通信專業(yè)畢業(yè)設計--擴頻技術(shù)在碼分多址系統(tǒng)中的應用

1、<p>　　擴頻技術(shù)在碼分多址系統(tǒng)中的應用</p><p>　　Spread Spectrum Technology in code division</p><p>　　Multiple Access System</p><p><b>　　學 院：</b></p><p><b>　　專業(yè)

2、班級： </b></p><p><b>　　學生學號：</b></p><p><b>　　學生姓名：</b></p><p><b>　　指導教師：</b></p><p>　　2009年12月23日</p><p><b>

3、　　摘 要</b></p><p>　　擴頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。擴頻序列設計和選擇是碼分多址（CDMA）擴頻通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，擴頻碼序列的設計就是構(gòu)造不同結(jié)構(gòu)的具有良好相關(guān)性的偽隨機序列來滿足CDMA系統(tǒng)的要求。目前研究最深入的和使用最多的是m序列和Gold序列，另外國內(nèi)一些學者還提出了真正正交的序列。文中對擴頻序列的相關(guān)性和特

4、點進行了分析，并給出了各序列的生成方法。</p><p>　　擴頻通信在CDMA通信系統(tǒng)中的的使用，就是給每一個用戶分配一個唯一的序列碼，并用它對承載信息的信號進行編碼。該碼序列用戶的接收機采用相同的擴頻碼與受到的信號進行相關(guān)運算恢復出所攜帶的原始信息，在這種方式中，一方面所采用的擴頻碼序列與所傳的信息數(shù)據(jù)無關(guān)的，它與一般的正弦載波信號時相類似的，絲毫不影響信息傳輸?shù)耐该餍裕瑪U頻碼序列僅僅起擴展信號頻譜的作用；另

5、一方面該用戶碼序列與其他碼序列的互相關(guān)市很小的。由于碼序列的寬帶元大于所承載信息的信號的帶寬，編碼過程擴展了信號的頻譜，所以也叫擴頻調(diào)制，其產(chǎn)生的信號也稱為擴頻信號。</p><p>　　關(guān)鍵詞：擴頻通信；碼分多址；序列碼；香農(nóng)公式</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Spread Spectrum Com

6、munications is a modern communications system, the new means of communication, it has a strong anti-jamming, anti-fading and anti-multipath performance, high spectral efficiency. Spreading sequence design and selection i

7、s the Code Division Multiple Access (CDMA) spread spectrum communications, one of the key technologies, spread spectrum code sequence of the design is constructed of different structures has a good correlation of pseudo-

8、random sequence to meet the CDMA systems.</p><p>　　Spread Spectrum Communication in CDMA communication systems use is to give each user is assigned a unique serial number and use it to encode the signal carr

9、ying the information. The code sequence the user's receiver using the same spreading code signal being associated with the operations carried out to restore the original information, in this way, on one hand the spre

10、ading code sequences used with the transmission of information and data unrelated to , its general sinusoidal carrier signals si</p><p>　　Spreading code sequence of only the signal spectrum has been further

11、extended the role; the other hand, the user code sequence with other sequences of the cross-correlation city very small. As the code sequences that are hosted by broadband yuan more than the information signal bandwidth,

12、 signal encoding process expands the spectrum, it is also known as spread-spectrum modulation, which is also known as spread spectrum signals generated by the signal.</p><p>　　Key words: spread spectrum comm

13、unication; code division multiple access; serial number; CDMA</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論4</b></p><p>　　1.1 CDMA技術(shù)的發(fā)展4</p><p>　　1.2

14、 CDMA技術(shù)標準5</p><p>　　1.3 CDMA-基于擴頻技術(shù)的碼分多址無線通信技術(shù)6</p><p>　　第二章 擴頻技術(shù)的基本原理6</p><p>　　2. 1 擴頻技術(shù)的概念6</p><p>　　2. 2 擴頻技術(shù)的基礎理論8</p><p>　　2. 3 擴頻通信的主要性能指標10&l

15、t;/p><p>　　2. 4 擴頻通信的基本原理10</p><p>　　2 .5 擴頻通信的特點12</p><p>　　2. 6 擴頻的方式16</p><p>　　2.6.1 直接序列擴頻16</p><p>　　2.6.2 跳變頻率17</p><p>　　2.6.3 跳時18

16、</p><p>　　2.6.4 寬帶線性調(diào)頻18</p><p>　　第三章 碼分多址方式18</p><p>　　3.1 碼分多址的概念及通信原理 18</p><p>　　3.2 碼分多址的特點19</p><p>　　3.3 與直接序列擴頻相結(jié)合的兩種方式20</p><p>

17、　　3.4 實現(xiàn)碼分多址需要的3個必備條件20</p><p>　　第四章 擴頻碼序列21</p><p>　　4.1 碼序列的相關(guān)性21</p><p>　　4.2 m序列22</p><p>　　4.3 GoId碼序列25</p><p><b>　　參考文獻28</b></

18、p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　CDMA作為一種非常先進的通信技術(shù)，不僅在現(xiàn)在的2G和2.5G移動通信領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用，也是未來3G移動通信的技術(shù)基礎。</p><p>　　目前，全世界的CDMA移動通信用戶已達到2億

19、。在我國，自從2002年1月8日中國聯(lián)通的CDMA移動通信網(wǎng)絡正式開通運行以來，已經(jīng)發(fā)展了3000萬用戶，成為世界上第二大CDMA網(wǎng)絡?，F(xiàn)在，CDMA網(wǎng)絡不但覆蓋了我國的絕大部分地區(qū)，同時原先的CDMA IS-95網(wǎng)絡已經(jīng)全面地平滑升級過渡到CDMA 2000 1X網(wǎng)絡。</p><p><b>　　CDMA技術(shù)的發(fā)展</b></p><p>　　CDMA (Code

20、 Division Multiple Access) 又稱碼分多址，是在無線通訊上使用的技術(shù)，CDMA 允許所有的使用者同時使用全部頻帶(1.2288Mhz)，并且把其他使用者發(fā)出的訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞 (collision) 的問題。 CDMA的優(yōu)點包括： CDMA中所提供的語音編碼技術(shù)，其通話品質(zhì)比目前的GSM好，而且可以把用戶對話時周圍環(huán)境的噪音降低，使通話更為清晰。</p><p>　　擴

21、頻技術(shù)的起源要追溯到二戰(zhàn)時期，這種思想的初衷是防止敵方對己方通訊的干擾。我們知道，由于窄帶通訊采用的帶寬只有幾十kHz，只需要使用一個具有相同發(fā)射頻率及足夠大功率的發(fā)射機就可以非常容易地干擾對方的通信。因擴頻技術(shù)的起源要追溯到二戰(zhàn)時期，這種思想的初衷是防止敵方對己方通訊的干擾。我們知道，由于窄帶通訊采用的帶寬只有幾十kHz，只需要使用一個具有相同發(fā)射頻率及足夠大功率的發(fā)射機就可以非常容易地干擾對方的通信。因為無論調(diào)幅、調(diào)頻技術(shù)都很難從惡

22、劣的信噪比環(huán)境中恢復原始信息。 </p><p>　　CDMA這種新穎的想法就是通過特殊的碼型處理，把信號能量擴散到一個很寬的頻帶上，湮沒在噪聲里，在接收端只有通過相同的碼型才能把信號恢復出來（整個過程就像加密、解密一樣），我們稱之為直接序列擴頻。由于信號湮沒在噪聲里，故很難敵方偵測到。因此，這種技術(shù)在軍事領(lǐng)域中有著廣泛應用為無論調(diào)幅、調(diào)頻技術(shù)都很難從惡劣的信噪比環(huán)境中恢復原始信息。</p><

23、;p>　　CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類對更高質(zhì)量無線通信的需求。第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭期間廣泛應用于軍事抗干擾通信，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個CDMA商用系統(tǒng)（被稱為IS-95）運行之后，CDMA技術(shù)理論上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到了檢驗，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應用。全球許多國家和地區(qū)，包括中國大陸、中

24、國香港、韓國、日本、美國都已建有CDMA商用網(wǎng)絡。在美國和日本，CDMA成為國內(nèi)的主要移動通信技術(shù)。在美國，10個移動通信運營公司中有7家選用CDMA。到2006年4月，韓國有60%的人口成為CDMA用戶。在澳大利亞主辦的第27屆奧運會中，CDMA技術(shù)更是發(fā)揮了重要作用。</p><p><b>　　CDMA技術(shù)標準</b></p><p>　　CDMA技術(shù)的標準化經(jīng)

25、歷了幾個階段。IS-95是cdmaONE系列標準中最先發(fā)布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS-95A，這一標準支持8K編碼話音服務。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標準，支持1.9GHz的CDMA PCS系統(tǒng)的STD-008標準，其中13K編碼話音服務質(zhì)量已非常接近有線電話的話音質(zhì)量。隨著移動通信對數(shù)據(jù)業(yè)務需求的增長，1998年2月，美國高通公司宣布將IS-95B標準用于CDMA基礎平臺上。IS-95B

26、可提供CDMA系統(tǒng)性能，并增加用戶移動通信設備的數(shù)據(jù)流量，提供對64kbps數(shù)據(jù)業(yè)務的支持。其后，cdma2000成為窄帶CDMA系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)過渡的標準。cdma2000在標準研究的前期，提出了1X和3X的發(fā)展策略，但隨后的研究表明，1X和1X增強型技術(shù)代表了未來發(fā)展方向。</p><p>　　CDMA技術(shù)的標準化，推進了這項技術(shù)在世界范圍的應用。目前，在美國、韓國、日本等國家，CDMA技術(shù)已獲得了較大規(guī)模的

27、應用。在一些歐洲國家，一些運營商也建起了CDMA網(wǎng)絡。據(jù)CDG(世界CDMA發(fā)展集團)統(tǒng)計，1996年底CDMA用戶僅為100萬；到1998年3月已迅速增長到1000萬；截至1999年9月，用戶數(shù)量已超過4000萬。2000年初全球CDMA移動電話用戶的總數(shù)已突破5000萬，在一年內(nèi)用戶數(shù)量增長率達到118%。CDG表示，目前亞洲已經(jīng)成為CDMA市場增長的主要動力，亞洲地區(qū)CDMA用戶數(shù)量比一年前增長88%，達到2800萬。美國地區(qū)的增

28、長率更是高達143%，達到1650萬，但用戶絕對數(shù)量要低于亞洲，在亞太地區(qū)，中國香港、日本、韓國、澳大利亞、泰國、印度、菲律賓、新西蘭、孟加拉國等許多國家和地區(qū)都已建有CDMA商用網(wǎng)絡，用戶數(shù)量已超過2100萬戶。增長率位于第三的是中美洲和南美洲，CDMA用戶數(shù)量達到500萬。CDG還表示，今后全球CDMA市場中，中國大陸地區(qū)的增長潛力最大，估計2003年中國大陸市場的用戶數(shù)量可以達到4000萬。 </p><p&g

29、t;　　CDMA是移動通信技術(shù)的發(fā)展方向。在2G階段，CDMA增強型IS95A與GSM在技術(shù)體制上處于同一代產(chǎn)品，提供大致相同的業(yè)務。但CDMA技術(shù)有其獨到之處，在通話質(zhì)量好、掉話少、低輻射、健康環(huán)保等方面具有顯著特色。在2.5G階段，CDMA2000 1X RTT 與GPRS在技術(shù)上已有明顯不同，在傳輸速率上1X RTT高于GPRS，在新業(yè)務承載上1X RTT比GPRS成熟，可提供更多的中高速率的新業(yè)務。從2.5G向3G技術(shù)體制過渡上

30、， CDMA2000 1X向CDMA2000 1X EV-DO過渡比GPRS向WCDMA過渡更為平滑。</p><p>　　1.3 CDMA-基于擴頻技術(shù)的碼分多址無線通信技術(shù)</p><p>　　CDMA技術(shù)的原理是基于擴頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨

31、機碼，與接收的帶寬信號作相關(guān)處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。</p><p><b>　　擴頻技術(shù)的基本原理</b></p><p>　　2. 1 擴頻技術(shù)的概念</p><p>　　擴頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼

32、及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進行相關(guān)同步接收、解擴及恢復所傳信息數(shù)據(jù)。</p><p>　　擴頻通信在CDMA通信系統(tǒng)中的使用，就是給每一用戶分配一個唯一的序列碼（擴頻碼），并用它對承載信息的信號進行編碼。該碼序列用戶的接收機采用相同的擴頻碼與收到的信號進行相關(guān)運算（解碼）恢復出所攜帶的原始信息，在這種方式中，一方面所采用的擴頻碼序列與所傳的信息數(shù)據(jù)是無關(guān)的，它與一般的正弦載波信

33、號時相類似的，絲毫不影響信息傳輸?shù)耐该餍?，擴頻序列碼僅僅起擴展信號頻譜的作用；另一方面該用戶碼序列與其他用戶碼序列的互相關(guān)是很小的。由于碼序列的帶寬遠大于所承載信息的信號的帶寬，編碼過程擴展了信號的頻譜，所以也稱為擴頻調(diào)制，其所產(chǎn)生的信號也稱為擴頻信號。 </p><p>　　這一定義包含了以下三方面的意思： </p><p>　　一、信號的頻譜被展寬了</p><p&

34、gt;　　我們知道，傳輸任何信息都需要一定的帶寬，稱為信息帶寬。</p><p>　　例如人類的語音的信息帶寬為300Hz --- 3400Hz，電視圖像信息帶寬為數(shù)MHz。為了充分利用頻率資源，通常都是盡量采用大體相當?shù)膸挼男盘杹韨鬏斝畔ⅰＴ跓o線電通信中射頻信號的帶寬與所傳信息的帶寬是相比擬的。如用調(diào)幅信號來傳送語音信息，其帶寬為語音信息帶寬的兩倍；電視廣播射頻信號帶寬也只是其視頻信號帶寬的一倍多。這些都屬于

35、窄帶通信。</p><p>　　一般的調(diào)頻信號，或脈沖編碼調(diào)制信號，它們的帶寬與信息帶寬之比也只有幾到十幾。擴展頻譜通信信號帶寬與信息帶寬之比則高達100 --- 1000，屬于寬帶通信。 </p><p>　　為什么要用這樣寬的頻帶的信號來傳輸信息呢? 這樣豈不太浪費寶貴的頻率資源了嗎?</p><p>　　二、采用擴頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號頻譜</p&

36、gt;<p>　　我們知道，在時間上有限的信號，其頻譜是無限的。例如很窄的脈沖信號，其頻譜則很寬。信號的頻帶寬度與其持續(xù)時間近似成反比。1微秒的脈沖的帶寬約為1MHz。因此，如果用限窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號。</p><p>　　如下面介紹的直接序列擴頻系統(tǒng)就是采用這種方法獲得擴頻信號。這種很窄的脈沖碼序列，其碼速率是很高的，稱為擴頻碼序列。這里需要說明的一點是所采用的擴頻

37、碼序列與所傳信息數(shù)據(jù)是無關(guān)的，也就是說它與一般的正弦載波信號一樣，絲毫不影響信息傳輸?shù)耐该餍?。擴頻碼序列僅僅起擴展信號頻譜的作用。</p><p>　　三、在接收端用相關(guān)解調(diào)來解擴</p><p>　　正如在一般的窄帶通信中，已調(diào)信號在接收端都要進行解調(diào)來恢復所傳的信息。在擴頻通信中接收端則用與發(fā)送端相同的擴頻碼序列與收到的擴頻信號進行相關(guān)解調(diào)，恢復所傳的信息。換句話說，這種相關(guān)解調(diào)起到解

38、擴的作用。即把擴展以后的信號又恢復成原來所傳的信息。這種在發(fā)端把窄帶信息擴展成寬帶信號，而在收端又將其解擴成窄帶信息的處理過程，會帶來一系列好處。弄清楚擴頻和解擴處理過程的機制，是理解擴頻通信本質(zhì)的關(guān)鍵所在。</p><p>　　2. 2 擴頻技術(shù)的基礎理論</p><p>　　我們知道，傳輸任何信息都需要一定的帶寬，稱為信息帶寬。例如語音信息的帶寬大約為300—3400HZ，普通電視圖像

39、信息帶寬大約為6.5MHZ。為了充分利用頻率資源，通常都是盡量壓縮傳輸帶寬。如電話是基帶傳輸，一般把帶寬限制在3400HZ左右。又如使用調(diào)幅信號傳輸，因為調(diào)制過程中將產(chǎn)生上下兩個邊帶，信號帶寬需要達到信息帶寬的兩倍，而在實際傳輸中，是采用壓縮限幅技術(shù)，把廣播語音的帶寬限制在大約為2*4500Hz=9kHz左右；采用邊帶壓縮技術(shù)，把普通電視信號包括語音信號一起限制在1.2*6.5MHz=8MHz左右。及時在普通的調(diào)頻通信上，最大也只把信號

40、帶寬放寬到信息寬帶的十幾倍左右，這些都是采用了窄帶通信技術(shù)。長期以來，人們總是想方設法使信號所占頻譜盡量窄，以充分提高十分寶貴的頻率資源的利用率。而擴頻通信屬于寬帶通信技術(shù)，通常的擴頻信號帶寬與信息帶寬之比將高達幾百甚至幾千倍。為什么要用寬頻帶信號來傳輸窄帶信息呢？簡單言之，就是主要為了通信的安全可靠，這個問題可以用信息論來解釋。</p><p>　　擴頻通信的可行性， 是從信息論和抗干擾理論的基本公式中引伸而來

41、的。 </p><p>　　信息論中關(guān)于信息容量的香農(nóng)(Shannon)公式為： </p><p>　　C ＝ WLog2(1十P/N) (1)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C --- 信道容量(用傳輸速率度量) </p><p&

42、gt;　　W --- 信號頻帶寬度 </p><p>　　P --- 信號功率 </p><p>　　N --- 噪聲平均功率 </p><p>　　由上式可以看出，在特定通頻帶寬W和特定信躁比S/N的信道中傳送信息的速率C是一定的。由香農(nóng)公式可以得出以下結(jié)論： </p><p>　?。?）提高信躁比S/N，可以增加信道容量C。</p&

43、gt;<p>　?。?）當信道中的噪聲功率Ｎ－＞０，信道容量C -> 無窮大，也就是說，無干擾信道的容量可以無窮大。 </p><p>　　（3）當信道容量C一定時，信道通頻帶寬W與信躁比S/N之間可以互換。在擴頻通信中，通信擴展信號帶寬和增加信道通頻帶寬，在低信躁比的情況下，仍可以保持所需要的信道容量。 </p><p>　　（4）信躁比一定，增加通頻帶寬可以增大信道

44、容量。但實際通信系統(tǒng)的背景噪聲為高斯白噪聲，增加通頻帶寬會使信躁比下降，無限增大通頻帶寬也只能對應有限的信道容量，其極限容量為： </p><p>　　C(w->inf)=1.44×（S/n0）</p><p>　　其中，n0為噪聲功率密度，n0=N/W</p><p>　　式(1)說明，在給定的傳輸速率C不變的條件下，頻帶寬度W和信噪比P／N是可以

45、互換的。即可通過增加頻帶寬度的方法，在較低的信噪比P／N(S／N)情況下，傳輸信息。</p><p>　　擴展頻譜換取信噪比要求的降低，正是擴頻通信的重要特點，并由此為擴頻通信的應用奠定了基礎。</p><p>　　擴頻通信的基本特點，是傳輸信號所占用的頻帶寬度（W）遠大于原始信息本身實際所需的最小帶寬（B），其比值稱為處理增益（Gp）： [52RD.com]</p><

46、;p>　　[52RD總之，我們用擴展頻譜的寬帶信號來傳輸信息，就是為了提高通信的抗干擾能力，即在強干擾條件下保證可靠安全地通信。這就是擴展頻譜通信的基本思想和理論依據(jù)。</p><p>　　2. 3 擴頻通信的主要性能指標</p><p>　　處理增益和抗干擾容限是擴頻通信系統(tǒng)的兩個重要性能指標。 </p><p>　　一、處理增益G也稱擴頻增益(Spread

47、ing Gain) </p><p>　　它定義為頻譜擴展前的信息帶寬F與頻帶擴展后的信號帶寬W之比： </p><p><b>　　G＝W／F</b></p><p>　　在擴頻通信系統(tǒng)中．接收機作擴頻解調(diào)后，只提取偽隨機編碼相關(guān)處理后的帶寬為F 的信息，而排除掉寬頻帶W中的外部干擾、噪音和其地用戶的通信影響。因此，處理增益G反映了擴頻通信系

48、統(tǒng)信噪比改善的程度。</p><p><b>　　二、抗干擾容限</b></p><p>　　它是指擴頻通信系統(tǒng)能在多大干擾環(huán)境下正常工作的能力，定義為： </p><p>　　Mj = G － [(S/N)out + Ls]</p><p><b>　　其中：</b></p><

49、;p>　　Mj --- 抗干擾容限</p><p>　　G --- 處理增益 </p><p>　　(S／N)out --- 信息數(shù)據(jù)被正確解調(diào)而要求的最小輸出信噪比 </p><p>　　Ls --- 接收系統(tǒng)的工作損耗</p><p>　　例如, 一個擴頻系統(tǒng)的處理增益為35dB．要求誤碼率小于l0－5的信息數(shù)據(jù)解調(diào)的最小的輸出信噪

50、比(S/N)out ＜10 dB，系統(tǒng)損耗Ls＝3dB，則干擾容限Mj ＝35 － (10 +3) ＝ 22dB。</p><p>　　這說明，該系統(tǒng)能在干擾輸入功率電平比擴頻信號功率電平高22dB的范圍內(nèi)正常工作，也就是該系統(tǒng)能夠在接收輸入信噪比大于或等于－22dB的環(huán)境下正常工作。</p><p>　　2. 4 擴頻通信的基本原理</p><p>　　信號所占有

51、的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進行相關(guān)同步接收、解擴及恢復所傳信息數(shù)據(jù)”。 擴頻通信的一般工作原理如圖2.1(a)所示。</p><p>　　圖2.1 擴頻通信工作原理 (a)</p><p>　　在發(fā)端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)

52、生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜。展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。</p><p>　　在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴。再經(jīng)信息解調(diào)、恢復成原始信息輸出。</p><p>　　由此可見，—般的擴頻通信系統(tǒng)都要進行三次調(diào)制和相應的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應的信息解調(diào)、解擴和

53、射頻解調(diào)。 </p><p>　　與一般通信系統(tǒng)比較，擴頻通信就是多了擴頻調(diào)制和解擴部分。</p><p>　　圖2.2 信息的頻譜擴展過程</p><p>　　圖2.3 擴頻信號的解擴過程</p><p>　　2 .5 擴頻通信的特點</p><p>　　由于擴頻通信能大大擴展信號的頻譜，發(fā)端用擴頻碼序列進行擴頻

54、調(diào)制，以及在收端用相關(guān)解調(diào)技術(shù)，使其具有許多窄帶通信難于替代的優(yōu)良性能，能在“軍轉(zhuǎn)民”后，迅速推廣到各種公用和專用通信網(wǎng)絡之中，主要有以下幾項特點： </p><p>　　易于重復使用頻率，提高了無線頻譜利用率 </p><p>　　無線頻譜十分寶貴，雖然從長波到微波都得到了開發(fā)利用，仍然滿足不了社會的需求。在窄帶通信中，主要依靠波道劃分來防止信道之間發(fā)生干擾。 </p>

55、;<p>　　為此，世界各國都設立了頻率管理機構(gòu)，用戶只能使用申請獲準的頻率。 </p><p>　　擴頻通信發(fā)送功率極低(1 --- 650mW)，采用了相關(guān)接收這一高技術(shù)，且可工作在信道噪聲和熱噪聲背景中，易于在同一地區(qū)重復使用同一頻率, 也可與現(xiàn)今各種窄道通信共享同一頻率資源。所以，在美國及世界絕大多數(shù)國家，擴頻通信不需申請頻率，任何個人與單位可以無執(zhí)照使用。 </p>

56、<p>　　抗干擾性強，誤碼率低 </p><p>　　擴頻通信在空間傳輸時所占有的帶寬相對較寬，而收端又采用相關(guān)檢測的辦法來解擴，使有用寬帶信息信號恢復成窄帶信號，而把非所需信號擴展成寬帶信號，然后通過窄帶濾波技術(shù)提取有用的信號。這祥，對于各種干擾信號，因其在收端的非相關(guān)性，解擴后窄帶信號中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干擾性強。 </p><p>　　如上述例子當Gp

57、 = 35dB時，抗干擾容限Mj = 22dB，即在負信噪聲比(－22dB)條件下，可以將信號從噪聲的湮滅中提取出來。</p><p>　　在目前商用的通信系統(tǒng)中， 擴頻通信是唯一能夠工作于負信噪比條件下的通信方式。 </p><p>　　對于寬帶干擾和脈沖干擾在擴頻設備中如何被抑制的物理過程，可以用圖2.4和圖2.5加以說明。 </p><p>　　對于各種形式

58、人為的(如電子對抗中)干擾或其他窄帶或?qū)拵?擴頻)系統(tǒng)的干擾， 只要波形、時間和碼元稍有差異，解擴后仍然保持其寬帶性，而有用信號將被壓縮，見圖2.4所示。 </p><p>　　圖2.4 擴頻系統(tǒng)抗寬帶干擾能力示意圖 </p><p>　　對于脈沖干擾，帶寬將被展寬到B，而有用信號恢復(壓縮)后，保證高于干擾，見圖2.5所示。 </p><p>　　圖2.5 擴頻

59、系統(tǒng)抗脈沖干擾能力示意圖 </p><p>　　由于擴頻系統(tǒng)這一優(yōu)良性能，誤碼率很低，正常條件下可低到l 0-10, 最差條件下約10-6，完全能滿足國內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)對通道傳輸質(zhì)量的要求。 </p><p>　　隱蔽性好，對各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小 </p><p>　　由于擴頻信號在相對較寬的頻帶上被擴展了，單位頻帶內(nèi)的功率很小，信號湮沒在噪聲里，一般不容易被發(fā)現(xiàn)，

60、而想進一步檢測信號的參數(shù)(如偽隨機編碼序列)就更加困難，因此說其隱蔽性好。</p><p>　　再者，由于擴頻信號具有很低的功率譜密度，它對目前使用的各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小。 </p><p>　　可以實現(xiàn)碼分多址 </p><p>　　擴頻通信提高了抗干擾性能，但付出了占用頻帶寬的代價。</p><p>　　如果讓許多用戶共用這一寬頻

61、帶，則可大為提高頻帶的利用率。由于在擴頻通信中存在擴頻碼序列的擴頻調(diào)制，充分利用各種不同碼型的擴頻碼序列之間優(yōu)良的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，在接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進行解擴，則在分配給不同用戶碼型的情況下可以區(qū)分不同用戶的信號，提取出有用信號。這樣一來，在一寬頻帶上許多對用戶可以同時通話而互不干擾。</p><p><b>　　抗多徑干擾 </b></p><p>　　

62、在無線通信的各個頻段，長期以來，多徑干擾始終是一個難以解決的問題之一。在以往的窄帶通信中，采用兩種方法來提高抗多徑干擾的能力： </p><p>　　一是把最強的有用信號分離出來，排除其他路徑的干擾信號，即采用分集／接收技術(shù)； </p><p>　　二是設法把不同路徑來的不同延遲、不同相位的倍號在接收端從時域上對齊相加，合并成較強的有用信號，即采用梳狀濾波器的方法。 </p>

63、<p>　　這兩種技術(shù)在擴頻通信中都易于實現(xiàn)。利用擴頻碼的自相關(guān)特性，在接收端 從多徑信號中提取和分離出最強的有用信號，或把多個路徑來的同一碼序列的波形相加合成，這相當于梳狀濾波器的作用。另外，采用頻率跳變擴頻調(diào)制方式的擴頻系統(tǒng)中，由于用多個頻率的信號傳送同一個信息，實際上起到了頻率分集的作用。</p><p>　　能精確地定時和測距 </p><p>　　我們知道電磁波在空間

64、的傳播速度是固定不變的光速。人們自然會想到如果能夠精確測量電磁波在兩個物體之間傳播的時間，也就等于測量兩個物體之間的距離。</p><p>　　在擴頻通信中如果擴展頻譜很寬，則意味著所采用的擴頻碼速率很高，每個碼片占用的時間就很短。當發(fā)射出去的擴頻信號在被測物體反射回來后，在接收端解調(diào)出擴頻碼序列，然后比較收發(fā)兩個碼序列相位之差，就可以精確測出擴頻信號往返的時間差，從而算出二者之間的距離。測量的精度決定于碼片的寬

65、度，也就是擴展頻譜的寬度。碼片越窄，擴展的頻譜越寬，精度越高。</p><p>　　適合數(shù)字話音和數(shù)據(jù)傳輸，以及開展多種通信業(yè)務 </p><p>　　擴頻通信一般都采用數(shù)字通信、碼分多址技術(shù)，適用于計算機網(wǎng)絡，適合于數(shù)據(jù)和圖象傳輸。</p><p>　　安裝簡便，易于維護 </p><p>　　擴頻通信設備是高度集成，采用了現(xiàn)代電子科技的尖

66、端技術(shù)，因此，十分可靠、小巧，大量運用后成本低，安裝便捷，易于推廣應用。</p><p>　　2. 6 擴頻的方式</p><p>　　按照擴展頻譜的方式不同，現(xiàn)有的擴頻通信系統(tǒng)可以分為：</p><p>　　2.6.1 直接序列擴頻</p><p>　　直接序列擴頻(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式，

67、簡稱直擴(DS)方式。</p><p>　　所謂直接序列(DS-Direct Scquency)擴頻，就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)端去擴展信號的頻譜。而在收端，用相同的擴頻碼序列去進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始的信息。直接序列擴頻的原理如圖2.6所示。 </p><p><b>　　如圖2.6</b></p><p>　　例如我們

68、用窄脈沖序列對某一載波進行二相相移鍵控調(diào)制。如果采用平衡調(diào)制器，則調(diào)制后的輸出為二相相移鍵控信號，它相當于載波抑制的調(diào)幅雙邊帶信號。圖中輸入載波信號的頻率為fc，窄脈沖序列的頻譜函數(shù)為G(C)，它具有很寬的頻帶。平衡調(diào)制器的輸出則為兩倍脈沖頻譜寬度，而fc被抑制的雙邊帶的展寬了的擴頻信號，其頻譜函數(shù)為fc ＋ G(C)。</p><p>　　在接收端應用相同的平衡調(diào)制器作為解擴器?？蓪㈩l譜為fc＋G(C) 的擴頻

69、信號，用相同的碼序列進行再調(diào)制，將其恢復成原始的載波信號fc。</p><p>　　2.6.2 跳變頻率</p><p>　　跳變頻率(Frequency Hopping)工作方式，簡稱跳頻(FH)方式</p><p>　　另外一種擴展信號頻譜的方式稱為跳頻(FH－Frequency Hopping)。所謂跳頻，比較確切的意思是：用一定碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控

70、。也就是說，用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。 </p><p>　　簡單的頻移鍵控如2FSK，只有兩個頻率，分別代表傳號和空號。而跳頻系統(tǒng)則有幾個、幾十個、甚至上干個頻率、由所傳信息與擴頻碼的組合去進行選擇控制，不斷跳變。 </p><p>　　圖2.7(a)為跳頻的原理示意圖。發(fā)端信息碼序列與擴頻碼序列組合以后按照不同的碼字去控制頻率合成器。 <

71、/p><p>　　從圖2.7(b)中可以看出在頻域上輸出頻譜在一寬頻帶內(nèi)所選擇的某些頻率隨機地跳變。在收端，為了解跳跳頻信號，需要有與發(fā)端完全相同的本地擴頻碼發(fā)生去控制本地頻率合成器，使其輸出的跳頻信號能在混頻器中與接收信號差頻出固定的中頻信號，然后經(jīng)中頻帶通濾波器及信息解調(diào)器輸出恢復的信息。 </p><p>　　圖2.7 (a) , (b) </p><p>　　

72、總之，跳頻系統(tǒng)占用了比信息帶寬要寬得多的頻帶。</p><p><b>　　2.6.3 跳時</b></p><p>　　跳時(Time Hopping)。與跳頻相似，跳時(TH－Time Hopping)是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。首先把時間軸分成許多時片。在一幀內(nèi)哪個時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進行控制。可以把跳時理解為：用一定碼序列進行選擇的多時片的時移鍵控。由于

73、采用了窄得很多的時片去發(fā)送信號，相對說來，信號的頻譜也就展寬了</p><p>　　2.6.4 寬帶線性調(diào)頻</p><p>　　寬帶線性調(diào)頻(Chirp Modulation)。寬帶線性調(diào)頻工作方式，簡稱Chirp方式。如果發(fā)射的射頻脈沖信號在一個周期內(nèi)，其載頻的頻率作線性變化，則稱為線性調(diào)頻。 [5</p><p><b>　　碼分多址方式</b

74、></p><p>　　3.1 碼分多址的概念及通信原理</p><p>　　碼分多址（ＣＤＭＡ，Code－Division Multiple Access）通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時隙不同來區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分，或者說，靠信號的不同波形來區(qū)分。如果從頻域或時域來觀察，多個ＣＤＭＡ信號是互相重疊的。接收機用相關(guān)器可以在多個ＣＤＭＡ信號中選

75、出其中使用預定碼型的信號。其它使用不同碼型的信號因為和接收機本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲和干擾，通常稱之為多址干擾。</p><p>　　在ＣＤＭＡ蜂窩通信系統(tǒng)中，用戶之間的信息傳輸是由基站進行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的。為了實現(xiàn)雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個頻率，即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸，除去傳輸業(yè)務信息外，還必須傳送相應的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設

76、置相應的信道。但是，ＣＤＭＡ通信系統(tǒng)既不分頻道又不分時隙，無論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來區(qū)分。 類似的信道屬于邏輯信道，這些邏輯信道無論從頻域或者時域來看都是相互重疊的，或者說它們均占用相同的頻段和時間。</p><p>　　3.2 碼分多址的特點</p><p>　　1．CDMA是擴頻通信的一種，他具有擴頻通信的以下特點： </p><p>　　（1）

77、抗干擾能力強。這是擴頻通信的基本特點，是所有通信方式無法比擬的。 </p><p>　?。?）寬帶傳輸，抗衰落能力強。 </p><p>　　（3）由于采用寬帶傳輸，在信道中傳輸?shù)挠杏眯盘柕墓β时雀蓴_信號的功率低得多，因此信號好像隱蔽在噪聲中；即功率話密度比較低，有利于信號隱蔽。 </p><p>　?。?）利用擴頻碼的相關(guān)性來獲取用戶的信息，抗截獲的能力強。 &l

78、t;/p><p>　　2．在擴頻CDMA通信系統(tǒng)中，由于采用了新的關(guān)鍵技術(shù)而具有一些新的特點： </p><p>　?。?）采用了多種分集方式。除了傳統(tǒng)的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時在基站和移動臺采用了RAKE接收機技術(shù)，相當于時間分集的作用。 </p><p>　?。?）采用了話音激活技術(shù)和扇區(qū)化技術(shù)。因為CDMA系統(tǒng)的容量直接與所受的干擾有關(guān)

79、，采用話音激活和扇區(qū)化技術(shù)可以減少干擾，可以使整個系統(tǒng)的容量增大。 </p><p>　?。?）采用了移動臺輔助的軟切換。通過它可以實現(xiàn)無縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。處于切換區(qū)域的移動臺通過分集接收多個基站的信號，可以減低自身的發(fā)射功率，從而減少了對周圍基站的干擾，這樣有利于提高反向聯(lián)路的容量和覆蓋范圍。 </p><p>　?。?）采用了功率控制技術(shù)，這樣降低了平準發(fā)

80、射功率。 </p><p>　?。?）具有軟容量特性。可以在話務量高峰期通過提高誤幀率來增加可以用的信道數(shù)。當相鄰小區(qū)的負荷一輕一重時，負荷重的小區(qū)可以通過減少導頻的發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導頻強度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負擔分擔。 </p><p>　?。?）兼容性好。由于CDMA的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對窄帶模擬系統(tǒng)的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容

81、性好。 </p><p>　?。?）CDMA的頻率利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是CDMA的特點之一。 </p><p>　?。?）CDMA高效率的OCELP話音編碼。話音編碼技術(shù)是數(shù)字通信中的一個重要課題。OCELP是利用碼表矢量量化差值的信號，并根據(jù)語音激活的程度產(chǎn)生一個輸出速率可變的信號。這種編五馬方式被認為是目前效率最高的編碼技術(shù)，在保證有較好話音質(zhì)量的前提下，大大提高了系統(tǒng)的容量。

82、這種聲碼器具有8kbit／S和13kbit／S兩種速率的序列。8kbit／S序列從1.2kbit／s到9.6kbit／s可變，13kbit／S序列則從1.8kbt／s到14.4kbt／S可變。最近，又有一種8kbit／sEVRC型編碼器問世，也具有8kbit／s聲碼器容量大的特點，話音質(zhì)量也有了明顯的提高。</p><p>　　3.3 與直接序列擴頻相結(jié)合的兩種方式</p><p>　　1

83、.先地址碼調(diào)制，再擴頻調(diào)制</p><p>　　2.PN碼，既做地址碼又做擴頻碼</p><p>　　3.4 實現(xiàn)碼分多址需要的3個必備條件</p><p><b>　　地址碼要足夠</b></p><p>　　PN碼的碼形、相位要相同</p><p>　　與擴頻技術(shù)相結(jié)合，可以提高系統(tǒng)的抗干擾性

84、能</p><p><b>　　擴頻碼序列</b></p><p>　　4.1 碼序列的相關(guān)性 </p><p>　　在CDMA 系統(tǒng)中，擴頻序列的選取對整個系統(tǒng)的性能影響極大，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的增益、抗干擾能力、多址容量等重要參數(shù)。理想情況下，CDMA 通信系統(tǒng)中使用的擴頻序列集應具有如下相關(guān)特性: ①每個擴頻序列的自相關(guān)函數(shù)應該是一個沖激函

85、數(shù)，即除零時延外，其值應處處為0 ②每對擴頻序列的互相關(guān)函數(shù)值應該處處為0。從物理意義上講，使自相關(guān)函數(shù)逼近一個脈沖函數(shù)的主要目的是使我們能夠很容易的將信號與它的移位信號區(qū)分開來，使互相關(guān)函數(shù)恒為零的目的是使我們能夠很容易的將一個信號與另一信號或它的移位信號區(qū)分開來。近年來具有良好偽隨機特性和相關(guān)特性擴頻序列的研究引起了廣泛關(guān)注。     最大長度線性移位寄存器序列（簡稱 m序列）是一類重要的偽隨機序列，最

86、早應用于擴頻通信，也是目前研究得最深入的偽隨機序列。周期為N 的m序列，碼元寬度為幅值為+ 1 或- 1的矩形波信號，則m序列信號周期自相關(guān)函數(shù)是: </p><p>　　從m 序列的自相關(guān)函數(shù)表達式可以看出，序列的長度N 越大，其自相關(guān)特性越接近白噪聲的自相關(guān)特性(δ函數(shù)) ，即接近于零，這樣，序列和其自身的時間偏移就很容易區(qū)分，這對擴頻通信是十分有利的。m序列的性能非常接近理想的偽隨機序列，有很好的自相關(guān)特性

87、，且產(chǎn)生m 序列的方法簡單易行，受到人們的重視和應用。但在CDMA 通信系統(tǒng)中，偽隨機序列的互相關(guān)特性與自相關(guān)特性同樣重要。理想情況的互相關(guān)特性是各用戶的偽隨機序列相互正交(互相關(guān)為零)，但同周期的不同m序列之間存在較大的互相關(guān)峰值，如果直接用不同的m序列作為擴頻地址碼來區(qū)分用戶，則會產(chǎn)生很大的多址干擾，無法保證系統(tǒng)的通信質(zhì)量。     Gold 序列具有優(yōu)良的互相關(guān)特性，序列數(shù)遠遠多于ｍ序列，便于擴頻多址

88、應用。Gold 碼是由兩個碼長相等，碼時鐘速率相同的m序列優(yōu)選對模2和構(gòu)成。每改變兩個m序列相對位移就可得到一個新的Gold序列，當相對位移(2n-1)位時，就可得到一族( 2n -1)個Gold序列。再加上兩個m序列，共有( 2n +1)個Gold序列碼。Gold 碼互相關(guān)值不超過優(yōu)選對互相關(guān)值，具有三值互相關(guān)函數(shù)，其值為(n為奇數(shù))；(n為</p><p><b>　　4.2 m序列 </b&

89、gt;</p><p>　　由 n級移位寄存器所能產(chǎn)生的周期最長的序列。這種序列必須由非線性移位寄存器產(chǎn)生,并且周期為2n（n為移位寄存器的級數(shù)）。例如，考察圖中a的非線性反饋移位寄存器,其狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系如表：</p><p>　　狀態(tài)(ak-3，ak-2，ak-1)的接續(xù)狀態(tài)是(ak-2,ak-1，ak)，其中ak=ak-3嘰ak-1嘰1嘰ak-2ak-1是一種非線性邏輯。從任一狀態(tài)出發(fā)，

90、例如從(000)出發(fā),其接續(xù)狀態(tài)恰好構(gòu)成一個完全循環(huán)(圖b)，由此產(chǎn)生一個周期為23=8的3級序列。M序列最早是用抽象的數(shù)學方法構(gòu)造的。它出現(xiàn)于組合數(shù)學的一些數(shù)學游戲中，例如L.歐拉關(guān)于哥尼斯堡的七橋問題等。后來發(fā)現(xiàn)這種序列具有某些良好的偽隨機特性。例如,M序列在一個周期中，0與1的個數(shù)各占一半。同時,同樣長度的0游程與 1游程也各占一半。所有這些性質(zhì)在數(shù)據(jù)通信、自動控制、光學技術(shù)和密碼學諸領(lǐng)域中均有重要應用。M序列的理論有許多困難問題

91、尚未解決。</p><p><b>　　]</b></p><p><b>　　如圖 4.1</b></p><p>　　一個碼序列的隨機性由以下三點來表征： </p><p>　　一個周期內(nèi)“l(fā)”和“0”的位數(shù)僅相差1位。 </p><p>　　一個周期內(nèi)長度為 l 的游程

92、(連續(xù)為“0”或連續(xù)為“l(fā)”)占1／2，長度為2的游程占l／4，長度3的游程占l／8。只有一個包含n個“l(fā)”的游程，也只有一個包含(n—1)個“0”的游程。“l(fā)”和“0”的游程數(shù)相等。</p><p>　　一個周期長的序列與其循環(huán)移位序列遠位比較，相同碼的位數(shù)與不相同碼的位數(shù)相差 l位。 </p><p>　　M序列的一些基本性質(zhì)： </p><p>　　1.在m序

93、列中一個周期內(nèi)“1”的數(shù)目比“0”的數(shù)目多 l位。例如上述7位碼中有4個“1”和3個“0”。在15位碼中有8個“l(fā)”和7個“0”。 </p><p>　　2.在表4－1中列出長為15位的游程分布。 </p><p>　　表4－1 111101011001000游程分布 </p><p>　　一般說來，m序列中長為R(1 R n －2)的游程數(shù)占游程總數(shù)的l／

94、2k。 </p><p>　　3.m序列的自相關(guān)函數(shù)由下式計算： </p><p>　　R(t)=(A-D)/(A+D)</p><p>　　其中：A—“0”的位數(shù)</p><p><b>　　D—“1”的位數(shù)</b></p><p>　　令p =A + D = 2n －1，則： <

95、;/p><p>　　R(t)=1 t=0</p><p>　　R(t) =-(1/P) t不等于0</p><p>　　設n = 3, p = 23 － 1 ＝ 7， 則： </p><p>　　R(t)=1 t=0</p><p>　　R(t) =-(1/7) t不等于0</

96、p><p>　　它正是圖4.1(d)中所示的二值自相關(guān)函數(shù)。 </p><p>　　1．m序列和其移位后的序列逐位模二相加，所得的序列還是m序列，只是相移不同而已。 </p><p>　　例如1110100與向右移三位后的序列1001110逐位模二相加后的序列為0111010，相當于原序列向右移一位后的序列，仍是m序列。 </p><p>　　2

97、．m序列發(fā)生器中移位寄存器的各種狀態(tài)，除全0狀態(tài)外，其他狀態(tài)只在m序列中出現(xiàn)一次。 </p><p>　　如7位m序列中順序出現(xiàn)的狀態(tài)為111，110，101，010，100，00l和011，然后再回到初始狀態(tài)111。 </p><p>　　3．m序列發(fā)生器中，并不是任何抽頭組合都能產(chǎn)生m序列。理論分析指出，產(chǎn)生的m序列數(shù)由下式?jīng)Q定： </p><p>　　(2n

98、－ 1) / n </p><p>　　其中由(X)為歐拉數(shù)(即包括1在內(nèi)的小于X并與它互質(zhì)的正整數(shù)的個數(shù))。例如5級移位寄存器產(chǎn)生的 31位m序列只有6個。 </p><p>　　4.3 GoId碼序列 </p><p>　　m序列雖然性能優(yōu)良，但同樣長度的m序列個數(shù)不多，且序列之間的互相關(guān)值并不都好。R·Gold提出了一種基于m序列的碼序列,稱為Go

99、ld碼序列。這種序列有較優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性，構(gòu)造簡單，產(chǎn)生的序列數(shù)多，因而獲得了廣泛的應用。</p><p>　　如有兩個m序列，它們的互相關(guān)函數(shù)的絕對值有界，且滿足以下條件： </p><p>　　R（t）=2x +1 ,n為奇數(shù)，x=(n +1)/2</p><p>　　R（t）=2x +1 ,n為偶數(shù)，x=(n +1)/2</p><

100、p>　　我們稱這一對m序列為優(yōu)選對。它們的互相關(guān)函數(shù)如圖4.3(實線)，由小于某一極大值的旁瓣構(gòu)成。如果把兩個m序列發(fā)生器產(chǎn)生的優(yōu)選對序列模二相加，則產(chǎn)生一個新的碼序列，即Gold 序列。圖4.3(a)中示出Gold碼發(fā)生器的的原理結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖4.4(b)中為兩個5級m序列優(yōu)選對構(gòu)成的Gold碼發(fā)生器。這兩個m序列雖然碼長相同，但相加以后并不是m序列，也不具備m序列的性質(zhì)。</p&

101、gt;<p><b>　　圖4.3</b></p><p><b>　　圖4.4</b></p><p>　　Gold序列的主要性質(zhì)有以下三點： </p><p>　　Gold序列具有三值自相關(guān)特性，類似圖5-5中的自相關(guān)與互相關(guān)特性。其旁辯的極大值滿足上式表示的優(yōu)選對的條件。 </p>&l

102、t;p>　　兩個m序列優(yōu)選對不同移位相加產(chǎn)生的新序列都是Gold序列。因為總共有2n－1個不同的相對位移，加上原來的兩個m序列本身，所以，兩個m級移位寄存器可以產(chǎn)生2n＋1個Gold序列。 </p><p>　　因此，Gold序列的序列數(shù)比m序列數(shù)多得多。 </p><p>　　同類Gold序列互相關(guān)特性滿足優(yōu)選對條件，其旁瓣的最大值不超過上式的計算值。 </p>&l

103、t;p>　　在表 中列出m序列和Gold序列互相關(guān)函數(shù)旁瓣的最大值。 </p><p>　　從上表中明顯的看出Gold序列的互相關(guān)峰值和主瓣與旁瓣之比都比m序列小得多。這一特性在實現(xiàn)碼分多址時非常有用。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 吳偉陵.信息處理與編碼.北京：人民郵電出版社，2003<

104、;/p><p>　　[2] 姜丹.信息論.合肥：中國科學技術(shù)出版社，1987</p><p>　　[3] 周炯磐.信息論基礎.北京：人民郵電出版社，1996</p><p>　　[4] 吳伯修等.信息論與編碼.合肥：電子工業(yè)出版社，1987</p><p>　　[5] 傅祖云.信息論基礎.合肥：電子工業(yè)出版社，1986</p>&l

105、t;p>　　[6] 李斗等.信息論與編碼理論.合肥：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[7] 孫麗華等.信息論與編碼.江西：江西科學技術(shù)出版社，2002</p><p>　　[8] 王育民等.信息與編碼理論.陜西：西北電訊工程學院出版社，1986</p><p>　　[9] 方軍等.信息論與編碼.合肥：電子工業(yè)出版社，1994</p>

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108、th Application.Inc.McGraw-Hill.1997</p><p>　　[18]Berlekamp,Elwyn.Algebraic Coding Theory.New York:McGraw-Hill Book Co.,1968</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　時光荏苒，歲月如梭。記憶的雪花翩

109、翩起舞，思緒定格在鳳凰花開的季節(jié)。揮灑過汗水，也滴落過淚花，這里有我熟悉的一切，有我熱愛的一切?；秀敝?，在美麗的xx校園中，度過了人生中最為寶貴的年華。  </p><p>　　鳳凰涅磐需要經(jīng)歷烈火的煎熬和痛苦的考驗。邁進象牙塔殿堂時的激動，仍時刻在內(nèi)心回蕩，不知不覺中完成了人生中最大的一次蛻變。蛻變需要經(jīng)歷過磨練，磨練可以讓我們更為堅強，去勇敢面對生活中所遇到的困難與磨難。  </p&