【正文】 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。QA9wkxFyeQ^!djsXuyUP2kNXpRWXmAamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。QA9wkxFyeQ^!djsXuyUP2kNXpRWXmAamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTyamp。 title(39。)。 figure(1)。 %產(chǎn)生 m序列 end。%進(jìn)行循環(huán) s1(n)=mod(sum(s1(nr:n1).*s1(1:r)),2)。)。 figure(3) plot(j,rho)。 %變?yōu)殡p極性序列 ,1對(duì)應(yīng) 1,0 對(duì)應(yīng) 1 for j=0:L1 bwb=[xg(1+j:L),xg(1:j)]。 %畫餅圖 figure(2)。)。n39。 bt=strcat(name1,biaoti39。,length(num),1))。%轉(zhuǎn)化為字符型 biaoti=cellstr(biaoti)。)。}。%輸入標(biāo)簽 name1={39。1 的概率 39。%新的寄存器輸出 end one_num=sum(m,2)。 %m 序列的第一個(gè)輸出碼元 for i=2:L an1(1:len1)=an(2:len)。 %初始寄存器內(nèi)容 len=length(an)。 42 [1] 啜鋼，移動(dòng)通信原理與系統(tǒng) [M]，北京郵電大學(xué)出版社， . [2 田日才，擴(kuò)頻通信 [M]，清華大學(xué)出版社， . [3] 查光明．熊賢祚 ， 擴(kuò)頻通信 [M]， 西安：西安電子科技大學(xué)出版社． 1990 [4] 吳海紅， CDMA 擴(kuò)頻通信中 m 序列與 Gold 序列的比較及應(yīng)用 [N]，喀什師范學(xué)院 ,學(xué) 報(bào)， . [5] 林可祥，汪一飛 偽隨機(jī)碼的原理與應(yīng)用 [M]， 人民郵電出版社， 1978 [6] 王會(huì)華，李寶平， m 序列發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J]，北京電子科技學(xué)院學(xué)報(bào)， 43 [7] 吳明捷，偽隨機(jī)碼及計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生 [J],遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021 [8] 張威 . MATLAB 基礎(chǔ)與編程入門 . 西安電子科技大學(xué)出版社， [9] 羅軍輝等 . 在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [10]呂輝，何晶，王剛。 41 本次課程設(shè)計(jì)總體來說是成功的， 在這個(gè)過程中，我學(xué)到了很多東西，能將我們平時(shí)學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用在實(shí)踐中并加以鞏固，同時(shí)也提升了我們動(dòng)手的能力以及對(duì)軟件的使用能力， 對(duì)此，我非常感謝學(xué)校給了我們這次機(jī)會(huì)，為我們提供了這么好的條件和平臺(tái)。 simulink 分析 （ 1）模塊圖 圖 54m序列模塊圖 （ 2）結(jié)果 圖 55 m 序列模塊分析結(jié)果圖 39 上圖是由 7級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的 m序列，由上圖看出 m序列的波形為隨機(jī)出現(xiàn)的 0與 1 組成。 仿真程序見附錄 A，仿真結(jié)果如下 ： （ 2）仿真結(jié)果及分析 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 . 500 . 511 . 5nym 序列 圖 51 m 序列圖 此圖是 7階移位器產(chǎn)生的 m序列，由圖可以看出 m序列的波形為隨機(jī)出現(xiàn)的 0與 1組成。 MATLAB 程序通常是解釋執(zhí)行的，在執(zhí)行效率和速度上低于其它高級(jí)語言，當(dāng)然如果對(duì)執(zhí)行效率有特別要求，可以采用 C語言編制算法，然后通過 MATLAB 接口在 MATLAB 中執(zhí)行。 （ 6） MATLAB 具有串口操作、聲音輸入輸出等硬件操控能力。 （ 5） MATLAB 具有強(qiáng)大的繪圖功能。而且， MATLAB 中的數(shù)值算法是經(jīng)過千錘百煉的，比用戶自己編程實(shí)現(xiàn)的算法的可信度和可靠性都大為提高。這使得 MATLAB 成為進(jìn)行科學(xué)研究和數(shù)值計(jì)算的首選語言。 MATLAB 程序不依賴于計(jì)算機(jī)類型和操作系統(tǒng)類型。在科研部門， MATLAB 更是極為廣泛地得到應(yīng)用，成為全球科學(xué)家和工程師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流首選的共同語言。這并不是因?yàn)?MATLAB 語言復(fù)雜難懂，而是實(shí)際問題的求解往往更多的是需要使用者具備數(shù)學(xué)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。當(dāng) n 為奇數(shù)時(shí) ，序列族中約 50%的碼序列的互相關(guān)函數(shù)值為 1/p；而 n 為偶數(shù)時(shí)，有 75%的碼序列的互相關(guān)函數(shù)值為 1/p。其自相關(guān)函數(shù)值所有非最高峰取值 R 如下式。即平衡碼數(shù)量占 50%,非平衡碼數(shù)量占 50%。 ②“ 1”碼元過多。每改變兩個(gè) m序列相對(duì)位移就可得到一個(gè)新的 Gold序列，當(dāng)相對(duì)位移 2n1 位時(shí)，就可得到一族 2n1個(gè) Gold 序列。隨著級(jí)數(shù) n的增R ( j ) 1 1 2 3 － 1 － 2 － 3 － P P － 1 P j 0 31 加， Gold 碼序列的數(shù)量遠(yuǎn)超過同級(jí)數(shù)的 m序列的數(shù)量，且 Gold 碼序列具有良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，得到了廣泛的應(yīng)用。 而且 R(j)是偶函數(shù)， 即 )()( jRjR ?? j=整數(shù) 圖 24 m 序列的自相關(guān)函數(shù) 由于 m序列的均衡性、游程分布、自相關(guān)特性和與上述隨機(jī)序列的基本性質(zhì)很相似，所以通常認(rèn)為 m序列屬于 偽噪聲序列或偽隨機(jī)序列 [8]。記作 ?? ?? pi iji aajR 1)( （ 23） 當(dāng)采用二進(jìn)制數(shù)字 0 和 1 代表碼元的可能取值時(shí) p DADA DAjR ?????)( （ 24） paaaajR jiijii ]1[]0[)( 的數(shù)目的數(shù)目 ?????? ?? （ 25） 由移位相加特性可知， jii aa ?? 仍是 m 序列中的元素， 所以上式分子就等于 m序列中一個(gè)周期中 0 的數(shù)目與 1 的數(shù)目之差。 （ 4）自相關(guān)特性 m序列具有非常重要的自相關(guān)特性。而且在長度為 k的游程中 ,連 “1” 的游程和連 “0” 的游程各占一半。準(zhǔn)確地說， “1” 的個(gè)數(shù)比 “0” 的個(gè)數(shù)多一個(gè)。由系數(shù)寫出本原多項(xiàng)式非常方便。所謂“本原多項(xiàng)式”，即 )(xf 必須滿足以下條件： （ 1） )(xf 為既約的，即不能被 1或它本身以外的其他多項(xiàng)式除盡； （ 2） 當(dāng) 12 ?? nq 時(shí)，則 f(x)能除盡 qx?1 ； （ 3） 當(dāng) 12 ?? nq 時(shí)， f(x)不能除盡 qx?1 ； 因此 ，只要找到了本原多項(xiàng)式，就能由它構(gòu)成 m序列 產(chǎn)生器。注意這里的系數(shù)只能取 0或 1， x 本生的取值并無實(shí)際意義，也不需要去計(jì)算 x的值。由此可見，應(yīng)用 n級(jí)移位寄存器所產(chǎn)生的序列的周期最長是 12?n 。所以，寄存器的狀態(tài)可以是非全 0的 12?n 狀態(tài)之一。由于它的理論比較成熟，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)便，實(shí)際應(yīng)用也比較廣泛 [7]。今后我們將這種周期序列稱為偽隨機(jī)序列。直到 60 年代，偽隨機(jī)噪聲的出現(xiàn)才使上述困難 得 到解決。例如，在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)通信設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，有時(shí)要故意加入一定的隨機(jī)噪聲，這時(shí)則需要產(chǎn)生它。所以，人們就不得不企圖用簡(jiǎn)單電路來產(chǎn)生盡量長的序列。但不可約多項(xiàng)式所產(chǎn)生的序 列并不一定 是 m序列 [3]。假設(shè)以 GF(2)上 r 次多項(xiàng)式 (21)為特征多項(xiàng)式的 r 級(jí)線性移位寄存器所產(chǎn)生的非零序列 ??ia 的周期為 12?r ，我們稱序列 ??ia 是 r級(jí)最大周期 (最長 )線性移位寄存器序列，簡(jiǎn)稱 m序列。其中 ic 表示移位寄存器的反饋連線，1?ic ，表明第 i級(jí)移位寄存器和反饋網(wǎng)絡(luò)的連線存在；否則，表明連線不存在。 序列 序列的定義 二元 m序列是一種偽隨機(jī)序列，有優(yōu)良的自相關(guān)函數(shù)，是狹義偽隨機(jī)序列。第三層是移動(dòng)用戶碼，在 CDMA2021 系統(tǒng)中，使用的是碼長為 2421的 m序列，在 WCDMA 系統(tǒng)中采用的是碼長為 2251 的 Gold 碼。 21 CDMA 通信系統(tǒng)中的擴(kuò)頻碼采用三層結(jié)構(gòu)。 (4)跳時(shí) (TH)擴(kuò)頻系統(tǒng)：這種系統(tǒng)與跳頻系統(tǒng)類似，區(qū)別在于一個(gè)是控制頻率，而另一個(gè)是控制時(shí)間，即 TH系統(tǒng)是用偽隨機(jī)碼控制發(fā)射時(shí)間和時(shí)間的長短。 (1)直接序列 (DS)擴(kuò)頻系統(tǒng)：用一組高速數(shù)字編碼序列直接擴(kuò)展頻譜，由于編碼序列的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原始信號(hào)的帶寬，從而擴(kuò)展了發(fā)射信號(hào)的頻譜。加大信號(hào)的脈沖寬 20 度，又會(huì)降低測(cè)距的分辨率。測(cè)距是擴(kuò)頻技術(shù)最突出的應(yīng)用。對(duì)于當(dāng)前無線電通信中頻率資源匱乏的問題，利用擴(kuò)頻通信技術(shù)，使頻率資源可重復(fù)利用。 (4) 頻譜密度低，對(duì)其它通信系統(tǒng)的干擾小。擴(kuò)頻信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)基本與待傳輸?shù)男畔o關(guān)，主要由擴(kuò)頻碼來決定。當(dāng)網(wǎng)內(nèi)所有的接收機(jī)都指定了不同的擴(kuò)頻碼后，網(wǎng)內(nèi)的任一發(fā)射機(jī)可通過選擇不同的擴(kuò)頻碼來和 19 使用相應(yīng)擴(kuò)頻碼 的接收機(jī)相聯(lián)系。這對(duì)移動(dòng)通信是很有利的。在不考慮干擾和噪聲的情況下，式 (117)可表示為 ? ? d ααthαfTαdAtv d )(π2c os)(21)( IF ??? ? ??? (28) 從 (118)式可知，只要收信端的中頻濾波器能無失真的傳輸受信息 )( dTtd ? 調(diào)制的已調(diào)信號(hào) ? ?tfTtd d IFπ2cos)( ? ，經(jīng)解調(diào)可恢復(fù)除信息信號(hào) )( dTtd ? 。 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。中頻信號(hào)經(jīng)解調(diào)器解調(diào)后，即可恢復(fù)出發(fā)射端傳來的信息。nf?)t+?n] 16 圖 22 跳頻通信系統(tǒng)模型 跳頻信號(hào) )(ts 經(jīng)過信道傳輸后，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。 以下圖 12給出了頻率跳變擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)的模型 [4]。 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。所以偽噪聲序列具有和白噪聲相類似的統(tǒng)計(jì)特性，也就是說它逼近 于高斯信道要求的最佳信號(hào)形式。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。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的帶寬比常規(guī)通信體制大幾百倍乃至幾萬倍，所以在相同信噪比的條件下，具有較強(qiáng) 的抗干擾的能力。 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，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誤差地傳輸?shù)男畔⒙?C。 擴(kuò)頻通信的基本理論根據(jù)是信息理論中的山農(nóng)（ C 11 由上述可見，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)。 擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是指待傳輸信息的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)（與待傳輸?shù)男畔⒋a無關(guān)）擴(kuò)展后成為寬頻帶信號(hào)，送入信道中傳輸，再利用相應(yīng)的手段將其壓縮，從而獲取傳輸信息的通信系統(tǒng)。我們知道，頻譜是電信號(hào)的頻域描述。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸可靠性是用