cdma地址码和扩频码

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1、§9.2CDMA地址码和扩频码7/24/2021主要内容设计原则M序列Gold序列Walsh码实际应用设计原则在CDMA数字蜂窝移动通信系统中,扩频码和地址码的选择至关重要。它关系到系统的抗多径干扰、抗多址干扰的能力,关系到信息数据的保密和隐蔽,关系到捕获和同步系统的实现。经研究表明,理想的地址码和扩频码应具有如下特性:(1)有足够多的地址码码组;(2)有尖锐的自相关特性;(3)有处处为零的互相关特性;(4)不同码元数平衡相等;(5)尽可能大的复杂度。因为基本的PN码序列互相关性都不够好

2、,所以理想的地址码和扩频码不存在。因此,实际的CDMA系统中常选用自相关性好的伪随机序列（PN码）作为扩频码,最常用的就是m序列和gold序列；而另外选择互相关性好的编码作为地址码,最常用的就是Walsh码。设计原则伪随机序列（PN）概念由数字电路产生的周期性序列，它具有类似随机噪声的一些统计特性，可以重复产生和处理。产生电路与分类——反馈移位寄存器——分为线性反馈移位寄存器和非线性反馈移位寄存器m序列是目前CDMA系统中采用的最基本的PN序列。它是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。m序列发生器是

3、由移位寄存器、线性反馈抽头和模2加法器组成的。而且,m序列是其相应组成器件所能生成的最长的码序列。若移位寄存器为n级,则其周期P=2n-1。m序列1、m序列的产生由带线性反馈的移位寄存器产生改变反馈电路，可得到新的m序列最后一级必须参加反馈例：三级移位寄存器构成m序列发生器m序列an-1an-2a1a0c1c2Cn-1C0=1Cn=1n级线性移位寄存器框图递推方程：特征多项式2、m序列的一些基本性质:(1)m序列的周期P取决于移位寄存器的级数n,P=2n-1;(2)在m序列的一个周期内“

4、1”与“0”的数目大致相同,“0”出现2n-1－1次，“1”出现2n-1，“1”比“0”多1个。例如,在上述7位码中有4个“1”和3个“0”。（3）周期为2n-1的m序列的特征多项式为既约多项式，也是本原多项式(4)在一个序列中连续出现的相同码称为一个游程,连码的个数称为游程的长度。一个m序列中共有2n-1个游程:长度为R(1≤R≤n-2)的游程数占游程总数的1/2R;长度为n-1的游程只有1个,且是连0码;长度为n的游程也只有1个,且是连1码。表3-2中列出了周期为15的m序列的游程分布情况。m序

5、列111101011001000的游程分布情况n=4(5)m序列和其移位后的序列逐位模2相加,所得的序列仍然是m序列,只是相移不同而已。例如m序列1110100与其向右移三位后的序列1001110逐位模2加后的序列为0111010,相当于原序列向右移一位后的序列,仍是m序列。(6)m序列发生器中移位寄存器的各种状态除全0状态外,其他状态只在m序列中出现一次。如7位的m序列1110100中，顺序出现的状态为111,110,101,010,100,然后尾首接续为001和011,最后又回到初始状态111

6、。（7）自相关性当τ=0时，自相关函数R(τ)出现峰值1当τ偏离0时，相关函数曲线很快下降当1≤τ≤P-1时，相关函数值为-1/P当τ=P时，又出现峰值1…可以用有无自相关函数值来识别信号，并检测自相关函数值为1的码序列（8）互相关性：同一周期的m序列组，两两m序列对的互相关特性差别很大m序列和其移位后的序列逐位模2加，所得的序列仍是m序列，只是相位不同m序列发生器中的移位寄存器的各种状态，除全“0”外，其他状态在一个周期内只出现一次m序列的优点是容易产生、规律性强、自相关特性好,因而在直扩系统中得

7、到了广泛的应用。但是它可提供的跳频图案少、互相关性不理想,又加之是线性反馈逻辑,容易被敌人破译,即保密性、抗截获性差,因此,在跳频系统中并不采用。Gold码m序列虽然性能优良,但同样长度的m序列个数不多,且序列之间的互相关性不够好。R·Gold提出了一种基于m序列的PN码序列,称为Gold码序列。在介绍Gold码序列发生器之前,先给出优选对的概念。如果有两个m序列,它们的互相关函数的绝对值有界,且满足以下条件:n为奇数n为偶数(不是4的倍数)则我们称这一对m序列为优选对。如果把两个m序列发生器产

8、生的优选对序列作模2加运算,生成的新的码序列即为Gold序列。图(a)中所示为Gold码发生器的原理结构图。图(b)中为两个5级m序列优选对构成的Gold码发生器。这两个m序列虽然码长相同,但模2加后生成的并不是m序列,也不具备m序列的性质。Gold码发生器(a)Gold码发生器的原理结构图；(b)5级m序列优选对构成的Gold码发生器主要有以下三点:(1)Gold码序列具有三值自相关特性,其旁瓣的极大值满足上式所表示的优选对的条件。(2)两个m序列优选对不同