扩频通信实验报告--扩频序列特性验证实验

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1、扩频通信实验报告HarbinInstituteofTechnology扩频通信实验报告课程名称：扩频通信设计题目：扩频序列特性验证实验院系：班级：设计者：学号：指导教师：时间：2015年4月25日25扩频通信实验报告哈尔滨工业大学目录第1章实验内容21.1引言21.2实验内容2第2章实验原理32.1m序列简介32.1.1m序列的定义32.1.2m码的相关特性32.2m序列优选对的概念42.3Gold序列简介42.3.1Gold序列的定义42.3.2Gold序列的相关特性52.4Kasami序列小集简介52.4.1Kasami序列小集

2、的定义52.4.2Kasami序列小集的相关特性5第3章实验结果与分析63.1m码序列线性移位寄存器结构63.2m序列的抽取73.3m序列优选对实验83.3.1m序列优选对及数量的确定83.3.2m序列优选对相关特性83.4Gold序列实验113.4.1Gold序列的生成113.4.2Gold序列的相关特性113.5Kasami序列小集实验133.4.1Kasami序列小集的生成及其平衡性133.4.2Kasami序列小集的相关特性14第4章总结174.1实验结论174.2实验心得17附录1925扩频通信实验报告第1章实验内容1.1

3、引言香农最佳信号理论指出，在高斯白噪声的干扰情况下，在平均功率受限的信道中，实验有效和可靠通信的最佳形式的信号是具有白噪声统计特性的信号，这是因为白噪声信号具有理想的自相关特性。但是白噪声信号的产生、加工、复制，迄今为止仍存在着许多技术问题和困难。于是工程实践中人们采用伪噪声序列来代替，其统计特性近似于或逼近高斯白噪声的统计特性，相关函数具有尖锐的特性，功率谱占据很宽的频带，易于从其他信号或干扰中分离出来，具有优良的抗干扰特性。m序列是目前广泛应用的一种伪随机序列，由于其易于产生和复制，在通信领域有着广泛的应用。但是m序列的互相关特

4、性不是很好，特别是使用m序列作为码分多址通信的地址码时，由于其互相关特性不是很好，使得系统内多址干扰的影响增大，并且m序列可用作地址码的数量较少。Gold序列和Kasami序列是对m序列经优选后通过模2和的运算方法产生的复合序列。Gold序列和Kasami序列具有良好的相关特性，可以用作地址码的数量远远大于m序列，并且易于实现、结构简单，在工程上得到了广泛的应用。本实验研究针对r=5级得m序列、Gold序列生成过程以及它们的自相关函数和互相关函数的特性，以及针对r=6级生成Kasami小集序列，比较分析自相关函数、互相关函数及序列平

5、衡性。1.2实验内容（1）利用查表法，给出r=5的全部m序列移位寄存器结构，并明确哪些序列此是互反多项式；（2）利用抽取法，以r=5145E为基础，生成其他的m序列，请说明抽取过程；（3）请找出r=5的m序列优选对，确定优选对的数量，画出它们的自相关函数和互相关函数图形；（4）依据求取的m序列优选对，生成所有Gold序列族（标出每个Gold序列），确定Gold序列的数量，并实例验证（任取3对）族内序列彼此的自相关特性和互相关特性；（5）以r=6级（147）8为基准，利用抽取法，生成Kasami小集序列，并求出序列数量，比较分析自相关

6、函数、互相关函数及序列平衡性；（6）通过上述实例，总结分析m序列、Gold序列和Kasami小集序列的特性；25扩频通信实验报告第2章实验原理2.1m序列简介2.1.1m序列的定义r级非退化的线性移位寄存器的组成如图2-1所示。图2-1r级线性移位寄存器其反馈逻辑可用递归关系来表示：也可以用特征多项式表示为：(2-1)以式（2-1）为特征多项式的r级线性移位寄存器所产生的序列，其周期。以二元域{0,1}上r次多项式(2-1)为特征多项式的r级线性反馈移位寄存器产生的非0序列，若其周期为，则称序列是最大（最长）周期的r级线性反馈移位寄

7、存器序列，简称m序列。r次特征多项式为r次本原多项式。对于r级线性移位特性，可以证明能产生周期为的m序列的总数是其中为欧拉函数，它等于所有小于N的正整数中与N互素的数的个数。2.1.2m码的相关特性m码的自相关函数具有理想的双值特性，它是周期函数，周期为,一个周期内的表达式为：25扩频通信实验报告自相关函数曲线图如下：图2-2m码序列的自相关函数曲线m序列的互相关函数是指长度相同而序列结构不同的两个m序列之间的相关函数。研究表明，m序列之间的相关函数不再是双值函数，而是一个多值函数。它也是一个周期函数，周期等于m序列的周期N。但是到

8、目前为止，还未找到像自相关函数那样简明的表达式。互相关函数的界为：其中，是这组m序列特征多项式首根的幂指数中的最小者。2.2m序列优选对的概念m序列优选对是指在m序列集中，其互相关函数绝对值的最大值（称为峰值互相关函数）最接近或达到互