【正文】 ering of Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, Shaanxi) Tutor:Wei Rui Abstract:Spreading sequence design and selection is the key technology spread spectrum munication, spreading sequences performance will largely determine the performance of the munication system. Therefore, further study of the nature of the pseudorandom sequence for direct sequence spread spectrum system is very important. The graduation project using matlab simulation software using three different pseudorandom sequence code to build direct sequence spread spectrum system in simulink environment。因此，深入研究偽隨機(jī)序列的性質(zhì)．對直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)就顯得十分重要。 3 月 21 日 —— 4 月 20 日：完成直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的基本仿真設(shè)計(jì)并 提交中期檢查 報告。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用仿真軟件對 三種不同的偽隨機(jī)序列碼 進(jìn)行 性能 分析。 題 目 偽 隨 機(jī) 序 列 碼 的 性 能 分 析 畢業(yè)論文 ﹙ 設(shè)計(jì) ﹚ 任務(wù)書 院 (系 ) 物電學(xué)院 專業(yè)班 級 通信 1104 班 學(xué)生 姓名 薛康 一、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚題 目 偽隨機(jī)序列碼的性能分析 二、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚工作自 __20xx_年 _1 _月 _ 1 _日 起至 _20xx_年 6 月 __10_日止 三、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚進(jìn)行地點(diǎn) : 物電學(xué)院北區(qū)實(shí)驗(yàn)室 四、畢業(yè)論文﹙設(shè)計(jì)﹚的內(nèi)容要求： 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)的多址干擾和符號間干擾的大小，從而直接影響到系統(tǒng)的性能。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求： 1. 運(yùn)用仿真軟件 搭建采用 三種不同的偽隨機(jī)序列碼 進(jìn)行擴(kuò)頻的直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng) ； 2. 結(jié)合三種不同信道環(huán)境對比 三種不同的偽隨機(jī)序列碼 進(jìn)行擴(kuò)頻的直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng) 的頻譜特點(diǎn)與誤碼率情況 ，并 對仿真結(jié)果進(jìn)行分析 。 4 月 21 日 —— 5 月 20 日：進(jìn)一步完善直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備作品驗(yàn)收。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用 matlab 仿真軟件在 simulink 環(huán)境下采用三種不同的偽隨機(jī)序列碼搭建直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng) 。 bined with three different channel environment on the three different pseudorandom code sequence spectrum and bit error rate analysis that gold sequence in spread spectrum munication system anti noise performance of the best, Gaussian channel performance of the pseudorandom code of the smallest. Key words: Pseudorandom sequence code, spread spectrum systems, matlab, simulink simulation. I 目錄 引言 ............................................................... 1 1 研究思路 ........................................................ 2 研究目標(biāo) ..............................................2 方案設(shè)計(jì) ..............................................3 基于 FPGA 的方案設(shè)計(jì) ...............................3 基于 DSP的方案設(shè)計(jì) ................................3 基于 MATLAB 的方案設(shè)計(jì) .............................4 方案分析與選擇 ........................................5 軟件介紹 ..............................................5 MATLAB簡介 .......................................5 SIMULINK 簡介 .....................................5 2 偽隨機(jī)序列工作原理 .............................................. 7 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng) ......................................7 .............................8 直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的特點(diǎn) ................................9 m序列 ...............................................10 m序列的產(chǎn)生 .....................................10 m序列的性質(zhì) .....................................11 m序列的相關(guān)性 ...................................11 m序列的自相關(guān)性 .................................12 m序列的互相關(guān)性 .................................12 Gold 序列 .............................................13 Gold 序列概述 ....................................13 Gold 序列發(fā)生器 ..................................13 m序列優(yōu)選對的選取 ...............................14 Gold 碼的產(chǎn)生 ....................................14 Gold 碼的性質(zhì) ....................................14 Kasami 碼的特性 .......................................15 3 仿真分析 ....................................................... 16 m序列的仿真 ..........................................16 m序列加高斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 ......................16 m序列加瑞利信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 ......................17 m序列加萊斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 ......................17 m序列擴(kuò)頻系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 ..........................18 三種信道下運(yùn)行結(jié)果顯示 ...........................18 Gold 序列的仿真 .......................................21 Gold 序列加高斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 ...................21 Gold 序列加瑞利信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 ...................22 Gold 序列加萊斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 ...................22 Gold 序列擴(kuò)頻系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 .......................23 三種信道下運(yùn)行結(jié)果顯示 ...........................23 Kasami 序列的仿真 .....................................26 Kasami序列加高斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 .................27 kasami序列加瑞利信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 .................27 kasami序列加瑞利信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 .................28 Kasami序列擴(kuò)頻系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置 .....................28 II 三種信道下運(yùn)行結(jié)果顯示 ...........................28 4 結(jié)束語 ......................................................... 32 致 謝 ............................................................. 33 參考文獻(xiàn) ......................................................... 34 附錄 科技文獻(xiàn) .................................................... 35 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1頁共 52頁 引言 一個序列一方面它可以預(yù)先確定 并 可以重復(fù)地生產(chǎn)和復(fù)制 ，另一 方面它又具有某 種隨機(jī)序列的統(tǒng)計(jì)特性，便稱這種序列為偽隨機(jī)序列。一個獨(dú)立的二進(jìn)制隨機(jī)序列在概率論中叫做貝努力序列，工程上也稱作 “ 投幣 ” 序列， “0” 和 “1” 分別代表投幣試驗(yàn)中硬幣的正反面的結(jié)果。這些特性使得偽隨機(jī)序列得到了廣泛的應(yīng)用。雖然第二代移動通信系統(tǒng)中， GSM 系統(tǒng)仍占有很大的市場份額。從理論上說，獨(dú)立、均勻分布的隨機(jī)序列是擴(kuò)頻碼的理想模型，然而它由于不易產(chǎn)生、無法時實(shí)分發(fā)等缺陷而被認(rèn)為難以在實(shí)際的 CDMA 系統(tǒng)中應(yīng)用 [2]。 迄今為止，世界各國的學(xué)者在偽隨機(jī)序列的設(shè)計(jì)與選擇方面己做了大量的工作，例如，由 m 序列優(yōu)選對生成的 Gold 序列己被用作第三代移動通信系統(tǒng)中 WCDMA 的擴(kuò)頻碼；以及通過對 m 序列添加一個全“ 0”狀態(tài)得到的 M 序列和 m 序列也已被用作第三代移動通信系統(tǒng)中 CDMA20xx 的擴(kuò)頻碼。 自移動通信技術(shù)誕生以來 ，移動通信系統(tǒng)已從第一代的模擬蜂窩系統(tǒng)發(fā)展到了第二代全球數(shù)字移動電話蜂窩系統(tǒng)，目前正 在向第三代寬帶多媒體蜂窩系統(tǒng)發(fā)展。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2頁共 52頁 在通信加密中的應(yīng)用： m 序列自相關(guān)性較好，容易產(chǎn)生和復(fù)制，而且具有偽隨機(jī)性，利用 m 序列加密數(shù)字信號使加密 后的信號在攜帶原始信息的同時具有偽噪聲的特點(diǎn)，以達(dá)到在信號傳輸?shù)倪^程中隱藏信息的目的；在信號接收端，再次利用 m 序列加以解密，恢復(fù)出原始信號。采用偽隨機(jī)序列作為發(fā)射信號的雷達(dá)系統(tǒng)具有 許多突出的優(yōu)點(diǎn)。 在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用：偽隨機(jī)序列是一種貌似隨機(jī)，實(shí)際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列，具有類似噪聲序列的性質(zhì)，在 CDMA 中，地址碼都是從偽隨機(jī)序列中選取的，在 CDMA 中使用一種最易實(shí)現(xiàn)的偽隨機(jī)序列： m 序列，利用 m 序列不同相位來區(qū)分不同用 戶；為了數(shù)據(jù)安全，在 CDMA 的尋呼信道和正向業(yè)務(wù)信道中使用了數(shù)據(jù)掩碼（即數(shù)據(jù)擾亂）技術(shù)，其方法是用長