WALSH码产生与特性分析实验

一、实验目的1、掌握WALS网产生的原理和WALS网的特性。2、掌握WALS网的产生和特性分析的软件仿真。3、掌握WALS网的硬件产生方法。二、预习要求1、掌握WALS网的产生原理和特性。2、熟悉matlab的应用和仿真方法。3、熟悉Quatus的应用和FPGA勺开发方法。三、实验原理1、WALS网简介WALSH1数集是完备的非正弦型正交函数集，相应的离散WALSH®数简称为WALS所列或WALS例，可由Hadamard矩阵的行(或列)构成。二阶Hadamard矩阵为：高阶Hadamard矩阵可以由以下递推公式构成：其中：N=2mm=1,2,例如：N阶Hadamard矩阵的通式可以表示为：由Hadamard的行(或列)构成WALSHS歹U。仞0口由H4的行(列)构成的长度为4(即包含4个元素)的WALSH?列为：Wh(0)：1111Wh(0)：1111Wh(0)：1111Wh(0)：1111长度为N的WALSH?列可以表示为N维向量：hnhi2hiN,i=1,2,.N对应的(i1)号WALSH!数可以表示为：其中：g(t)1,0tTc称为码片波形。0,其他tWALSHS可以由图所示的电路框图产生:CP图1WALSH序列产生电路框图2、WALS网的性质正交码的重要作用之一用作同步码分多址系统的地址码。它具有以下性质：(1)在0,1)区间正交；(2)除了第一个序列外，其他WALS暗列的均值为0;(3)两个WALS瘠列相乘可以得到一个新的WALS瘠列；WALSHWU ；(4)WALSH序列是完备的，即长度为N的WALS所列集里有N个相互正交的四、WALSHS产生和特性分析1、建立仿真文件WALSH1WALSH8勺SampleTime均设置为1/10;index分别设置为0,72、生产程序文件sim('walshsim');len=length(walsh1);N=8;N_sample=64;gt=ones(1,N_sample);每码元对应的载波信号walsh1=walsh1'输出walsh码1walshtemp1=sigexpand(walsh1,N_sample);码元扩展walshx1=conv(walshtemp1,gt);码元成形walsh8=walsh8'输出walsh码8walshtemp8=sigexpand(walsh8,N_sample);码元扩展walshx8=conv(walshtemp8,gt);码元成形swalsh=conv(1-2*walsh1,1-2*walsh1(N:-1:1)/N;dwalsh=conv(1-2*walsh1,1-2*walsh2(N:-1:1)/N;t=0:1/N_sample:len-1/N_sample;figure(1)subplot(5,2,1);plot(t,walshx1(1:length(t);axis(061);title('walsh1波形');subplot(5,2,8);plot(t,walshx8(1:length(t);axis(061);title('walsh8波形');subplot(5,2,9);stem(1:61,swalsh(15:75);axis(061);title('walsh1自相关波形');subplot(5,2,10);stem(1:61,dwalsh(15:75);axis(061);title('walsh1和walsh2互相关波形');3、输出WALSHS形五、本实验的walsh码产生方法1、输出WALSHSprocess(g_clk)beginifrising_edge(g_clk)thencounter<=counter+1;walsh0<=walsh(0);walsh1<=walsh(1);walsh2<=walsh(2);walsh3<=walsh(3);walsh4<=walsh(4);walsh5<=walsh(5);walsh6<=walsh(6);walsh7<=walsh(7);endif;endprocess;process(counter)begincasecounteriswhen"000"=>walsh<=""when"001"=>walsh<="01010101”;when"010"=>walsh<="00110011”;when"011"=>walsh<=""when"100"=>walsh<="00001111”;when"101"=>walsh<=""when"110"=>walsh<=""when"111"=>walsh<="01101001”;whenothers=>walsh<="00000000”;endcase;endprocess;2、引脚说明其中g_clk为全局时钟，WALSH0.WALSH分别输出8种WALS删。3、仿真波形六、实验操作说明开关置ONia明车入0,OFF表明输入1；LED亮表明输出1,暗表明输出0。1、编码方式选择SW201-5,SW201-4,SW201-3,SW201-2,SW201-1J205的输出波形00000PN1301000PN1500010GOLD101010GOLD210010GOLD311010GOLD400011GOLD501011GOLD610011GOLD700100WALSH001100WALSH110100WALSH211100WALSH300101WALSH401101WALSH510101WALSH611101WALSH72、SW201-7为使能信号，需要先置"1”对扩频和多址码的产生初始化，然后置"0"输出pn序列。七、实验内容1、用matalab中的simulink对N=8的WALS网进行软件仿真，绘制它们的波形图、自相关特性图和互相关特性图；2、分别对CDMA（统中使用的Nl=64的WALS网进行软件仿真，绘制它们的波形图、自相关特性图和互相关特性图；3、在Quatus中分别对Nl=8的WALS网进行仿真，分析WALS网的特性；4、SW201-7为使能信号，需要先置"1”对扩频和多址码的产生初始化，然后置"0"输出WALS瘠列；5、SW201-5,SW201-4,SW201-3,SW201-2,SW201-1分别设置为00100,01100,10100,11100,00101,01101,10101,11101测量并记录TP205的WALS网输出；6、观察、记录输出WALS所列的波形，观察并记录这组WALS暗列的特性。八、实验仪表1、电脑一台（装有matlab和quatus软件）；2、ByteblasterII下载设备；3、移动通信原理实验系统；4、60M双踪示波器。5、数字万用表。九、思考题设计CDMA（统中使用的WALS例，并且自己通过实验箱的JTAG模式下载调试验证。并分析它们的相关特性、游程特性及均衡特性。十、实验报告要求1、整理数据，画出实验内容中要求的各种波形；2、实验报告中完成思考题。