m序列产生及其特性

一、实验目的ri・・、L・・・■■■■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・通过本实验掌握m序列的特性、产生方法及应用。二、实验内容1、观察m一序列，…识别其特征d2、一项察域一序列的自相关特性d三、基本原理I■I■■■f■■■■■■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・・・・・・・・■・・■・・■・・■・・・・・・・・皿序列是有^级线性移位寄存器产生的周期为2?…］的码序列,是最长线性移位寄存器序列茁筒称卜码分多址系统主要采用两种长度的m序列；一二种是周期为一2以…1的m序列，又称短PN®.列；另一种是周期为如…1.的m序列，又称为长PN码序列dm.序列主要有两个功能一:…①扩展调制信号的带宽到更大的传输带宽，即所谓的扩展频谱；②区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号43、虬序列的互相关函数两个码序列的互相关函数是两个不同码序列二致程度(相似性)的度量，它也是位移量的函数一一当使用码序列来区分地址时,必须选择码序列互相关函数值很小的码，…以避免用户之间互相干扰。研究表明，…两个长度周期相同，…由不同反馈系数产生的职一序列，其互相关函数」或互相关系数)与自相关函数相比，没有尖锐的二值特性,是多值的d一作为地址码而言，希望选择的互相关函数越小越好，这样便于区分不同用户，或者说，抗干扰能力强d在二进制情况下,假设码序列周期为一P一的两个贝一序列，其互相关函数卫招言)为xyR()AD(9-9)…xy式中，A一为两序列对应位相同的会数，即两序列模2一加后“0”的个数；D_为两序列对应位丕同的个数，一即两序列模2一加后“1”的个数为了理解上述指出的互相关函数问题，一在此以？…5_时由丕同的反馈系数产生的两个m-序列为例计算它TOC\o"1-5"\h\z们的互相关系数,以进二步讲述虬序列的互相关特性。一一将反馈系数为(45)和(75)时产生的两个5级一国一序88列分别记岱攵：m:1000010010110011111000110111010和m:11111011100010101101000011010Q序列m和.--1-…2----1.m的互相关函数如表9-3所示.--2-表・9二3序列山和m的互相关函数表...1.…2.序列m】1-00一0…0…L一0.0.1..0..1..1..0.0.1..1..1..1..1..0...0..0..1..10111010序列m…21…1…1…1…1一一0.1.11.0..0..0.1…0.1.0.1.1.0..1.0.0一.0.01100100

皿［右移的码元数目…一,（单位为.14〉一一C-012345678910111213141516171819202122232425Rxy()2(n1)/219一一1…7…1…9一一9一一7一17一一7一一1…1一一1_9…7一一9一77一一1一一1…7一一7__1一_R1()91111xy2(n2)/212627282930根据表9-3中的互相关函数值可以画出序列皿和m的互相关函数曲线,如图9-5所示。12-可以看出，不同于m.序列一自相关函数的二值特性,m.序列的互相关函数是一个多值函数。在码多址系统中，m一庇列用作地址码时，互相关函数值越小越好…研究表明，虬序列的互相关函数具有多值特性，其中二些互相关函数特性较好，而另一些则较差。在实际应用中，应取互相关特性较好的饱一序列作为地址码，由此便引出m_序列优选对的概念。_图一9-5…!?一_序列的互相关函数曲线满足下列条件的两个m一序列可构成优选对:（9-10）R()2(n1)/21n为奇数xy2(n2)/21n为偶数且n不能被（9-10）由表9-3可.以看出，级数n…5的两个巡一一序列…（反馈系数分别为（45）8和（75）8可以构成优选对，因为它们的互相关函数值R（）2319。顼一一序列优选对的概念在后面讲GOLD…序列时将会用到。…xy4、虬序列的性质前面详细讨论了虬序列的产生原理，自相关以及互相关特性这部分将对一m一序列的性质做一个总结，有美特性以反馈系数为（45）的_5级一m.一序列.100001001011001111_1000110111010为例进行验证。m一序列具有以8下性质:1）均衡性由.m.序列的一个周期中，0,和一1的数目基本相等。1的数目比.0.的数目多二个。漫性质可由.m.序列一1000一0100101100111一11000110111_010看出：一总共有16一个1和一15一个一0。2）游程分布虬序列中取圄相同的那些相继的元素合称为一个“游程”。游程中元素的个数称为游程长度。三级的-虬序列中，总共有21个游程，其中长度为一一「的游程占总游程数的翌2…长度为一一2一一的游程占总游程数的1/4…长度为、的游程占总游程数的2上。且长度为*的游程中，…连Q与连1的游程数各占一半…如序列.100001001011001.11110001101.11010中,游程总数为史上…1_6_，此序列各种长度的游程分布如下：一一……一长度为一1的游程数目为一8,其中4个一1一游程和4一个Q游程;一一……一长度为一2一的游程数目为4,2一个一11游程，2个一00游程；一一……一长度为一3一的游程数目为2，1个111游程，1一个一000游程;长度为一4一的连一0一游程数目为.1；长度为一5一的连一1一游程数目为.1。3）移位相加特性一个虬序列％与其经任意延迟移位产生的另一序列&模2相加…得到的仍是％的某次延迟移位序列%，一即当一一…虬2…一％,验证如下二…光一=1000一01001011001111100。110111010…右移…3…位得到序列一虹=010100001001011001111100011011，则得虬一=1101010一00010010110011111000110,可以看出，虬.右移五位即可得到的。一---………-…一-------一……:4）相关特性……我们可以根据移位相加特性来验证域序列的自相关特性。因为遥位相加后得到的还是虬序列，因此一0的个数比一1的个数少1个，所以，当0时，自相关系数（）二一一虬序列的自相关特性如式（9-6）p所示，图一9二2也清楚的表示Tm.序列的二值自相关特性。一…四、实验原理rl■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■….1、实验模块简介本实验需用到CDMA一发送模块-CDMA…一接收模埃及IQ调制解调模块。J1）CDMA一发送模块：一一本模块主要功能：产生PN31」为随机序列，将伪随机序列或外部输入的其它数字序列扩频，一扩频增益为32,扩频后输出码速率为_512kbps,可输出两路不同扩频码信号。（2）CDMA一接收模块：一一本模•块主要功能：完成一1Q一一哉叵射频信号的选频放大，当本地扩频码设置为与一发送端扩频码相同时，可完成扩频码的捕获及跟踪，进而完成扩频信号的解扩。…一（3）』Q一调制解调模块：一本模•块主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功室线性放大:……2、一一实验框图及电路说明一…CDMA发送M序序序序DS1_.OUTBPF-■2I.4M"序序序序调：序序序序序序序序I-INCOS序序序序序序—序序序序

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序序序VCOM序序席席*序序序序序序序序序序序序序序序_CQTX1―A序序序序序CQ2序序序序序序序CDMA发送M序序序序DS1_.OUTBPF-■2I.4M"序序序序调：序序序序序序序序I-INCOS序序序序序序—序序序序

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序序序VCOM序序席席*序序序序序序序序序序序序序序序_CQTX1―A序序序序序CQ2序序序序序序序序序序序序序序序序序<序序序V—1二序序序序序序序序序CDMA接收将一CDMA一…一发扩频后的?必一已调信号送入CDMA…一一接收模块中，与接收模块中产生的m_一序列相乘。接收模块虬序列的结构与发送模块m一序列的结构完全相同，速率也是512K.,因此两个m一一序列只有相位丕同。在接收模块中对该模块产生的m序列进行扣码，…每周期扣掉.1/4个码元，…使发送端和接收端的两个m一序列产生相对滑动，…这样在接收模块的包络检波后可看到周期性的m一一序列一自相关特性。五、实验步骤1、在实验箱上正确安装CDMA…一发送模块（以下简称发送模块乂^见脂一一接收模块（以下简称接收模块）及.IQ调制解调模块（以下简称.1。_模块）。…2、.关闭实验箱电源，按如下方式连线;…一a、用鳄鱼夹连接发送模块上的“DATALIN一”和“GND…”测试钩。b二•用台阶.插座线完成如下连接;源端口目的端口连线说明发送模块：DS1.OUT…IQ模块；I二IN进行一PSK…调制^一用同轴视频线完成如下连接:源端口目的端口连线说明IQ一模块：输出（J2）接收模块：输入（J2）将扩频后的PSKE调信号进行解扩*.■检查连线是否正确，检查无误后打开电源。.3、用示波器观测接收模块“输出2”点信号，…调整“幅度”电位器使该点信号电压峰峰值为一L6Y左右。4、观察虬序列波形及朝征a、将发送模块上“GOLD1.一SET…”拨码开关所有位全置为“0”（拨向下一）。…一

b-将接收模块上“GOLD_SEL..”拨码开矢所有位全置为“0”…按RESET…键完成设置。c、将接收模块上“捕获乙电位器逆时针转到底，…此时捕获指示n.“LEDL.”应灭。一……d、用示波器观测发送模块一“^1'”