【正文】 多很多，且兩兩互相關(guān)函數(shù)較小，因而得到廣泛的應(yīng)用。因此，研究 Gold 碼的平衡特性就顯得尤為重要。 12222 1 ,()2 1 , 4nnnRn???? ???? ??? ??為 奇 數(shù)為 偶 數(shù) 且 不 是 的 倍 數(shù) （ ） 選取 m 序列優(yōu)選對可以采用計算它們的互相關(guān)系數(shù)來實(shí)現(xiàn)，計算互相關(guān)系數(shù)可以采用逐步移位模二加算法來實(shí)現(xiàn)。另外，也可以直接像上一章中的計算 m 序列的互相關(guān)系數(shù)那樣把已經(jīng)得到的兩個 m序列拿來用這樣可以使程序得到簡化。 Gold 碼主要分為平衡 Gold 碼和非平衡 Gold 碼。 從 式（ 210）可以看到， n 分為奇 數(shù)和不是 4 的倍數(shù)的偶數(shù)，當(dāng) n 為奇數(shù)時 t 可用表達(dá)式 1221n?? 給出，而當(dāng) n 是偶數(shù)且不是 4 的倍數(shù)時， t 要用表達(dá)式 2221n? ? 給出。而擴(kuò)頻碼的選擇對系統(tǒng)性能有很大影響。從 B 的所有 2N/2獨(dú)特的時移（ n）的計算修飾的序列形成 Kasami組代碼序列。 帶通濾波器參數(shù)設(shè)置： 在解調(diào)模塊中，為了使信號失真小加入帶通濾波器。在接受端沒有發(fā)生誤碼的情況 頻譜分析時，把信道中高斯噪聲、瑞利噪聲和萊斯噪聲的方差值設(shè)置相同，這樣方便比較。 圖 Gold 序列解調(diào)部分原理圖 Gold 序列加高斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 調(diào)用模塊產(chǎn)生隨機(jī)分布的二進(jìn)制信號，利用 兩個 5 級 m 序列碼進(jìn)行模 2 加得到 Gold碼作為擴(kuò)頻碼 ，經(jīng)過 速率提升和 極性轉(zhuǎn)換后將二進(jìn)制信號與擴(kuò)頻碼相乘得到已擴(kuò)信號 ，將已擴(kuò)信號加入高 斯信道，在系統(tǒng)的接收端嘴對輸入信號進(jìn)行解調(diào)和解擴(kuò)，得到輸出信號，計算偽隨機(jī)序列的誤碼率，在擴(kuò)頻序列加噪前后分別加入頻譜儀觀察 Gold 序列的頻譜特點(diǎn)， 系統(tǒng)模型如下圖 所示。通過示波器 Scope 可以觀察原信息序列、 Gold 序列和擴(kuò)頻序列。 圖 擴(kuò)頻前后高斯信道下 Gold 序列波形對比 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 25頁共 52頁 圖 擴(kuò)頻前后瑞利信道下 Gold 序列波形對比 。 Unipolar to Bipolar Converter 模塊用于將單極性碼變?yōu)殡p極性碼， Bipolar to Unipolar Converter 則剛好相反。系統(tǒng)模型如下圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 19頁共 52頁 圖 三種信道運(yùn)行結(jié)果 運(yùn)行以上 simulink 文件得到 m 序列在三種信道下擴(kuò)頻前后的波形圖、頻譜圖和誤碼率，對比m 序列在三種不同信道下的波形、頻譜和誤碼率 。 圖 m 序列加瑞利信道擴(kuò)頻仿真原理圖 m 序列加萊斯信道擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 18頁共 52頁 把圖 中的 高斯信道換成萊斯信道，其余部分不變，對 m 序列加瑞利信道進(jìn)行擴(kuò)頻仿真， 系統(tǒng)模型如下圖 所示。接著，次級序列從初始序列通過循環(huán)抽取采樣推導(dǎo) B（ N） =A（ Q*N），其中 q=2N/2+1。在本章我們不對 Gold 碼的相關(guān)系數(shù)的計算方法和理論做過多的敘述。式（ ）中 t 的取值隨著 n 的值的不同而不相同。通過圖 及上一節(jié)對 Gold 碼產(chǎn)生的說明，可得，每次改變兩個 m 序列的相對位移就可以得到一個新的Gold 序列。優(yōu)選對的計算核心是計算兩個 m 序列互相關(guān)系數(shù)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 14頁共 52頁 m 序列優(yōu)選對的選取 m 序列優(yōu)選對，指在 m 序列集中，其互相關(guān)函數(shù)的最大值的絕對值小于某個值的兩個 m 序列。 Gold 碼不再滿足 m 序列在每個周期內(nèi)“ 1”的個數(shù)比“ 0”的個數(shù)多 1 的平衡特性?？梢?，隨著 m 序列位數(shù)的不斷增加互相關(guān)性越來越好 [12]。 m 序列的自相關(guān)性 根據(jù)前面的分析，清楚了 m 序列自相關(guān)系數(shù)的定義及計算方法。當(dāng) m序列用做碼分多址系統(tǒng)的地址碼時，必須選擇互相關(guān)值很小的 m 序列組，以避免用戶之間的相互干擾。 m 序列的一個周期中，游程總數(shù)為“ 0”游程的數(shù)目和“ 1”游程的數(shù)目相同。 1() ()Gx fx? （ ） 一個線性反饋移位寄存器的反饋函數(shù)一旦確定，它產(chǎn)生的 m 序列就被確定，如果移位寄存器的初始狀態(tài)不同，產(chǎn)生的序列的相位不同。因此， m序列在本 文 中扮演著重要的角色。 ( ) 0ab j? ? （ ） 目前的數(shù)字通信中，采用二進(jìn)制偽隨機(jī)序列， 就是說序列中只有“ 0”和“ 1”兩種狀態(tài)。它有類似于隨機(jī)序列的統(tǒng)計特性，同時它便于重復(fù)產(chǎn)生和處理，在數(shù)字通信中有較廣泛的應(yīng)用。 4） 抗多徑干擾 無線通信中抗多徑 （發(fā)射的信號經(jīng)多條不同路徑傳播） 干擾一直是難以解決的問題，利用擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號中提取分離出最強(qiáng)的有用信號，也可把多個 路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng)，從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。因信號接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到，所以即使以同類型信號進(jìn)行干擾，在不知道信號的擴(kuò)頻碼的情況下，由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。 ( ) ( ) co sIIs t a t w t? （ ） 后面所接濾波器正好能讓信號通過，進(jìn)入解調(diào)器，將有用信號解調(diào)出來。( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )III I I JI I I Jr t r t c ts t c t n t c t J t c t s t c ts t n t J t s t?? ? ? ?? ? ? ? （ ） 首先對 39。39。 00( ) ( ) c os ( ) ( ) c oss t d t t a t c t t???? （ ） 式中 0? —— 載波頻率。 直擴(kuò)系統(tǒng)抗干擾原理分析 信源產(chǎn)生信號 a(t)，碼元速率為 aR ，碼元寬度為 aT ， a(t)可用式（ ）表示。 信源擴(kuò) 頻擴(kuò) 頻 碼信 息 調(diào) 制調(diào) 制振 蕩 器放 大 混 頻擴(kuò) 頻 碼高 放 解 擴(kuò)本 振B P F解 調(diào)同 步基 帶 信 號 恢 復(fù) 圖 擴(kuò)頻系統(tǒng)的物理模型 直接序列擴(kuò)頻又被稱為為噪聲系統(tǒng)，簡稱直擴(kuò)系統(tǒng)，目前應(yīng)用很廣泛。為了創(chuàng)建 動態(tài)系統(tǒng) 模型， Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形 用戶接口 (GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更 快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果 [13]。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple、 MathCAD 并稱為四大 數(shù)學(xué) 軟件。方框圖如圖 所示。 此時的序列就是 任意長度的偽隨機(jī)序列。 用得到的余數(shù)作為偏移地址 ,加上已放入內(nèi)存中序列的首地址也就是基地值 ,就得到了一個訪問地址 。利用適配器將綜合后的網(wǎng)表文件針對某一具體的目標(biāo)器件進(jìn)行邏輯映射操作，包括底層器件配置、邏輯分割、邏輯優(yōu)化和布局布線。所謂流水線設(shè)計實(shí)際上是把規(guī)模較大、層次較多的邏輯電路分為幾個級 ,在每一級插人寄存器組且暫存中間數(shù)據(jù)。 第三章用 MATLAB 對偽隨機(jī)序列發(fā)生器進(jìn)行建模設(shè)計并仿真，搭建擴(kuò)頻系統(tǒng)得到三種不同偽隨機(jī)序列在三種不同信道下的頻譜圖和誤碼率，把仿真的結(jié)果和理論值相比較，得到 圖像和數(shù)據(jù)后，對幾種偽隨機(jī)序列的抗噪性能進(jìn)行比較和評價。 論文內(nèi)容概述 偽隨機(jī)序列種類很多，本課題主要討論 m 序列、 Gold 序列和 Kasami 序列。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)。 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。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]。這些特性使得偽隨機(jī)序列得到了廣泛的應(yīng)用。 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 ..............................................3 基于 FPGA 的方案設(shè)計 ...............................3 基于 DSP的方案設(shè)計 ................................3 基于 MATLAB 的方案設(shè)計 .............................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 ..........................1