CA码生成原理及matlab程序实现

作业：用Matlab写C/A码生成器程序，并画生成码的方波图。

C/A码生成原理

C/A 码是用m 序列优选对组合形成的Gold 码。Gold码是由两个长度相同而互相关极大值为最小的m 序列逐位模2 相加所得到的码序列。它是由两个10 级反馈移位寄存器组合产生的，其产生原理如图1 所示。

图1 C/A码生成原理

G1发生器的抽头号为3和10，G2发生器的抽头号为2、3、6、8、9、10；G1发生器的第10位输出的数字即为G1码，而G2码是由G2的两个抽头的输出结果进行模2相加得到。

卫星的PRN码与延时的量是相关联的,对C/A码来说,每颗卫星都有特别的延时,如第1颗GPS卫星的G2 抽为2、6,第2颗为3、7,第3 颗为4、8,第4 颗为5、9 等，如图2所示。通过G2 相位选择可以产生结构不同的伪随机码,从而可以实现不同卫星之间的码分多址技术与卫星识别。

图2 prn序号与G2抽头、时延对应关系

基于MATLAB的GPS信号实现

编写成“codegen”程序，输入[ca_used]=codegen(svnum)，其中svnum为卫星号，ca_used 为得到的C/A码序列。程序具体实现流程如下：

在程序中定义一个数组，使得卫星号与G2的码片延时一一对应。

gs2=[5;6;7;8;17;18;139;140;141;251;252;254;255;256;257;258;469;470;471;472;473;474;509;51 2;513;514;515;516;859;860;861;862];

定义两个1×1 023 的数组g1、g2 用来存放生成的Gold 码。定义一个全1 的10 位数组，作为移位寄存器，相当于G1、G2 生成模块的初值均置为全“1”。按原理式

来生成两个Gold 码序列。设定两个Gold 码产生器的反馈抽头：

save1=reg(3)*reg(10); % g1 码的反馈值；

save2=reg(2)*reg(3)*reg(6)*reg(8)*reg(9)*reg(10);%g2 码的反馈值。

在移位寄存器数组reg 中逐位移动，将末端值reg(10)送入g1（g2），将反馈抽头的模2 值输出save1、save2 送入寄存器首位reg(1)。g1 码这样重复运算1 023 次后即可生成。g2 码在此基础上要引入与卫星号相对应的码片延时g2s(s)，s 为输入的卫星号。以码片延时时间作为分界点，将其后半段数据前移，前半段数据后移，这样就得到g2 码。将产生的g1 和g2 码逐点相乘，反向，即得C/A 码。

程序实现结果

分别输入codegen(22)和codegen(32)，得到prn22和prn32 C/A 码序列如图3、图4.

图3 prn22方波图

图3 prn32方波图