 发射频率，示波器观测到通话双方话音波形。( 2 ）手机按“频道”键切换通话信道至一新空闲信道。综测仪检测到手机频道切换信令，自动跟踪扫描并锁定于新信道，显示该信道信道号及无绳电话BS 和MS 发射频率；无绳电话保持通话未中断，示波器仍可观测到通话双方话音波形。( 3 ）多次重复（2 ) ，重复观测无绳电话切换通话信道，总结信道变化规律。( 4 ）按（3 ）中总结信道切换变化规律，预计下一次切换信道将占用新空闲信道。按步进（STOP ）键K4 设立工作信道为预计新空闲信道，然后打开综测仪BS 测量发射机( K6 置ON ，K7 置BS ）。手机按“频道”键再次切换频道。关断综测仪发射机，按扫描（SCAN ) 键K3 启动扫描并锁定无绳电话占用新空闲信道，与预计信道比较。五、实验报告内容1 总结本实验系统无绳电话空闲信道选用方式。2 总结本实验系统无绳电话在通话状态下信道切换变化规律，并回答当下一种信道已被其他电台占用成为忙信道时还会切换到该信道吗？实验六 DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信一、实验目理解DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信原理。二、实验内容1 测量单信道DS-CDMA通信系统发端及收端波形，理解发端扩频调制及收端有关检测原理，初步理解直扩码分多址逻辑信道形成原理。2 测量2 信道DS-CDMA通信系统发端及收端波形，进一步理解发端扩频调制、收端有关检测及码分多址逻辑信道形成原理。三、基本原理图6-1为直扩码分多址DS-CDMA ( Direct Seqenee Spread Spectrum-Code Division MultiPle Access ）通信系统原理框图。DS-CDMA 运用高速率正交码序列ci （互有关函数值为0或很小码序列）作为地址码，与顾客信息数据di 相乘（或模2 加）得到信息数据直接序列扩频信号，通过相应信道传播后，在接受端与本地产生地址码进行有关检测，从中将地址码与本地地址码一致顾客数据选出，把不一致顾客数据除掉。码分多址通信系统可完毕时域、频域及空间上混叠各种顾客数据同步传播，或者说，运用正交地址码序列在同一载频上形成了多路逻辑信道，可动态地分派给顾客使用。其工作原理如下：1正交码序列(1）定义设ci(t）,i=1,2，N是序列周期为T（一序列周期内子码元数为p，子码周期为TpT/P一组码序列。若它们互有关函数为0，即则称为正交码序列组，可作为DS-CDMA 系统地址码。为便于收端实现地址码同步，它们应具备尖锐自有关峰，即满足实际地址码互有关函数及自有关函数不一定严格满足以上关系。迄今为止，实际用于DS-CDMA地址码，按互有关性能可提成二类：互有关函数值在任意值下，与自有关函数峰值相比都很小，但不一定为0，称为准正交。互有关函数值在指定期刻（例如）才为0，才是正交；而在其他时刻互有关函数值也许很大。地址码按自有关性能可分为如下二类：自有关峰很尖锐且在一序列周期内只有一种自有关峰，与白噪声自有关函数相近，称为PN序列（PseudoNoise sequence伪噪声序列）。自有关峰不尖锐或在一序列周期内有各种自有关峰，不属于PN序列。(2）惯用正交码序列惯用正交码序列有如下三种：Walsh（沃尔什）序列：在指定期刻（）正交，自有关特性不好（不属于即序列）。m序列：准正交，自有关特性较好（属于PN序列）。Gold序列：准正交，自有关特性较好（属于PN序列）。表6-1给出8阶Walsh序列衅表达0号8阶Walsh序列，其他依此类推。在研究8阶Walsh序列正交性前，先研究一下如何计算及用什么电路实现式（6-1）、(6-2）所示有关运算。二进制数用0 ，1 表达，在惯用正逻辑数字电路里面形式是低电平（L）、高电平（H）。两个二进制序列A、B 由异或门及模仿乘法器进行解决电路及输出如图6-2 所示。图中，假定A=0100116，B是长串连O或连1。模仿乘法器输入、输出端有自己正常静态偏置电平，故与先后电路必要通过隔直流电容相联。输入二进制序列O、1通过隔直后，以模仿乘法器输入偏置电平为参照，成为负电平、正电平，归一化后为-1、1，即O变成-1,1变成1。由图6-2可见，除了倒相之外，两电路输出完全相似。而倒相差别，很容易通过加一级倒相器来消除，可以不予考虑。将A、B互换或改为其他数据重画波形，可得到相似成果。由以上分析可得到如下结论：(1)(0,l）域上二进制序列作乘法运算，必要一方面转换到（-1,+1）域上（O-1,11）然后再相乘。(2）二进制序列在（0,1）域上模二加（异或）运算与其在（-1,+1）域上乘法算等效。进一步分析容易得出，对于两路输入信号为各种数字序列波形线性叠加状况，只要输入幅度没超过模仿乘法器线性工作范畴上述结论（2）就不能推广了。下面就可按式（6-1）以表6-1中W18、W78为例为例来研究沃尔什序列正交性。图6-3是用模仿乘法器求W18、W78互有关函数值Rl7关于波形，可见Rl,7=0。直接计算成果与图6-3中一致：由上式可见，求数字序列有关函数，只需将其（-1,+1）域相应位相乘再求和（再乘以码元周期）即可得到。同法可求出其他任意二个序列之间互有关函数值都为O。Walsh序列正交性在时急剧恶化。例如：由表6-1，W28循环左移1 位（）等于W38，W48循环左移2 位（）等于W86,互有关值函数峰值。2、DS-CDMA移动通信系统图6-1为DS-CDMA移动通信系统原理框图。系统中采用包括N个码序列正交码组C1,C2,CN作为地址码，分别与信码d1,d2dN，模2或相乘实现调制。信码速率（单位：b/s，比特/秒）、周期1/。地址码速率（单位：c/s,码片/秒或子码/秒），周期地址码序列每周期包括p个子码元，序列周期。普通设立 (6-3)即(6-4)式（6-3）、（6-4）表白，地址码速率是信息速率凡p整数倍，1个信码周期几相应一种地址码序列周期T。信息码与地址码相乘后占据频谱宽度扩展了p倍。由N个正交地址码在一对双工载频上构成N个逻辑信道，可供N对顾客同步通信。图中画出发端N个顾客及收端第1个顾客。DS-CDMA系统载波调制方式可采用调频或调相，以调相方式应用最广。以2PSK调制为例，发端顾客1发射信号为上式中，成c1（t).cl(t）是（-1,+1）域二元数据，则是0/调相ZPSK信号。故载波调制器就是模仿乘法器。式（6-5a）可写成如下形式（6-5b）或(6-5c)上式表白，发端DS-CDMA射频信号，可通过先扩频调制再载波调制（式（6-5b)）或先载波调制再扩频调制（式（6-5c)）得到，两者是等效。与此相应，收端也有二种等效解调方案本实验系统采用方案是：发端先扩频调制再载波调制，收端先载波解调再扩频解调发端N个顾客发射在空中信号在时域、频域完全混叠在一起，收端每一种顾客都可收到收端第1个顾客天线收到信号(6.6)解调后信号(6.7)通过与本地地址码ci(t）有关检测后输出信号代入式（6-1）地址码正交性关系可得上式中为自有关函数峰值。经采样后得到方波形式信码。收端顾客1从发端N个顾客发射在空中，在时域及频域完全混叠DS一CDMA信号中，接受到发端顾客1信码。3.DS-CDMA移动通信核心技术(1）正交码序列研究、选取及配备。（2）为克服远近效应，要进行精准，迅速发射功率控制。由前面式（6-6）（6-8）分析可见，如果地址码组严格正交，并且收端对接受信号采用有关检测（与地址码相乘再积分），则式（6-8）所示收端输出只包具有用信息，而不包括其他地址信息，即不存在多址干扰。但实际状况并不是如此抱负：(l）地址码不严格正交实际使用地址码普通都不是严格正交，或者只在指定相对相位关系下才是严格正交；传播引起信号波形畸变及收端地址码同步精度不高，使地址码正交性恶化(2）收端对地址码没采用或无法采用有关检测为了接受机电路容易实现，收端先对地址码解扩（相乘），得到窄带载波调制信号，然后再载波解调，没有对地址码进行有关检测（相乘再积分）。地址码序列周期不不大于信码周期（例如IS-95/N-CDMA系统上行地址码），则收端无法对地址码采用有关检测，而只能采用解扩（相乘）。在上述两种实际应用状况下，接受端就存在多址干扰。近地发射机来无用强信号对远地发射机来有用弱信号会产生严重多址干扰。另一方面，由于接受机前端电路线性动态范畴有限，近地强干扰信号会导致接受机阻塞，亦会抑制远地有用弱信号接受以上二个因素导致近地强信号对远地弱信号接受抑制现象称为“远近效应，。同一社区内各移动台与基站距离不同，各移动台发射信号到达基站接受机传播距离不同，存在远近效应；而基站发射多路信号到达某一移动台接受机传播距离相似，不存在远近效应。克服远近效应办法是对移动台发射功率进行精准、迅速及大幅度控制，使任一移动台无论处在什么位置，其发射信号到达基站接受机时，都具备相似电平，并且刚刚达到规定信干比门限；基站发射信号虽不存在远近效应，但仍进行慢速及小幅度控制，使移动台接受机收到基站发射来信号刚刚达到规定信干比门限。各移动台发射机是物理上独立发射机，可按需要独立进行功率控制。基站发射机及功率控制由于下述因素而大为简化。原则上，基站需为每条DS-CDMA逻辑信道配备一台发射机，但由于这些发射机处在同一基站，因此发射载频是相干（同频、同相），故基站总发射信号可表达为由式（6-9）可见，基站各信道发射射频信号，可先在中频实现扩频调制及载波调制，经线性叠后由1台发射机上变频到射频再功率放大后发射出去。调节各信道中频信号幅度就调节了各信道射频信号幅度（功率）。基站发射多路射频信号此外一种形式为即，可先将各信道扩频调制后基带信号线性叠加，再对同一载波进行调制后发射出去。调节各信道扩频基带信号幅度，就调节了各信道射频信号幅度(3）地址码同步由图6-1可见，DS-CDMA收端同步除了有普通数字通信系统载波同步、时钟同步（位同步）及帧同步以外，地址码同步是它所特有，它涉及捕获及跟踪二某些。惯用地址码捕获办法为滑动有关法。参照图6-1接受端。依照地址码自有关峰值特性拟定一种检测门限。逐渐滑动接受机本地地址码相位，检测有关器输出，在输出超过检测门限时停止滑动相位，完毕捕获，然后转入跟踪。以上几方面详细内容及DS-CDMA解决增益、抗多径衰落等性能请参照关于资料。4、实验系统原理依照上述DSCDMA移动通信原理简介及双路踪测仪中已有二套调频收发信机平台实际DS-CDMA实验系统框图如图64所示。发端采用二个正交地址码，及，通过异图6-4 DS-CDMA移动通信实验系统或门分别对两路信码，及：实现扩频调制，得到两路信码各自扩频（调制）基带信号DEl、DE2，它们线性叠加为两路信码扩频基带信号DEx。TXBS作为系统基站BS发射机，DEX对载波FSK调制，再发射出去。收端RX-MS载波FSK解调输出扩频基带信号DEX通过切换本地地址码为Cl/C2，再通过有关检测得到信码Dl/D2，模仿二个移动台MS1/MS2接受机。实验系统采用二个正交地址码，在同一载频上形成二个DS-CDMA逻揖信道。信码D110101100（周期循环）。,D2=01010Oll（周期循环），码速率为Rb=300b/s。地址码，子码速率为(2.4千子码秒），则有。接受端地址码同步及时钟同步电路都以为是抱负，不作为本实验研究内容，收端地址码及时钟CLK事实上与发端、一起由同一单片机产生。需要指出，2个顾客各自扩频基带信号DE1及DE2是二值信号1/-1，它们线性叠加为后来就成为三值信号：0(+1)+（-1)、2(+1)+(+1)及-2(-1)+(-1)，归一化值为0、1、-1。更各种顾客扩频基带信号线性叠加成为多值信号l0。实验系统有如下几种子工作方式(1）单信道DS-CDMA通信发端发，收端收；发端发，收端收；发端发，收端地址码为C1；，收不到发端。(2)2信道DSCDMA通信发端发+，收端收；发端发+，收端收。由单信道DSCDMA通信实验可初步理解DSCDMA通信原理，观测地址码C1、C2各自自有关检测及互有关检测波形，为研究2信道DSCDMA通信实验做难备。2信道DS-CDMA通信实验可进一步观测、理解DS-CDMA通信原理，理解时域、频域完全混叠DS-CDMA多顾客信号如何被分离，DS-CDMA系统多路逻辑信道是如何形成。四、实验环节（一）单信道DS-CDMA通信1设立综测仪为单信道DS-CDMA通信工作方式（按K1至T/CDMA灯亮，再按K3使K3灯亮），打开发射机TX-BS(K6置ON,K7置BS,BS测量面板IX灯亮），置内调制（K9置INT)，综测仪内部组合成图网所示DS-CDMA通信系统，图中收发两端关于信号都己引到收发信机测试面板上，便于用示波器观测。2重复按K3键，系统循环步进处在表6-2所示三种子工作方式之一。表6-2 单信道DS-CDMA 通信子工作方式（T/CDMA灯常亮）子方式序号K3灯批示子工作方式闪速占空比11Hz0.1发，收21Hz0.5发，收31Hz0.9发，收在子方式1、2中，收端地址码与发端地址码相似，则收到发端数据；在子方式3中，收端地址码与发端不同，则接受不到发端数据。3双踪示波器二个通道都设立为DC、2V/DIV5V/DIV；扫描速率lms/DIV5ms/DIV置外触发方式，外触发输入接至综测仪MS测量面板TRIA端。4从发端至收端顺着信号流向，测得三种子方式下系统各点信号波形分别见图6-5、6-6、6-7（见本实验最后三页）。注意收端有关检测（相乘-积分）输出信号DK2：1、2子工作方式下，DK2分别为C1、C2自有关运算波形乘以相应数据D1，、D2(+1/-1)，为正负极性齿波；子工作方式3下，DK2为C1、C2互有关运算波形乘以数据D2(+1/-1)，在地址码列周期即一种信码周期内进行有关运算，DK2开始为0电平（+2V)，然后上下起伏，最后刻有关运算值（即互有关函数值）仍为0电平（2V），又参见图6一3o由此初步分析了DS-CDMA通信原理。5关断TX-BS(K6置O可，BS测量面板TX灯灭），再测量收端各点信号。（二）2信道DS-CDMA通信1设立综测仪为2信道DS-CDMA通信工作方式（按K1至T/CDMA灯亮，再按使K4灯亮），打开发射机TX-BS(K6置ON,K7置BS,BS测量面板TX灯亮），置内制（K9置州T)，综测仪内部组合成图6-4所示DS-CDMA通信系统。2重复按K4键，系统循环步进处在表6-3所示二种子工作方式这一。表6-32信道DS-CDMA通信子工作方式（T/CDMA灯常亮）子方式序号K4灯批示子工作方式闪速占空比11Hz0.1发+，收21Hz0.9发+，收二种子工作方式中，发端都是发送时域、频域混叠在一起二路DS-CDMA数据。子工作方式1中，收端地址码Ci为C1，经有关检测从混叠扩频信码中分离出本地址信码D1；子方式2中，收端地址码Ci为C2，则收到信码D2。3双踪示波器设立同（一）3。4顺着信号流向测量并用座标纸记录二种子方式下系统发端D1、C1、DE1、D2、C2、DE2、DEX至收端AFO、DK1、DK2、CLK（上升沿有效）、DK各点信号波形，注意比较发端扩频调制（异或门）、收端解扩（相乘器）及有关检测（相乘-积分）输入输出波形，比较发端及收端数据。特别注意收端有关检测输出信号DK2是本实验环节四（一）中1个地址码自有关运算波形(回绕着上升下降锯齿波形）及2个地址码互有关运算波形（环绕着参照电平上下起伏波形）线性叠加。由于采样时刻互有关函数值为0，因而对采样值没有影响，不存在多址干扰。由2信道DSCDMA通信进一步分析理解DSCDMA通信原理。5关断TX-BS(K6置O即，BS测量面板饮灯灭），再测量收端各点信号。五、实验报告内容1整顿实验记录，在座标纸上画出2信道DSCDMA通信系统二种子工作方式下发端D1、C1、DE1、D2、C2、DE2、DEX以及收端AFO、DK1、DK2、CLK（上升沿有效）、DK各点波形，分析同一载频上二个DSCDMA逻辑信道是如何形成，总结DSCDMA通信工作原理。2比较单信道DSCDMA通信系统及2信道DSCDMA通信系统收端有关检测输出波形，对照式（66）（6一8)，回答2信道DS-CDMA通信系统收端线性模仿乘法器能用非线性异和门代替吗？3回答关断发射机后，收端还能收到信号吗？