【正文】 息無(wú)關(guān)，主要由擴(kuò)頻碼來(lái)決定。這對(duì)移動(dòng)通信是很有利的。 第 i 個(gè)發(fā)射機(jī)輸出的跳頻信號(hào)只有在載波頻率 ?? ??? nfffmf i 00 時(shí)，和接收機(jī)的本振信號(hào)混頻后，才落在中頻濾波器的通頻帶之內(nèi)，對(duì)接收機(jī)造成干擾。nf?)t+?n] 16 圖 22 跳頻通信系統(tǒng)模型 跳頻信號(hào) )(ts 經(jīng)過(guò)信道傳輸后，受到各種干擾信號(hào)的污染，假如不考慮傳播損耗，則接收機(jī)收到的信號(hào)為 2,21)()(]))(π2c os [)()( 0 NntntJtnffTtAdtR nd ?，???? ????? ? (23) 式中： dT 為信道傳播時(shí)延； )(tJ 代表各種干擾； )(tn 為高斯噪聲。 發(fā)射機(jī)輸出 PSK 信號(hào)的表達(dá)式為 ? ?)()(π2c o s)( 00 tttfAtf m ????? (21) 式中： 0f 為載波的中心頻率； A 為載波的 振幅； )(0t? 為載波的初始相位； )(tm? 為二進(jìn)制序列所控制的載波相位。然而人們已經(jīng)找到一些易于產(chǎn)生又便于加工和控制的偽噪聲碼序列，它們的統(tǒng)計(jì)特性逼近于高斯白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性。 令 C 是希望具有的信道容量，即要求的信息速率，對(duì) (12)式進(jìn)行變換 )1(lo e NSWC ?? （ 13） 對(duì)于干擾環(huán)境中的典型情況，當(dāng) 1??NS 時(shí)，對(duì)式 (12)用冪級(jí)數(shù)展開(kāi)，并略去高次項(xiàng)得 NSWC ? （ 14） 或 12 SNCW ? (15) 由式 (14)和 (15)可看出，對(duì)于任意給定的噪聲信號(hào)功率比 SN ，只要增加用于傳輸信息的帶寬 W，理論上就可以增加在信道中無(wú)誤差地傳輸?shù)男畔⒙?C。 11 由上述可見(jiàn)，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)有以下兩個(gè)特點(diǎn)： (1) 傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被傳輸?shù)脑夹畔⑿盘?hào)的帶寬； (2) 傳輸信號(hào)的帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)決定，此擴(kuò)頻函數(shù)通常是偽隨機(jī) (偽噪聲 )編碼信號(hào)。我們知道，頻譜是電信號(hào)的頻域描述。由于信息在傳輸過(guò)程中受到干擾，收到的與 發(fā)出的信息并不完全相同。 因此，本文所研究的 m序列和 Gold 序列，在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，通過(guò) Matlab 仿真，對(duì)其自相關(guān)性能進(jìn)行分析，能夠更好的理解 CDMA 系統(tǒng)的通信原理。因此，擴(kuò)頻碼的特性直接影響到 CDMA 系統(tǒng)的捕獲同步性能、抗干擾性能和多址能力。在第一部分中介紹了課題研究的背景，第二部分中介紹了擴(kuò)頻系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，第三部分介紹了 m 序列和 Gold 序列產(chǎn)生的原理和方法，第四部分利用 matlab 和 simulink對(duì)其進(jìn)行仿真。 [關(guān) 鍵 詞 ] 偽隨機(jī)序列 m 序列 移位寄存器 4 Design of the pseudorandom sequence generator based on matlab [Abstract] pseudorandom sequence code more and more get people39。從理論上說(shuō)，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(wú)法時(shí)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。 9 2．?dāng)U頻通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介 基本概念 通信 理論和通信技術(shù)的研究，是圍繞著通信系統(tǒng)的有效性和可靠性這兩個(gè)基本問(wèn)題展開(kāi)的，所以信息傳輸?shù)挠行院涂煽啃允窃O(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)一個(gè)通信系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)?？煽啃跃褪怯脕?lái)衡量收到信息與發(fā)出信息的符合程度。承載各種信息 (如語(yǔ)音、圖象、數(shù)據(jù)等 )的信號(hào)一般都是以時(shí)域來(lái)表示 的，即表示為一個(gè)時(shí)間的函數(shù) )(tf 。 以上兩個(gè)特點(diǎn)有時(shí)也稱(chēng)為判斷擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的準(zhǔn)則?；蛘?說(shuō)在信道中當(dāng)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)噪聲功率比 NS 下降時(shí)，可以用增加系統(tǒng)傳輸帶寬 W的辦法來(lái)保持信道容量 C不變。 假設(shè) 某種偽噪聲序列的周期 (長(zhǎng)度 )為 N，且碼元都是二元域 ? ?1,1? 上的元素。 圖 21 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)模型 s(t) 數(shù)據(jù)源 編碼器 m序列 發(fā)生器 發(fā)射機(jī) 射頻 振蕩器 {an} d(t) c(t) cos(2?f0t+?) (a)發(fā)射系統(tǒng) 低通 濾波 器 VCO m序列 發(fā)生器 射頻 濾波器 R(t) r(t) v(t) 至數(shù)據(jù) 檢測(cè)器 (b)接收系統(tǒng) df? ?? dT? 2cos[2?(f0+df?)t+?? ] 15 以上建立的 DSSS數(shù)學(xué)模型，是擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)在理論上的抽象和概括，對(duì)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的本質(zhì)作了描述。 假設(shè)接收機(jī)已與發(fā)射機(jī)同步，接收信號(hào) )(tR 經(jīng)射頻濾波器濾波后，與本地跳頻頻率 合成器輸出的信號(hào)相乘，經(jīng)混頻器混頻后，然后經(jīng)中頻濾波器濾波，中頻濾波器的輸出信號(hào)為? ?? ? ? ?nrnd tnfftntJtnffTtAdtv ? ??????? ?????? ?? ?)(π2c o s)()()(π2c o s)()( 0(24) 式中： IF0 fffr ?? 為接收機(jī)的本振頻率，與 0f 相差一個(gè)中頻頻率。因?yàn)?im 和 n是時(shí)間 t 的函數(shù)，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，總可以選擇 nmi ??? ，或在大部分時(shí)間內(nèi)nmi ??? ，在很小的一部分時(shí)間內(nèi) nmi ? 。 (2) 選擇性尋址能力強(qiáng)，可以用碼分多址的方式來(lái)組成多址通信網(wǎng)。信息的隱蔽程度或安全程度取決于所使用的擴(kuò)頻碼。使用擴(kuò)頻碼分多址技術(shù) 可解決常規(guī)通信系統(tǒng)中電波擁擠的大難題。利用連續(xù)波雷達(dá)測(cè)距時(shí)，會(huì)出現(xiàn)距離模糊問(wèn)題。 (5)混合系統(tǒng)：前述幾種方法的某種形式的組合，如 DS/FH 系統(tǒng)、 DS/TH 系統(tǒng)、 FH/TH系統(tǒng)、 DS/TH/FH 系統(tǒng)等。一個(gè)用戶一個(gè)，各不相同，它是由相當(dāng)長(zhǎng)的偽隨機(jī)序列加上移動(dòng)用戶自身代碼復(fù)合而成的。 10?c時(shí)， r 級(jí)線性移位寄存器為動(dòng)態(tài)的； 00?c 時(shí)， r 級(jí)線性移位寄存器為靜 態(tài)的。 擾碼的目的是使短周期輸入序列變?yōu)殚L(zhǎng)周期的信道序列。 20世紀(jì) 40 年代末，隨著通信理論的發(fā)展，仙農(nóng)（ Shannon）就曾指出，在某種情況下，為了實(shí)現(xiàn)最有效的通信，應(yīng)采用具有白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性的信號(hào)。 通常產(chǎn)生偽隨機(jī)序列的電路為一反饋移存器。這個(gè)電路的輸出序列是從寄存器移出 的，盡管移位寄存器的狀態(tài)每一移位節(jié)拍改變一次，但無(wú)疑地是循環(huán)的。稱(chēng) )(xf 為特征多項(xiàng)式。本文探討 n=7 時(shí)，本多項(xiàng)式系數(shù)的八進(jìn)制表示為 211，將 211 寫(xiě)為二進(jìn)制碼 10010001，從右向左第一個(gè) 1對(duì)應(yīng)于 0C ，按系數(shù)可寫(xiě) ? ?xF ? 137 ??xx 。 （ 3）移位相加特性 m序列和它的位移序列模二相加后所得序列仍是該 m 序列的某個(gè)位移序列。 另外由 m 序列的均衡性可知， 在一個(gè)周期中 0 比 1 的個(gè)數(shù)少一個(gè)， 故得 AD=1(j 為非零整數(shù)時(shí) )或 p(j 為零時(shí) )。 Gold 序列的產(chǎn)生原理 圖 41 Gold 序列發(fā)生器 Gold 序列就是為了解決 m序列個(gè)數(shù)不多且 m序列之間的互相關(guān)函數(shù)值不理想而提出的，它是用一對(duì)周期和速率均相同的 m序列優(yōu)選對(duì)模 2加后得到的。 ③“ 1”碼元過(guò)少。其中 p=2n1,p 為 Gold 碼序列的周期。 MATLAB 使得人們擺脫了常規(guī)計(jì)算機(jī)編程的繁瑣，讓人 34 們能夠?qū)⒋蟛糠志ν度氲窖芯繂?wèn)題的數(shù)學(xué)建模上。 （ 2） MATLAB 是一種超高級(jí)語(yǔ)言。 35 （ 4） MATLAB 計(jì)算精度很高， MATLAB 中數(shù)據(jù)是一雙精度存儲(chǔ)的，一個(gè)實(shí)數(shù)采用 8字節(jié)存儲(chǔ)，而一個(gè)復(fù)數(shù)則采用 16 字節(jié)存儲(chǔ)。隨著版本的提高，這種能力還會(huì)不斷加強(qiáng)，使得人們利用計(jì)算機(jī)和實(shí)際硬件相連接的半實(shí)物仿真的夢(mèng)想得以輕易實(shí)現(xiàn)。 37 1 的概率 5 0 3 9 3 7 0 0 7 8 7 4 0 1 5 . 8 %0 的概率 4 9 6 0 6 2 9 9 2 1 2 5 9 8 4 . 3 %1 的數(shù)量 640 的數(shù)量 63 圖 52 m 序列均衡性圖 通過(guò)觀察上圖可以知道，產(chǎn)生的序列中 1的個(gè)數(shù)為 64， 0的個(gè)數(shù)為 63， 1的個(gè)數(shù)比 0 的個(gè)數(shù)多一。在整設(shè)計(jì)過(guò)程中，其實(shí)我也遇到了很多問(wèn)題，最終都能解決這取決與同學(xué)和 老師的幫助，所以在此，我非常感謝我的指導(dǎo)老師 ，他在整個(gè)過(guò)程中給予了我們最大的幫助，為我們解決了很多問(wèn)題，使這次課程設(shè)計(jì)完滿成功。 %所需的移位寄存器的長(zhǎng)度 L=2^len1。 zero_num=Lone_num。1 的數(shù)量 39。%轉(zhuǎn)化為字符型 percent=cellstr(percent)。%創(chuàng)建百分號(hào)字符 串?dāng)?shù)組 c=strcat(name,percent39。)。 pie(num,c) title(bt)。 axis([10 10 70])。%產(chǎn)生 m序列 end。%產(chǎn)生 gold 序列 stem(goid_sequence_1)。gold 序列 39。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。UE9aQGn8xp$Ramp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。UE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$Ramp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 項(xiàng) 目 經(jīng) 理項(xiàng) 目 副 經(jīng) 理 項(xiàng) 目 總 工 質(zhì) 安 總 監(jiān)工程管理部物資管理部技術(shù)管理部檢測(cè)試驗(yàn)室質(zhì)安管理部監(jiān) 督 工 程 管 理部 、 物 資 管 理部 、 檢 測(cè) 試 驗(yàn) 室現(xiàn) 場(chǎng) 質(zhì) 檢 員 、 施 工 員施 工 班 組 9JWKffwvGtYM*Jgamp。n39。%進(jìn)行循環(huán) s2(n)=mod(sum(s2(nr:n1).*s2(1:r)),2)。m 序列的自相關(guān)函數(shù) 39。 bwb=zeros(1,L) xg=2*m1。y39。)。)。0 的數(shù)量 39。%輸入數(shù)據(jù) name={39。%初始寄存器內(nèi)容 m=zeros(1,L)%提速 m(1)=an(1)。感謝你們?cè)谶@次過(guò)程中的幫助，使我獲益匪淺。 1 0 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10010203040506070m 序列的自相關(guān)函數(shù) 38 圖 53 m 序列自相關(guān)函數(shù)圖 上圖是自相關(guān)函數(shù)圖，體現(xiàn)了 m序列的自相關(guān)性。 （ 8） MATLAB 的程序執(zhí)行效率比其他語(yǔ)言低。與其它語(yǔ)言相比， MATLAB 對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存、硬盤(pán)空間的要求也是比較高的。使用 MATLAB意味著站在巨人的肩膀上觀察和處理問(wèn)題，所以在編程效率，程序的可讀性、可靠性和可以執(zhí)行上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了常規(guī)的高級(jí)語(yǔ)言。 目前， MATLAB 已經(jīng)廣泛用于理工科大學(xué)從高等數(shù)學(xué)到幾乎各門(mén)專(zhuān)業(yè)課程之中，成為這些課程進(jìn)行虛擬試 驗(yàn)的有效工具。 Gold 碼也具有三值互相關(guān)函數(shù)值，其取值同（ ）式。當(dāng) n 為奇數(shù)時(shí) ,在周期 N的 N+2個(gè) Gold 序列中，有 2n1個(gè)序列是平衡的。如有兩個(gè) m 序列