实验一gold序列特性实验

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1、实验GOLD序列特性实验一、实验目的1、掌握GOLD序列的特点。2、了解GOLD序列在直接扩频通信中所起的作用二、实验器材1、移动通信原理实验箱一台2、20M双踪示波器一台3、频谱分析仪或带FFT功能的数字示波器（选配）一台三、实验内容1、观察GOLD序列的波形（频谱）。2、观察GOLD序列的自相关和互相关特性。四、实验原理1、伪随机序列工程上常用二元{0，1}序列来产生伪噪声码。它具有如下特点：（1）每一周期内“0”和“1”出现的次数近似相等。（2）每一周期内，长度为n比特的游程出现的次数比长度为n+1比特的游程出现的次数多一倍。（游程

2、是指相同码元的码元串）（3）序列具有双值自相关函数，即：（4.1-1）在（4.1-1）式中，p为二元序列周期，又称码长，k为小于p的整数，τ为码元延时。2、m序列二元m序列是一种基本的伪随机序列，有优良的自相关函数，易于产生和复制，在扩频技术中得到了广泛的应用。长度为2n-1位的m序列可以用n级线性移位寄存器来产生。如图4.1-1所示：模二加法器图4.1-1线性移位寄存器m序列的特性如下（1）在每一周期p=2n-1内，“0”出现2n－1-1次，“1”出现2n－1次，“1”比“0”多出现一次。（2）在每一周期内共有2n－1个元属游程，其中“

3、0”的游程和“1”的游程数目各占一半。并且，对n>2，当1≤k≤n-1时，长为k的游程占游程总数的1/2k，其中“0”的游程和“1”的游程各占一半。长为n–1的游程只有一个，为“0”的游程；长为n的游程也只有一个，为“1”的游程。（1）m序列（ak）与其位移序列（）的模二和仍然是m序列的另一位移序列（），即：（2）m序列的自相关函数为：（4.1-2）3、Gold序列虽然m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作CDMA（码分多址）通信的地址码时，其主要问题是由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，对于多址应用来说，可用的地址数太

4、少了。而Gold序列具有良好的自、互相关特性，且地址数远远大于m序列的地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到了广泛的应用。Gold序列是m序列的复合码，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对模二和构成的。其中m序列优选对是指在m序列集中，其互相关函数最大值的绝对值最接近或达到互相关值下限（最小值）的一对m序列。这里我们定义优选对为：设A是对应于n级本原多项式f（x）所产生的m序列，B是对应于n级本原多项式g（x）所产生的m序列，当他们的互相关函数满足：（4.1-3）则f（x）和g（x）产生的m序列A和B构成一对优选对。在Gol

5、d序列的构造中，每改变两个m序列相对位移就可得到一个新的Gold序列。当相对位移2n－1比特时，就可得到一族（2n－1）个Gold序列。再加上两个m序列，共有（2n＋1）个Gold序列。由优选对模二和产生的Gold族2n－1个序列已不再是m序列，也不具有m序列的游程特性。但Gold码族中任意两序列之间互相关函数都满足（4.1-3）式。由于Gold码的这一特性，使得码族中任一码序列都可作为地址码，其地址数大大超过了用m序列作地址码的数量。所以Gold序列在多址技术中得到了广泛的应用。产生Gold序列的结构形式有两种，一种是串联成级数为2n级

6、的线性移位寄存器；另一种是两个n级并联而成。图4.1-2和图4.1-3分别为n＝6级的串联型和并联型结构图。其本原多项式分别为：。这两种结构是完全等效的，它们产生Gold序列的周期都是。图4.1-2串联型Gold序列发生器图4.1-3并联型Gold序列发生器Gold序列的自相关特性见图4.1-4。图4.1-4Gold序列的自相关特性4、实验系统在本实验系统中使用Gold序列作为实现扩频的伪随机码，在发送端将信息序列与Gold序列相乘。在实验箱中有三个8位拨码开关“GOLD1置位”、“GOLD2置位”和“GOLD3置位”，他们分别用来设置发

7、送和接收端产生的Gold序列是同一个Gold序列族中的哪一个。上面已经提到Gold序列是由两个互为优选对的m序列相异或产生的，8位拨码开关用于设定其中一个m序列的相位，通过拨动开关设定m序列的不同相位，两个m序列相异或所产生的Gold序列将不同。因此，当“GOLD3置位”与“GOLD1置位”一致而与“GOLD2置位”不一致时，解调出的信息码SIGN1；当“GOLD3置位”与“GOLD2置位”一致而与“GOLD1置位”不一致时，解调出的信息码SIGN2。由此同学可以体会码分多址通信是如何实现的五、实验步骤1、安装好发射天线和接收天线。2、插

8、上电源线，打开主机箱右侧的交流开关，再按下开关POWER301、POWER302、POWER401和POWER402，对应的发光二极管LED301、LED302、LED401和LED402发光