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MBC-CDMA
移动通信实验
鲁昆生
华中科技大学电子与信息工程系
前言
由于DS-CDMA（直接序列扩频-码分多址）具有抗干扰能力强及系统容量大等突出优点，因而在移动通信中获得极度重视和广泛应用。DS-CDMA在第二代移动通信（2G）中已异军突起、力压群芳（IS95标准的QCDMA移动通信系统），那么在第三代移动通信（3G）
[1,4,5]中基本上独占鳌头（cdma2000,WCDMA及TD-SCDMA等）。
本CDMA移动通信实验系统是简化的2G及3G的CDMA移动通信系统（IS95、cdma2000及WCDMA），以能控制能观测的方式，将其中最关键的技术展现在学生面前，通过实验使他们对DS-CDMA技术有较深刻的感性认识，加深对书本理论知识的理解；除了有验证性、综合性实验外，还有设计性实验，通过各种类型的实验可增强学生研究问题解决问题的动手能力。
实验指导书共分四章。第1章介绍DS-CDMA移动通信的基本原理，熟悉教材中这部分内容的同学可跳过这一章。第2章介绍DS-CDMA移动通信实验系统的原理，包括实验系统的构成、工作原理及主要参数的选取。这一章是作为一个完整DS-CDMA移动通信实验系统（实验箱）的总体的系统的介绍，只有掌握了这一章的内容才能顺利完成第3、4章的实验。第3章是DS-CDMA移动通信原理性及综合性的实验，通过实验了解DS-CDMA系统各部件的构成及工作原理，了解系统的构成及工作原理。第4章是DS-CDMA移动通信设计性实验，通过实验更深入了解掌握DS-CDMA系统的一些关键技术的原理，增强学生研究问题解决问题的动手能力。
[1,2,7]本CDMA移动通信实验系统可作为相关专业本科生“移动通信”理论课程的配
套实验设备，还可用于本科生课程设计及毕业设计。
编著者
于华中科技大学
2007年12月
目 录
第1章 DS-CDMA移动通信原理 ........................................................................ 1
1.1 DS-CDMA移动通信基本原理 ....................................................................... 1
1.1.1 正交序列 ................................................................................................. 1
1.1.2 DS-CDMA移动通信系统 ...................................................................... 4
1.1.3 DS-CDMA移动通信的若干技术 .......................................................... 5
1.2 正交序列 ........................................................................................................... 7
1.2.1 m序列 ..................................................................................................... 7
1.2.2 M序列 ..................................................................................................... 8
1.2.3 GOLD序列 ............................................................................................... 8
1.2.4 截短的GOLD序列 .................................................................................. 8
1.2.5 Walsh序列（函数） .............................................................................. 9
1.3 地址码设计 ..................................................................................................... 10
第2章 CDMA移动通信实验系统原理 ............................................................ 12
2.1 CDMA移动通信实验系统概述 .................................................................... 12
2.1.1 地址码 ....................................................................................................... 12
2.1.2 用户数据及地址的设置 ........................................................................... 14
2.1.3 工作频率及码速率 ................................................................................... 14
2.2 同步CDMA移动通信实验系统原理（IS95及CDMA2000基本原理） 15
2.2.1 基站1（BS1） ......................................................................................... 15
2.2.2 基站2（BS2） ......................................................................................... 20
2.2.3 移动台（MS） ......................................................................................... 22
2.3 异步CDMA移动通信实验系统(WCDMA基本原理) ............................... 30
2.4 CDMA实验箱模块布局、模块功能及信号测量点 .................................... 30
2.4.1 BS1模块 ................................................................................................... 31
2.4.2 BS2模块 ................................................................................................... 31
2.4.3 BS1及BS2共用的电路模块 .................................................................. 31
2.4.4 MS模块 .................................................................................................... 31
2.4.5 通信系统制式模块 ................................................................................... 33
2.4.6 D1信道编码设置模块 ............................................................................. 33
2.4.7 D2、D3、D4数据格式模块 ................................................................... 33
2.4.8 测量仪 ....................................................................................................... 34
2.4.9 BS1信号测量点 ....................................................................................... 34
2.4.10 BS2信号测量点 ..................................................................................... 35
2.4.11 MS信号测量点 ...................................................................................... 36
2.4.12 测量仪信号测量点 ................................................................................. 37
第3章 CDMA移动通信原理性综合性实验 .................................................... 38
实验一、m序列相关特性 ...................................................................................... 38
实验二、M序列相关特性及5阶M序列 ............................................................ 42
实验三、Gold序列及截短的Gold序列相关特性 ............................................... 45
实验四、Walsh序列相关特性及16阶Walsh序列 ............................................. 49
实验五、数据成帧及帧同步提取 .......................................................................... 52
实验六、信道编码(1)：卷积编码 ......................................................................... 57
实验七、信道编码(2)：交织编码 ......................................................................... 63
实验八、复合地址码扩频调制及PN码解扩(去扰) ............................................ 66
实验九、PSK载波调制、载波提取及载波解调 ................................................. 69
实验十、Walsh码相关检测 ................................................................................... 73
实验十一、PN码同步 ............................................................................................ 77
实验十二、多基站、多信道、多用户同步CDMA移动通信系统 .................... 81
实验十三、多基站、多信道、多用户异步CDMA移动通信系统 .................... 85
实验十四、DS-CDMA系统抗白噪声能力及扩频增益 ...................................... 87
实验十五、DS-CDMA系统抗多址干扰能力及扩频增益 .................................. 92
实验十六、DS-CDMA系统抗窄带干扰能力及扩频增益 .................................. 95
实验十七、电波传播损耗及远近效应 .................................................................. 97
第4章 CDMA移动通信设计实验 .................................................................. 100
