基于matable的擴(kuò)頻通信m偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生(已修改)
2025-01-28 13:01 本頁面
【正文】 *******************實(shí)踐教學(xué)*******************蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2010年秋季學(xué)期移動(dòng)通信課程設(shè)計(jì)題 目：基于Matable的擴(kuò)頻通信m偽隨機(jī)序列的產(chǎn)生 專業(yè)班級(jí)： 通信四班 姓 名： 祝 小 利 學(xué) 號(hào)： 07250435 指導(dǎo)教師： 賈 科 軍 成 績(jī)： 中文摘要偽隨機(jī)信號(hào)既有優(yōu)良的相關(guān)性，又有隨機(jī)信號(hào)所不具備的規(guī)律性，因此，偽隨機(jī)信號(hào)既易于從干擾信號(hào)中識(shí)別和分離出來，又可以方便的產(chǎn)生和重復(fù)，其相關(guān)函數(shù)接近于白噪聲的相關(guān)函數(shù)，既有隨機(jī)噪聲的優(yōu)點(diǎn)，又避免了隨機(jī)噪聲的缺點(diǎn)。m序列是偽隨機(jī)序列中最重要的序列之一。其具有的尖銳的自相關(guān)特性；盡可能小的互相關(guān)值；足夠多的序列數(shù)；序列均衡性好；工程上易實(shí)現(xiàn)等的要求，使得它在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中得都了廣泛的應(yīng)用。它可以通過移位寄存器實(shí)現(xiàn)，本文利用MATABLE編碼實(shí)現(xiàn)了m序列的生成，通過仿真對(duì)m序列的自相關(guān)特性及功率譜密度函數(shù)進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。關(guān)鍵字：擴(kuò)頻通信；偽隨機(jī)序列；m序列；MATABLE編碼前 言擴(kuò)頻通信因其具有抗干擾、抗多徑衰落、抗偵察等優(yōu)點(diǎn)在通信領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。擴(kuò)頻序列的設(shè)計(jì)和選擇是擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵技術(shù)，擴(kuò)頻序列性能的優(yōu)劣在很大程度上決定了通信系統(tǒng)的多址干擾和符號(hào)間干擾的大小，從而直接影響到系統(tǒng)的性能。因此，深入研究擴(kuò)頻序列的性質(zhì)．構(gòu)造設(shè)計(jì)具有良好相關(guān)性的擴(kuò)頻序列，來滿足擴(kuò)頻系統(tǒng)的要求，是直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的核心課題。白噪聲是一種隨機(jī)過程．它有極其優(yōu)良的相關(guān)特性。但至今無法實(shí)現(xiàn)白噪聲的放大、調(diào)制、檢測(cè)、同步及控制等．而只能用類似于白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的偽隨機(jī)序列來逼近它，并作為擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼。隨機(jī)碼具有某種隨機(jī)序列的隨機(jī)特性，因?yàn)橥瑯泳哂须S機(jī)特性，無法從一個(gè)已經(jīng)產(chǎn)生的序列中判斷是隨機(jī)序列還是偽隨機(jī)序列，只能根據(jù)序列的產(chǎn)生辦法來判斷。偽隨機(jī)序列具有良好的隨機(jī)性和接近白噪聲的相關(guān)函數(shù)，并且有預(yù)先的可確定性和可重復(fù)性。而這些特性正好滿足了擴(kuò)頻通信中對(duì)擴(kuò)頻序列尖銳的自相關(guān)特性；盡可能小的互相關(guān)值；足夠多的序列數(shù)；序列均衡性好；工程上易實(shí)現(xiàn)等的要求。常見的偽隨機(jī)序列有m序列、GOLD序列、M序列、Walsh序列等。m序列是目前研究最為徹底的偽隨機(jī)序列，它序列容易產(chǎn)生，有優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性。目錄中文摘要 1前 言 2第1章 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的介紹（需求背景） 4第2章 偽隨機(jī)序列 6第3章 m序列 7 m序列的產(chǎn)生方法 7 反饋移位寄存器 7 循環(huán)移位寄存器 8 特征多項(xiàng)式與序列多項(xiàng)式的關(guān)系 10 不可約多項(xiàng)式的個(gè)數(shù)和m序列條數(shù) 11 m序列的反饋系數(shù) 12 m 序列的基本性質(zhì) 13 m序列的相關(guān)特性 14 m序列的功率譜 15第4章 m序列發(fā)生器的設(shè)計(jì) 16 總體軟件結(jié)構(gòu)圖 17 用M語言編程產(chǎn)生m序列的程序代碼 17結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 19致謝 20第1章 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的介紹（需求背景）擴(kuò)展頻譜通信是利用與信息無關(guān)的偽隨機(jī)序列使發(fā)射信號(hào)頻帶寬度遠(yuǎn)大于信息信號(hào)（基帶信號(hào)）頻帶寬度的一種通信方式，簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信（又稱擴(kuò)譜通信）。擴(kuò)頻通信中發(fā)射信號(hào)的帶寬可以是信息頻帶寬帶的數(shù)倍甚至數(shù)千倍。所謂擴(kuò)頻通信，可簡(jiǎn)單表述為：“擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼序列進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)”。圖11 數(shù)字?jǐn)U頻通信系統(tǒng)原理框圖圖11所示為數(shù)字?jǐn)U頻通信系統(tǒng)的原理框圖。其中信道編碼器、信道解碼器、調(diào)制器和解調(diào)器是傳統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)的基本組成單元。在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中除了這些單元外，應(yīng)用兩個(gè)相同的擴(kuò)頻碼發(fā)生器，分別作用在發(fā)信機(jī)前端的調(diào)制器與接收機(jī)前端的解調(diào)器。在發(fā)信機(jī)中使用擴(kuò)頻碼進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，在接收機(jī)中使用擴(kuò)頻碼對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)。按照頻譜擴(kuò)展方式的不同，擴(kuò)頻通信可分為直接序列（DS）擴(kuò)頻、跳頻（FH）、跳時(shí)（TH）等基本方式。直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱直擴(kuò)系統(tǒng)。在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中，將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)（PN）序列擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上，信號(hào)功率分散在很寬的頻帶內(nèi)；在接收端，用與發(fā)端擴(kuò)展相同的偽隨機(jī)序列對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，將信號(hào)帶寬恢復(fù)到信息帶寬，抑制干擾。在使用跳頻方式的擴(kuò)頻系統(tǒng)中，用偽隨機(jī)序列控制載波頻率在很寬的頻率范圍內(nèi)跳變，在頻率域以躲避方式對(duì)抗通信中的干擾。在跳時(shí)方式的擴(kuò)頻系統(tǒng)中，用偽隨機(jī)序列控制信號(hào)發(fā)送時(shí)刻以及發(fā)送時(shí)間的長(zhǎng)短。在時(shí)間域以躲避方式對(duì)抗通信中的干擾。除了這三種基本方式外，還可以使用上述幾種擴(kuò)頻方式的組合，如跳頻－直擴(kuò)（FH/DS）、跳時(shí)－直擴(kuò)（TH/DS）等。擴(kuò)頻通信技術(shù)最早起源和應(yīng)用于軍事通信，由于其良好的抗干擾和抗偵聽能力，在軍事通信，特別是戰(zhàn)場(chǎng)通信中得到了廣泛的應(yīng)用。除了在軍事通信中的應(yīng)用外，擴(kuò)頻技術(shù)也正迅速的向民用
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