【正文】 各個寄存器的抽頭系數(shù)如下式所示： x1a=[x6+x8+x11+x12]； x1b=[x1+x2+x5+x8+x9+x10+x11+x12]； x2a=[x1+x3+x4+x5+x7+x8+x9+x10+x11+x12]； () x1b=[ x2+x3+x4+x8+x9 +x12]； 這些寄存器的初始向量如下： x1aa=[0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0]； x1bb=[0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0]； x2aa=[1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1]； x2bb=[0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0]； 每個寄存器循環(huán)次數(shù)分別為 :x1a=3750， x1b=3749， x2a=3750， x2b=3749。 grid 命令用來在圖形上添加或者刪除網(wǎng)格線，它是一個切換命令，若第一次是添加，則再執(zhí)行一次就是刪除。 表 MATLAB特殊函數(shù) 函數(shù)符號 說 明 zero (i,j) 創(chuàng)建 i 行 j 列的全零矩陣 ones (i,j) 創(chuàng)建 i 行 j 列的全 1 矩陣 eye (i,j) 創(chuàng)建 i 行 j 列對角線為 1 的矩陣 rand (i,j) 創(chuàng)建 i 行 j 列的隨機矩陣 MATLAB 是基本的繪圖命令有二維曲線繪圖命令 plot 和三維曲線繪圖命令 plot3。 下表給出 MATLAB 所定義的特殊變量及其意義。 MATLAB 的關(guān)系和邏輯運算符與其他軟件基本相同，列表加以說明： 表 關(guān)系和邏輯運算符 符號 功能 符號 功能 = 賦值運算 amp。有關(guān)向量和矩陣的創(chuàng)建及運算，表 列出的是一些常見的基本函數(shù)。此時，可以首先使用 lookfor 命令來查詢根據(jù)用戶提供的關(guān)鍵字搜索到的相關(guān)函數(shù)，然后再使用 help 命令與其配合使用，了解查詢到的確切函數(shù)的具體用法。例如，要創(chuàng)建變量 A 并給它賦初值 ，可以在命令窗口中輸入 “ A=” 為了提高變量名和函數(shù)名的可讀性， MATLAB 中有兩個一般的約定：使用下劃線和首字母大寫。 如果不定義變量，那么運算結(jié)果就會自動地賦給通用變量 ans。但是， MATLAB 必須首先知道文件保存的路徑。為避免這個問題，MATLAB 定義了這樣一種文件，它包含一組命令，文件中每一個命令的執(zhí)行都和在命令窗口中執(zhí)行一樣，該文件可以由 MATLAB 提供的編輯器、操作系統(tǒng)的文本編輯器創(chuàng)建及編輯、保存。如果不小心關(guān)閉了當前路徑窗口、命令歷史記錄窗口或命令窗口，可以通過菜單欄的“ Desktop”菜單中“ Desktop Layout ? Default”恢復，如下圖所示： 沈陽理工大學學士學位論文 25 / 62 圖 MATLAB 恢復默認圖示 使用 MATLAB，可以用來對變量進行算術(shù)運算、三角運算、冪運算等。 MATLAB 啟動后，呈現(xiàn)在我們面前的有這樣幾個基本的窗口：命令窗口、命令歷史窗口、工作空間等，如圖 所示。這種方法可以檢測出隱含的代碼錯 沈陽理工大學學士學位論文 24 / 62 (5) 采用另一種手段驗證程序或者函數(shù)輸出結(jié)果的正確性。這將節(jié)省時間，減少代碼。這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)的學術(shù)水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進 行高、精、尖的研究。其工具箱又可分為兩類：功能性工具箱和學科性工具箱。而輸入源模塊（ Sources）和接收模塊（ Sinks）則為模型仿真提供了信號源和結(jié)果輸出設(shè)備。 在 MATLAB 中， Simulink 是一個比較特別的工具箱，它具有兩個顯著的功能： Simu（仿真）與 Link（鏈接），是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、 仿真的一個集成環(huán)境。 MATLAB具有 3 大特點： （ 1）功能強大，包括數(shù)值計算和符號計算，計算結(jié)果和編程可視化，數(shù)學和文字統(tǒng)一處理，離線和在線皆可計算； （ 2） 界 面友好，語言自然。 MATLAB 還配備了大量工具箱，特別是還提供了仿真工具軟件 SIMULINK。所以 P 碼可用于較精密的導航和定位，稱為精碼。tu≈267 天；數(shù)碼率為 Mb/s。PN2(t+niτ)中截取一段周期為 7 天的 P 碼，并規(guī)定每星期六午夜零點使 P 碼置“ 1”狀態(tài)作為起始點。兩個子碼的碼長分別為： （ ） （ ） 因此 P 碼的碼元數(shù)為： （ ） 661 10 .23 10 15 .34 5 10N ? ? ? ? ?62 15 .3 45 10 37 ( )Nb? ? ?)( 1421 bNNN ????沈陽理工大學學士學位論文 19 / 62 相應(yīng)的周期為： （ ） 在乘積 PN1(t)再對乘積碼截短，截出周期為 、碼元數(shù) N1=106的 X1。 X2 序列被延遲 i 個基碼（相應(yīng)與 SVi）以形成 X2i。在每個X1B 時元的末尾， X1B 移位寄存器 復位到其初始狀態(tài)。結(jié)果在 X1A 和 X1B之間有相對相位移動。圖 示出了這種移位寄存器方案的詳細 方框圖。表 列出了這些延時。在每種情況下，第二個碼發(fā)生器的輸出在其與第一個的輸出由異或電路合并之前要相對于第一個進行延時，延時的量是可變的。若兩個序列的碼元相關(guān)誤差為碼元寬度的 1/10～ 1/100, 則 此時所對應(yīng)的測距誤差可達 ～ m。不同的 GPS 衛(wèi)星所使用的 C/A 碼的上述四項指標相同，但編碼規(guī)則不同，這樣既便于復制又便于區(qū)分。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，使得測距分辨力大大提高。通過 C/A 碼捕獲衛(wèi)星后，即可獲得導航電文，通過導航電文提供的信息，便可以很容易地捕獲 GPS 的 P 碼。 從這些 G(t)碼中選擇 32 個碼以 PRN1， PRN2， … ， PRN32 命名各種 GPS 衛(wèi)星。再將其與 G1(t)進行模二相加，將可能產(chǎn)生 1023 種不同結(jié)構(gòu)的 C/A 碼。因為 C/A碼的基碼速率是 ，因此偽隨機序列的重復周期是 1023/*106 或 1ms。 m 序列在出現(xiàn)概率、游程分布和自相關(guān)函數(shù)等特性上與隨機噪聲碼十分相似。一般來說，長度為 1的游程占總數(shù)的 1/2，長度為 2 的游程占總數(shù)的 1/4，依此類推。 由于受 GPS 衛(wèi)星至用戶 GPS 接收機的路徑信號傳播延遲的影響，被接收的偽隨機碼和復制的偽隨機碼之間產(chǎn)生了平移；如果通過一個時間延遲器來對復制的偽隨機碼進行移動，使兩者的相關(guān)函數(shù)值為 1，則可以從時間延遲器中測出對齊碼元所用的時間，從而可以較準確地確定由衛(wèi)星到接收機的距離。 由于移位寄存器不容許出現(xiàn)全 “0”狀態(tài)，因此 2r1 碼元中， “1”的個數(shù)總比 “0”的個數(shù)多一個。在四級反饋移位寄存器經(jīng)歷了上述 15 種狀態(tài)的同時，其最末級存儲單元輸出了一個具有 15 個碼元，且周期為 15tu 的二進制數(shù)碼序列，稱為 m 序列。 下面以一個四級反饋移位寄存器組成的 m 序列為例來說明，如圖 所示。 假設(shè) GPS 衛(wèi)星發(fā)射一個隨機序列 u(t)，而 GPS 信號接收機在收到信號的同時復制出結(jié)構(gòu)與 u(t)完全相同的隨機序列 u(t) ，由于信號傳播延遲的影響，被接收的隨機序列 u(t)與 u(t)之間產(chǎn)生了平移，即對應(yīng)碼元已錯開，因而 R(t)≈0。 這里，自相關(guān)性是指兩個結(jié)構(gòu)相同的碼序列的相關(guān)程度，它由自相關(guān)函數(shù)描述。因此，一組碼序列 u(t) ，對于某個時刻 t 而言，碼元是 0 或 1 完全是隨機的，但其出現(xiàn)的概率均為 1/2。比特是碼的度量單位，也是信息量的度量單位。 表 GPS 信號的頻率關(guān)系 相關(guān)頻率 基頻 F 載頻 fL1 載頻 fL2 基準頻率 F 154F 120F C/A 碼的碼頻 fg F/10 fL1/1540 fL2/1200 P 碼的碼頻 fp F fL1/154 fL2/120 D 碼的碼頻 fd F/204600 fL2/31508400 fL2/24552020 沈陽理工大學學士學位論文 10 / 62 M 序列 碼是一種表達信息的二進制數(shù)及其組合，是一組二進制的數(shù)碼序列。 沈陽理工大學學士學位論文 9 / 62 圖 GPS 衛(wèi)星信號的產(chǎn)生 需要注意的是， GPS 信號雖然有幾種分量（ C/A 易捕 獲 碼、 P 精確碼和 D 導航數(shù)據(jù)碼），但是它們均來源于一個公共的 的基準頻率（見圖 11）。因此在這兩個合并的 L1 載波頻率上的 C/A(t)D(t)調(diào)制和 P(t)D(t)調(diào)制之間有 90176。 在 D 碼調(diào)制偽噪聲碼以后，再用它們的組合碼去調(diào)制 L 波段的載波，實現(xiàn) D 碼的第二級調(diào)制，而形成向廣大用戶發(fā)送的已調(diào)波。對于距離地面 20 000 km之遙的 GPS 衛(wèi)星，擴頻技術(shù)能有效地將很低碼率的導航電文發(fā)送給用戶。所謂 “ 擴頻 ” ，是將原來打算發(fā)送的幾十比特速率的電文變換成發(fā)送幾兆甚至幾十兆比特速率的由電文和偽隨機噪聲碼組成的組合碼。 GPS 衛(wèi)星采用擴頻技術(shù)發(fā)送衛(wèi)星導航電文，其頻帶高達 20 MHz 左右，在占用率較低的 L 波段上，易于傳送擴頻后的寬帶信號。所有衛(wèi)星均在這兩個相同的載波頻率上發(fā)射，但由于偽隨機碼調(diào)制不同，因此無明顯的相互干擾。 GPS 衛(wèi)星信號是目前常用的兩種違心導航定位信號之一，它包含有三種信號分量，即載波（ L1 和 L2）、測距碼（ C/A 碼和 P 碼）和數(shù)據(jù)碼（ D 碼，亦稱基帶信號或?qū)Ш诫娢模?。組成衛(wèi)星星座的 24 顆衛(wèi)星被安排在6 個軌道平面上，即每個平面上 4 顆。 GPS 信號分為民用的標準定位服務(wù)（ SPS， Standard Positioning Service）和軍規(guī)的標準精確定位服務(wù)（ PPS， Precise Positioning Service）。本課題研究思路是： ⑴ 研究 GPS信號的生成原理和直擴頻通信技術(shù)基礎(chǔ)， M序列和 P碼算法原理。然而， C /A 碼的碼長短、碼速率低，易受敵方干擾和欺騙 , 在強干擾和欺騙的戰(zhàn) 爭環(huán)境下，很難通過 C /A 碼來捕獲到 P碼。因此對 GPS的衛(wèi)星信號的仿真必將推動中國自主研制的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展。 In civil GPS and GLONASS also have been widely used， which foundation of system is the spread spectrum technology. Global positioning system (GPS) is used to provide realtime navigation and positioning services for global civil and military aircraft, ships, personnel, vehicles and so on. GPS system adopts the typical CDMA system, which kind of spread spectrummodulation signals have low intercept probability characteristic. This system mainly used the direct sequence spread spectrum modulation technology, using the PRN code including C/A code, P codes and Y codes. This article tells the direct sequence spread spectrum munication technology applied in global positioning system (GPS) .The article mainly introduces the pn code spread spectrum munication simulation, briefly discussing M sequence and pseudo random noise code (P yards and C/A yards) and its produce and use simulate M series, P yards and C/A yards of encoding process and the simulation results, introducing pn code straight spreadspectrum technology knowledge, especially P yards. Key: GPS。該系統(tǒng)主要利用直接序列擴頻調(diào)制技術(shù)，采用的偽碼有 C/A 碼和 P(Y)碼兩種 。在早期研究這種技術(shù)的主要目的是為提高軍事通信的保密和抗干擾性能，因此這種技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用一直是處于保密狀態(tài)。擴頻技術(shù)在軍事應(yīng)用上的最成功范例可以以美國和俄國的全球定位系統(tǒng)（ GPS 和GLONASS）為代表；在民用上 GPS 和 GLONASS 也都得到了廣泛的應(yīng)用，這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是擴頻技術(shù)。 本文講述的是直接序列擴頻通信技術(shù)在全球定位系統(tǒng)（ GPS）中的應(yīng)用。 DSSS。 目前，以 GPS為代表的衛(wèi)