基于第三代移动通信中的M序列的研究
通信原理精品课-第七章m序列(伪随机序列)

04
m序列在扩频通信中的应用
扩频通信的基本原理和特点
扩频通信的基本原理
扩频通信是一种利用信息信号对一个很宽频带的载波进行调制,以扩展信号频谱 的技术。通过扩频,信号的频谱被扩展,从而提高了信号的抗干扰能力和隐蔽性 。
扩频通信的特点
扩频通信具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、抗截获能力强、可实现码分多 址等优点。同时,扩频通信也存在一些缺点,如信号的隐蔽性和保密性可能受到 影响,信号的带宽较宽,对信道的要求较高。
在无线通信中,由于信号传播路径的不同,接收端可能接收到多个不同路径的信号,形成多径干 扰。
抗多径干扰
m序列具有良好的自相关和互相关特性,可以用于抗多径干扰。通过在发射端加入m序列,可以 在接收端利用相关器检测出原始信号,抑制多径干扰的影响。
扩频通信
m序列可以用于扩频通信中,将信息信号扩展到更宽的频带中,提高信号的抗干扰能力和隐蔽性 。
离散性
m序列是一种周期性信号,其 功率谱具有离散性,即只在某 些特定的频率分量上有能量分 布。
带宽有限
m序列的功率谱具有有限的带 宽,其带宽与序列的长度和多 项式的系数有关。
旁瓣抑制
m序列的功率谱具有较好的旁 瓣抑制特性,即除了主瓣外的 其他频率分量的能量较小。
m序列在多径干扰抑制中的应用
多径干扰
抗截获能力
m序列扩频通信系统具有较强 的抗截获能力。由于信号的频 谱被扩展,敌方难以检测和识 别信号,从而提高了通信的保 密性。
码分多址能力
m序列扩频通信系统具有较强 的码分多址能力。不同的用户 可以使用不同的扩频码进行通 信,从而实现多用户共享同一 通信信道。
05
m序列的未来发展与研究方向
m序列与其他通信技术的融合应用
M序列的产生和性能分析

M序列的产生和性能分析本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.MarchM序列的产生和性能分析摘要在扩频函数中,伪随机信号不但要求具有尖锐的互相关函数,互相关函数应接近于零,而且具有足够长的码周期,以确保抗侦破、抗干扰的要求;由足够多的独立地址数,以实现码分多址的要求。
M序列是伪随机序列的一种,可由m序列添加全0状态而得到。
m序列与M序列对比得出在同级移位寄存器下M序列的数量远远大于m序列数量,其可供选择序列数多,在作跳频和加密码具有极强的抗侦破能力。
本文在matlab中的Simulink下用移位寄存器建立了4级、5级、6级M序列的仿真模型,进行了仿真,画出其时域图、频谱图、互相关性图。
通过时域图和频域图可看出,经过扩频后的信号频带明显的被扩展;由M 序列互相关性图,得出M序列有较小的互相关性,较强的自相关性,但相关性略差于m序列。
最后,本文又将M序列应用于CDMA扩频通信仿真系统中,得到下列结论:当使用与扩频时相同的M序列做解扩操作与用其他序列做解扩的输出有巨大的差别。
使用相同的序列进行解扩时系统输出值很大,而使用其他序列解扩时输出值在零附近变化。
这就是扩频通信的基础。
关键词:伪随机编码, 扩频通信自相关函数,互相关函数M SEQUENCE GENERATION AND PERFORMANCE ANALYSISABSTRACTIn spread-spectrum communication, pseudo-random sequence must have high autocorrelation value, low cross correlation, long code period and lots of dependent address to satisfy code division mul tipleaccess(CDMA). M sequence is one kind of the pseudo-random sequences. It can be may obtained through adding entire 0 states to m sequence. The number of M sequence is greater than the m-sequence under the same level shift register. It may supply the more choice. The M-sequence is often applied to the frequency hopping and adds the password to have greatly strengthened anti- solves the ability.At first, M sequences which has n=4、5、7 levels of shift registers are produced under Simulink of Matlab. The t ime domain chart, the spectrograph, the mutual correlation chart are plotted. Through the time domain chart and the spectrograph, we could see how the bandwidth of the information signal is expanded. The pseudo-random symbol speed rate higher noise signal frequency spectrum is proliferated widely, the output power spectrum scope is lower. This can explain the spread-spectrum communication system principle from the frequency range. Through the M sequence’s auto correlation chart we can see that the auto correlation of M-sequence is quite good but is inferior to the m sequence. Finally, the M sequence is applied to the code division multiple access (CDMA) communication system. This is the spread-spectrum communication foundation.KEY WORDS:Pseudo-random code, auto-correlation, cross-correlation目录前言 ......................................................... 错误!未定义书签。
通信系统复习题

1.1填空相移QPSK调制属于(线性)调制。
1、42、GMSK调制属于(恒定包络)调制,它最主要的特点是已调信号具有(包络幅度)不变的特性。
3、在移动通信中,改进接收信号质量的三种常用技术为(分集)(均衡)(信道编码)4、常用的几种分集技术为(空间)分集,(极化)分集,角度分集,频率分集,时间分集。
5、常见的分集信号合并技术可分为(选择式合并)(最大化合并)(等增益合并)(开关式合并)6、电波在自由空间的传播衰耗与哪两个因素有关?(F)(d)7、描述信道衰落特性的特征量,通常有(衰落中值)(衰落率)(电平交叉率)(衰落深度)(衰落持续时间)8、呼损率即系统服务等级,写出呼损率定义的三种方式:(按时间计算)(按呼叫计算)(按负载计算)。
9、交织技术可以用来抗(突发)性误码,信道编码技术可以用来抗(随机)性误码10、语音的主观评定可分为(5)级,当收听的注意力为“中等程度的注意力”时,可评定为(3)级。
11、m序列在一个周期为“1”码和“0”码元的的个数(大致相等),这个特性保证了在扩频时有较高的(载频)抑制度。
12、m序列和其移位后的序列逐位模二和运算,所得的序列是(m)序列。
13、沃尔什码就其正交性而言为(正交)码,其相关性为(良好的自相关性)和(处处为零的互相关性)。
14、直接序列扩频系统,不但具有一定的隐蔽性,还有很强的抗(白噪声)、(单频)及(窄带、宽带)的能力。
15、跳频有慢跳频和快跳频两种,GSM系统采用的是(慢)跳频,其速率大致为(217跳/s)。
16、语音编码通常有(波形编码)、(参量编码)和(混合编码)三类,数字蜂窝系统通常采用(混合)编码方式。
17、扩频通信系统中,扩频的三种基本方式是(直接序列扩频)、(跳频)和(跳时)。
2常见通信系统2.1填空1.计算机通信网由(通信子网)和资源子网两部分构成。
2.数字微波通信系统中,三种转接方式为(再生转接)、(中频转接)、(微波转接)。
3.数字数据网的组成结构包括(本地介入系统)、复用/交叉连接系统、(局间传输系统)、网同步系统和网络管理系统五大部分。
CDMA及第三代移动通信系统(三)

CDMA及第三代移动通信系统(三)第三讲 CDMA数字蜂窝移动通信⽹的⽹络规划3.1⽹络参考模型CDMA⽹络参考模型定义了⽹中的功能实体和相互间的接⼝,见图1。
从图中可看出CDMA⽹络参考模型与GSM⽹相似。
MSC 移动交换中⼼HLR 归属位置寄存器VLR 拜访位置寄存器AC 鉴权中⼼MC 短消息中⼼SME 短消息实体PSTN 公⽤交换电话⽹MS 移动台EIR 设备识别寄存器BS 基站系统OMC 操作维护中⼼IWF 互连功能图1CDMA⽹⽹络参考模型3.2交换⽹络规划1.交换⽹络组织CDMA⽹采⽤3级结构,见图2。
具体为:在⼤区中⼼(如北京、上海、⼴州、沈阳、武汉等)设⽴⼀级移动业务汇接中⼼并⽹状相连;在各省会或⼤城市设⽴⼆级移动业务汇接中⼼,并与相应的⼀级汇接中⼼相连;在移动业务本地⽹中设⼀个或若⼲个移动端局MSC,也可视业务量由⼀个MSC覆盖多个移动业务本地⽹。
移动业务本地⽹原则上以固定电话⽹的长途编号区编号为2位和3位的区域来划分。
图2CDMA⽹的⽹结构⽰意图2.信令⽹组织⽬前,中国电信和中国联通的移动通信⽹信令⽹都是专门组建的,因为不但要传送电话⽤户部分TUP消息,还要传移动应⽤部分MAP消息。
CDMA⽹的信令⽹与其交换⽹络结构相对应,也分为三级结构:⾼级信令转接点HSTP、低级信令转接点LSTP和信令点SP。
HSTP负责转接本⼤区内及本⼤区与其他⼤区间的信令业务。
HSTP可兼有LSTP的功能。
LSTP负责转接本服务区内及⾄其上级HSTP的信令业务。
SP 是信令消息的源点和⽬的点。
信令转接点STP可采⽤独⽴式设备,也可采⽤与移动汇接中⼼合设的⽅式。
信令⽹中⽹络节点间采⽤中国7号信令。
3.信令⽅式Um接⼝(也称空中接⼝)的⽆线信令规程由《800MHz CDMA数字蜂窝移动通信⽹空中接⼝技术规范》规定。
中国电信和中国联通均已颁布了此规范。
此规范基于TIA/EIA/IS-95A—宽带双模扩频蜂窝系统移动台-基站兼容性标准。
第三代移动通信

模块一1、IMT-2000(International Mobile Telecommunication -2000)是第三代移动通信系统(3G)的统称。
2、2000的含义:①该系统于2000年左右进入商用市场②工作的频段在2000MHz③最高业务速率为2000kbit/s。
3、车速环境:144kbit/s;步行环境:384kbit/s;室内环境:2048kbit/s。
4、第三代移动通信系统RTT技术为核心的IMT-2000无限接口技术规范建议。
5、①IMT-2000CDMA DS (IMT-DS)②IMT-2000CDMA MC (IMT-MC) ③IMT-2000CDMA TDD (IMT-TD)6、3GPP制定的标准基于GSM核心网演进,3GPP制定了WCDMA、CDMA-TDD、EDGE 等标准,3GPP版本分为R99/R4/R5/R6等多个阶段,截至2002年6月,已发布了R99/R4/R53个版本,R6和LTE的有关标准正在制定中。
7、3GPP2制定的标准基于ANSI/IS-41核心网演进,3GPP2制定了WCDMA2000的标准,3GPP2已制定了RO、RA、RB、RC、RD标准,AIE的有关标准正在制定中。
8、1992年ITU在W ARC大会上为第三代移动通信业务划分出230MHz带宽,1885~2025MHz作为IMT-2000的上行频段,2110~2200MHz作为下行频段。
2000年追加3个频段:800MHz频段(806~960MHz);1.7GHz频段(1710~1885MHz)、2.5G频段(2500~2690MHz)。
9、①3GPP定义了4种基本业务类型,即会话类业务、流媒体业务、交互类型业务和背景类业务。
②按照面向用户需求的业务划分,可以分为通信类业务、资讯类业务、娱乐类业务及互联网业务。
③从承载网络方面,可以分为电路域与分组域业务。
10、目标业务平台架构:GSMA业务模型、基于VHE的业务平台、基于OSA的业务平台、OMA业务平台。
2023年国家电网招聘之通信类通关考试题库带答案解析

2023年国家电网招聘之通信类通关考试题库带答案解析单选题(共50题)1、《促进产业结构调整暂行规定》自2005年12月起施行,原国家计委、国家经贸委发布的()同时废止。
A.《资源综合利用目录(2003修订)》B.《工商投资领域制止重复建设目录(第一批)》C.《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录(2000修订)》D.《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录(第一批、第二批、第三批)》【答案】 B2、《全国生态脆弱区保护规划纲要》的规划目标是()。
A.到2015年,生态脆弱区新增治理面积达到30%以上B.到2015年,生态脆弱区新增治理面积达到40%以上C.到2015年,生态脆弱区30%以上土地得到不同程度治理D.到2020年,生态脆弱区40%以上土地得到不同程度治理【答案】 A3、根据《中华人民共和国环境保护法》,建设项目中防治污染的设施,必须与主体工程()。
A.同时规划B.同时设计C.同时施工D.同时验收E.同时投产使用【答案】 B4、按土的工程分类,粘土是指下列中的哪种土?A.塑性指数大于17的土B.塑性指数大于10的土C.粒径小于0. 005mm的土D.粒径小于0. 05mm的土【答案】 A5、()这种第三代移动通信制式是从IS-95制式平滑升级而来,技术成熟性比较高,是由北美提出的第三代移动通信制式。
A.TD-SCDMAB.WCDMAC.CDMA2000D.LTE【答案】 C6、在等概的情况,以下数字调制信号的功率谱中不含有离散谱的是()。
A.ASKB.OOKC.FSKD.PSK【答案】 D7、下列属于V5.1接口的子协议的是()。
A.保护协议B.控制协议C.链路控制协议D.BCC协议【答案】 B8、在模拟蜂窝系统中,要求接收端干比(C/I)()。
A.大于等于15dB.大于等于16dBC.大于等于17dBD.大于等于18dB【答案】 D9、在同步数字系列(SDH)标准中,STM-64的数据速率为()。
m序列的频谱

m序列的频谱摘要:一、M序列的概述二、M序列的频谱分析三、M序列的应用领域四、M序列的优缺点五、总结正文:一、M序列的概述M序列,又称为M-序列,是一种伪随机序列,具有周期性、非周期性和混沌特性。
它是由美国数学家克劳德·香农(Claude Shannon)在1948年提出的,主要用于数字通信系统和信号处理领域。
M序列具有良好的自相关性和互相关性,因此在通信系统中起到了重要作用。
二、M序列的频谱分析M序列的频谱分析主要包括功率谱密度(PSD)和傅里叶变换。
功率谱密度用于衡量M序列在频域上的能量分布,可以发现M序列具有较低的谱泄漏,从而降低干扰。
傅里叶变换则将时域信号转换为频域信号,便于分析M序列的频率特性。
三、M序列的应用领域1.通信领域:M序列在数字通信系统中作为扩频序列,可以提高通信系统的抗干扰性能。
2.密码学:M序列可以作为加密算法中的基本元素,提高密码系统的安全性。
3.信号处理:在信号处理领域,M序列可以作为信号调制和滤波器设计的基础。
4.控制工程:M序列在控制工程中可以用于模型验证和系统辨识。
5.生物学:M序列在生物信息学领域中具有潜在的应用价值,例如在基因序列比对和蛋白质结构预测中。
四、M序列的优缺点优点:1.良好的自相关性和互相关性。
2.较低的谱泄漏,抗干扰能力强。
3.周期性和非周期性特性,适用于多种应用场景。
缺点:1.序列长度较长,计算复杂度高。
2.与其他伪随机序列相比,线性复杂度较低。
五、总结M序列作为一种重要的伪随机序列,在通信、密码学、信号处理等领域具有广泛的应用。
通过对M序列的频谱分析,可以更好地了解其在频域上的特性,为实际应用提供理论依据。
m序列原理

m序列原理m序列是一种特殊的伪随机序列,具有良好的随机性质和周期性,广泛应用于通信、密码学、雷达、遥感等领域。
m序列的原理是基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的工作原理,通过适当的初值和反馈多项式,可以生成具有良好随机性质的序列。
m序列的生成原理是基于LFSR的工作原理。
LFSR是一种线性反馈移位寄存器,它由若干个存储单元和适当的反馈电路组成。
在LFSR中,存储单元中的数据按照时钟信号不断移位,同时根据反馈电路的控制,将某些位上的数据进行异或运算,得到新的输入数据,从而实现序列的生成。
通过适当选择LFSR的初值和反馈多项式,可以得到不同长度的m序列。
m序列具有良好的随机性质和周期性。
由于m序列的生成原理是基于LFSR的移位和异或运算,使得序列中的数据呈现出随机分布的特性。
同时,由于LFSR的结构和反馈多项式的选择,m序列具有很长的周期,甚至可以达到最大周期2^n-1,其中n为LFSR的位数。
这使得m序列在伪随机序列中具有较好的性能。
m序列在通信、密码学、雷达、遥感等领域有着广泛的应用。
在通信系统中,m序列可以作为扩频序列,用于码分多址(CDMA)通信系统中的信道编码和解码,提高通信系统的抗干扰能力和安全性。
在密码学中,m序列可以作为密钥序列,用于数据加密和解密,保障通信的安全性。
在雷达和遥感领域,m序列可以作为调制序列,用于信号的调制和解调,提高信号的分辨率和抗干扰能力。
总之,m序列作为一种特殊的伪随机序列,具有良好的随机性质和周期性,在通信、密码学、雷达、遥感等领域有着广泛的应用前景。
通过深入理解m序列的生成原理和特性,可以更好地应用于实际系统中,提高系统的性能和安全性。
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计算机与通信工程学院基于第三代移动通信中的M序列的研究专业名称通信工程班级学号学生姓名指导教师设计时间2012.4.20基于第三代移动通信中的M序列的研究摘要:本文基于第三代移动通信中的M序列的研究,通过对M序列的产生和形成的原理以及对通信系统的影响,来了解M序列在第三代移动通信中的作用。
关键字:移动通信、扩频通信、M序列1、引言当前移动通信的发展正处于一个关键时期,新的业务和技术正不断涌现,客户的需求也在不断增长。
同时,因特网迅速发展成为真正的超级信息高速公路。
无线业务也在激增,很多企业开始利用数据联网和电信为客户服务。
同时,电信,视频电话,语音信箱,无线寻呼,蜂窝电话,便携式计算机使得专业人士可以随时随地进行工作。
移动和个人通信是新世纪创新和发展的重要驱动力。
目前,移动通信发展已经过了两代,第一代是模拟蜂窝移动通信网,时间跨度是上世纪70年代中期至80年代中期。
其主要特点是采用频分复用(FDMA)模拟制式,语音信号为模拟调制。
其典型代表为美国的MAPS系统(先进移动电话系统)和改进型系统TACS(总接入通信系统)等。
第二代是以GMS和IS-95为代表的数字蜂窝移动通信系统,从上世纪80年代中期开始,至今仍在高速发展中。
模拟蜂窝网虽然取得了很大成功,但其频谱利用率低,业务种类受限,通话易被窃听,难以满足移动通信的发展。
到了80年代中期,欧洲推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。
随后,美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。
第二代移动通信系统以传输话音和低速数据业务为目的,又称为窄带数字通信系统,其典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。
由于第二代移动通信是以传输话音和低速数据业务为目的。
为解决中速数据传输问题,又出现了2.5代的移动通信系统,如GPRS和IS-95B。
由于网络的发展,数据和多媒体通信发展迅猛,所以第三代移动通信的目标是宽带通信,也就是扩频通信。
目前第三代移动通信系统主要有WCDMA、CDMA200O和TD-SCDMA三种技术体制,如下表所示:表1.1第三代移动通信的三种主要技术体制扩频通信技术从40年代末期开始发展以来,从军事领域发展到商用民用,以其独有的技术优势,一直保持着强大的生命力。
尤其是第三代移动通信的三大标准均采用了扩频通信技术,所以,扩频通信技术在未来的移动通信领域必将发挥更加重要的作用。
而在扩频通信技术的研究中,伪随机序列的研究又是其重要组成部分。
2、扩频通信与扩频序列2.1 扩频通信系统扩展频谱通信系统是指待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展后成为宽频带信号,送入信道中传输,接收时再利用相应手段将其压缩,从而获取传输信息的通信系统,也就是说在传输同样信息时所需的射频带宽,远比我们已熟知的各种调制方式要求的带宽要宽得多。
扩频带宽至少是信息带宽的几十倍甚至几万倍。
信息已不再是决定调制信号带宽的重要因素,其调制信号的带宽主要由扩频函数来决定。
扩频通信是一种应用广泛的通信手段,它具有抗干扰能力强、安全性高、抗衰落及抗多径性能好等优点.扩频系统的基本原理由如图1.1所示图1.1扩频通信系统原理图在发射端输入的信息,先经过信息调制形成数字信号,然后由扩频发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以扩展信号的频谱,扩展以后的信号调制到射频发射出去。
在收端接收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发射端相同的扩频码序列去解扩。
最后经信息解调,恢复成原始信息输出。
由此可见,一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应的解调。
在发射端,第一次为信息调制,第二次为扩频调制,第三次为射频调制,在接收端相应的为信息解调,解扩和射频解调。
现有的扩频通信系统可以分为:直接序列扩频通信系统(DS-SS),跳频扩频通信系统(FH-SS),跳时扩频通信系统(TH-SS)以及混合扩频通信系统(如FH/DS,DS/TH,FH/TH等)。
扩频序列的研究开始于20世纪50年代,早在1955年,Golomb和Zierler 就发表了关于最大度线性移位寄存器序列(m序列)的结果。
具有良好伪随机特性和相关特性的扩频序列对扩频通信系统的性能具有决定性的作用。
序列的相关性是评价序列性能的一个重要指标,在直接扩频系统中,常用的相关函数有周期相关函数,非周期相关函数以及奇相关函数。
理想的扩频序列应该具有如下特性:自相关的边峰值和互相关值均为零,还必须有尽可能大的序列复杂度、序列平衡性。
然而,具有理想特性的单码扩频序列经理论证明是不存在的。
近半个世纪以来,经过人们的不断努力,扩频序列的研究己经取得了很多成果,并设计出了许多具有优良特性的序列。
有许多专著已经对此进行了详细介绍。
通常采用的扩频方案有两种:一种是直接序列(Directse quence扩频技术;另一种是跳频(Frequency Hopping)扩频技术。
扩频通信系统是靠扩频序列来区分不同用户的,所以,扩频序列的性能就决定了系统的抗干扰性能。
对扩频码通常提出下列要求:1.易于产生;2.具有随机性;3.扩频码应具有尽可能长的周期,使干扰者难以从扩频码的一小段去重建整个码序列;;4.扩频码应具有双值自相关函数和良好的互相关特性,以有利于接收时的截获和跟踪,以及多用户应用。
根据Shannon信息论理论,用纯随机序列去扩展频谱是最理想的。
但是,在接收机中为了解扩应当有一个同发送端扩频码同步的副本。
因此,实际上,我们只能用伪随机或伪噪声(PN)序列作为扩频码。
伪随机序列具有貌似噪声的性质,但它又是有规律的,它应该是既容易产生,又可以加工复制的序列。
扩频码中应用最广的是m序列,又称最大长度序列。
其它的还有Gold序列(Legebdre序列)和霍尔序列(孪生素数序列)等。
在实际CDMA系统中,IS-95和CDMA2000系统的前向信道中使用Walsh序列,而WCDMA系统中采用正交可变扩频因子(Orthogonal Variable Spreading Factor,OVSF)序列。
目前对扩频通信伪随机序列的研究主要集中于二元伪随机序列,在CDMA 系统中所使用的m序列,Gold序列等就是一种典型的二元伪随机序列。
m序列是一种狭义的伪随机序列,具有优良的自相关特性但是,m序列的局限性在于其数量有限,如9级移位寄存器产生的m序列共有48个,而满足彼此互相关峰值较低(33)的优选对只有12个。
Gold序列是在m序列的基础上实现的,其数量远远超过m序列,但Gold序列具有不平衡性,使直接序列扩频(DS)系统漏载增大,将降低扩展频谱通信系统的保密、抗干扰和抗侦破等能力;而构造平衡Gold码又有很大局限性。
Walsh码的自相关特性不好,旁瓣较大,其峰有时甚至和主峰一样高,这样不但不利于系统的同步,而且容易产生假同步。
其后,又相继提出了GL序列族,DBCH序列,高忠雄(Kasami)序列族等,均有一定的使用价值。
2.2直接序列扩频通信系统的伪随机序列2.2.1 m序列m序列是最长线性移位寄存器序列,是由移位寄存器加反馈后形成的。
m序列是伪随机序列中最重要的一种,其易于实现,有优良的自相关特性,在直扩通信系统中用于扩展要传递的信号。
它的产生如图2-4反馈移位寄存器结构所示:图2.1反馈移位寄存器结构图2.1中a n-1(i =1, 2, 3......r)为移位寄存器中每位寄存器的状态,取值为1或者0: c i (i =1, 2, 3......r)为对应于第1位寄存器的反馈系数。
当C i =0时,表示无反馈,将反馈线断开。
当C i =1时,表示有反馈,将反馈线连接起来,注意在此结构中必须保C 0=C r =1。
在把m 序列作为扩频码时,每一个码元有一定的宽度,设为Tc 。
下面推导码元宽度为Tc 时扩频码的相关函数。
设二元脉冲序列码元宽度为Tc ,幅度+1和-1的概率各为1/2,所有脉冲幅度值相互独立。
脉冲波形起始时间为T, T 在0到Tc 之间均匀分布。
任取两个时刻t1,和t2,且0< t1< t2<Tc 。
当延时|T|=kTc (K=0,1,2,. . . P-1)时,m 序列的自相关函数为(2.1) 当|T|<Tc 时,t1和t2可以是在同一脉冲区间内,也可以是在相邻两个脉冲区间,设A 代表t1,t2落在同一脉冲区间内的事件,即(t1,t2)内没有脉冲沿的事件。
A 代表t1,t2落在相邻两脉冲区间内的事件。
则事件A 发生的概率为: A 不发生的概率为:(2.2)若t2< t1,,式(2.1)和式(2.2)变为(2.3)(2.4)随机二元脉冲序列的自相关函数为(2.5) 事件A 出现时,x1,x2的取值有(1,1),(-1,-1),(1,-l),(-1,l)四种情况。
这样,(2.6)由全概率公式(2.7)随机二元脉冲序列的自相关函数为(2.8)令t = t1- t2,上式变为(2.9)当|t1-t2|>Tc时,P(A)=0,Rx(T)=0,于是可以得到周期为P的m序列的扩频码的自相关函数为:(2.10)由上式可以看出m序列扩频码的自相关函数是周期为PTc的周期三角函数,据此可以推导m序列扩频码的功率密度谱。
所以m序列扩频码的功率密度谱G(f)为:(2.11)由式(2.11)可以看出m序列扩频码功率谱具有如下特性:m序列扩频码功率谱是周期函数,它的自相关函数也是同周期的周期函数,相应的功率密度谱就是线状谱,相邻的谱线间隔为1/PTc。
由于序列波形是幅度恒定的矩形波,因而具有恒定的功率,除零频率分量外,各谱线强度与序列长度P成反比。
零频率分量的强度为1/p2,与序列的长度P2成反比。
m序列扩频码功率谱密度的包络由码元宽度T决定而与序列周期pTc无关。
这说明传输m序列随机信号的频带宽度决定于码元宽度Tc。
将m序列的特点总结如下:(1)均衡性,以N为周期的序列中包含2n-1个“1”和2n-1-1个“0", "1”和“0”的个数基本相同("1”比“0”的数目多一个)。
码序列或码序列调制信号中的直流分量将决定于码的均衡性,另外由于载波抑制度决定于调制信号的对称性,当用一个码序列去调制载波时,0-1均衡性将限制可达到的载波抑制度。
(2)游程分布,把一个序列中取值相同的那些相继元素合称为一个游程。
一般来说,在m序列中,长度为1的游程占游程总数的1/2;长度为2的游程占游程总数1/4;长度为3的占1/8…,也即长度为k的游程占游程总数的2-k,其中l<k<(r-2)。
(3)移位相加性,一个序列与其经m次延迟移位产生的另一不同序列模2加,得到的仍然是原序列的某次延迟移位序列。
(4)周期性,m序列的周期为N 2r-1,r为反馈移位寄存器的级数。