论文研究-WCDMA中Gold序列的研究 .pdf

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WCDMA中Gold序列的研究,刘欢,惠晓威,扩展频谱通信中的扩频是通过扩频序列实现的,而第三代移动通信中的三大标准(WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA)所给出使用的扩频码依旧以正交码�
国武技论文在线 而两个序列、的互相关特性函数如式()所示:(z)=∑t 本文选取了六级本原多项式 和产生序列并通过 求得了 的序列自相关特性和与 与的序列互相关特性,如图所示 m序列103]的自相关 0 0.5 m序列[103]与[147的互相关 -0.5 6040m05(5的直相关 200204060 0.5 0 -0.5 60 位移比特T 图序列相关系数与位移比特数之间的关系 由图可见,序列具有良好的自相关特性,归一化满足双值特性,如式()所示: p(r) 式中为序列周期,这里。出现负的相关幅度,表明这个级数中的直流分量,这 是由于一个周期内“”、“”个数不相等所引起的。从它的归一化函数可以看出,对于两 个不同相位的疗列,当周期很大而且τ对取模不为时,是很小的,这两个序 列几乎是正交的,从实际的角度来看是无关紧要的 序列的互相关特性则不一致,图中与的序列互相关特怛满足三值特性 而与的序列互相关值出现了较大的峰值,不满足三佰特性。对大多数序列来说, 互相关函数的峰值幅度是自相关函数峰值一个大的百分比。因此,序列对 通信系 统来说不合适 由于序列中有的互相关特性较好,有的较差。为此,提山了序列优选对的概念。 序列优选对是指在序列集中,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序列。对于两个由级本原多项式所产生的序列 若 其互相关函数 满足 +为奇数 为偈数,且为非的倍数 则,构成一对序列优选对。山序列组成的优选的序列集很小,不利于扩频多 址通信系统的应用。 国武技论文在线 序列的产生及其主要特性的仿真分析 序列是于年由 提出的一种基于序列优选对的码序列 序列虽 然自相关特性不理性,但只有良好的互相关特性和较大的序列数目,使它被 标准 选为扩频码,用于区分用户和小区。 并联结构产生的杩码是由两个码长相等,码时钟速率相同的序列优选对经过模二 和构成的。每改变两序列的相对位移就可得到一个新的序列,当相对位移为 比特时,就可得到一族个序列,再加上构成序列族的两个序列,共有 个序列。 由上文提到的序列的产生程序和 序列的产生原理可构造 程序 来产生序列族。例如,选取的序列优选对 和,产生:一旅序列,前两行序列为: 可证第一行为两序列移位比特为时模二和所得序列。 序列由序列产生,但它已经不再是序列,具有与序列优选对类似的相关 特性。本文选取了序列优选对与 与来产生序列,对其自相关特 性和同族及不同族间序列的互相关特性进行了研究,仿真结果如图所示: 自相关 0 60-40-200204060 同族互相关 0.5 0 NNW 0.5 60 40-20 20 40 异族互相 0.5 40-20 40 位移比特T 图 序列相关系数与位移比特之问的关系 由图可见,序列的自相关特性在位移比特τ时与序列相同,具有尖锐的自 相关峰值,而τ为其它值时,与序列有所差别,相关值不再是,而是满足三值特性。 同族序刎归一化互相关特性是以一定概率出现的三值特性,为: p()-+-()(-}其中,()=+ 为奇数 为偶数但非的倍数 出现的概率在为奇数时为,在为偶数但非的倍数时为 同族 序列的互相关函数取值已有理论结果,而不同族之间的序列的互相关函数取值已不是 三值而是多值,且互相关值大大超过优选对的互相关值,尚无理论结果。 国武技论文在线 序列平衡性的验证 平衡性是伪随杋序列一个很重要的性能,码不平衡会降低系统的载波抑制度,增大系统 旳载波泄漏,破坏扩频通信系统的保密、抗τ扰和抗侦破能力。我们定义伪随机序列的丬衡 性为序列中“”的数目比“”的数目多一个 实际上,所有序列都是平衡的。关于这点,我们可以这样理解:序列的产生过 程实际上就是寄存器末级内容的不断输出。移位寄存器的各个状态等价于给除全外的长度 为的所有可能的二进制向量计数。如果全向量包含在内,所有的个二进制向量 中,正好有一半是偶数(最后一位是),另一半是奇数(最后一位是),也就是产生厅 列中“”、“”个数相同,排除全状态后,实际最终产生的序列中,“”的个数比 个 序列平衡性的验证,可以把伪随机序列中“”、“”映射为“”、“”,码 片逐位累加结果为“”则平衡。本文选取序列优选对 与产生两族 序列中第一个序列进行平衡性验证,如图所小 5 -5 10 15 20 405060 码片数k 图 序列的平衡性 由图可见,序列的平衡性不一致,经过大量的对序列族平衡性的验证即可 发现,当是奇数时,一族中有约的序列平衡,其余则存在不同程度的偏差,当是 非的倍数的供数时,平衡序列约占 计算机搜索平衡序列 如上文所述,码的不平衡性将严重影响系统的性能,所以,往往只有平衡序列被 应用到码分多址通信系统中去。因此,如何高效准确的产生平衡序列成为众多学者 不断硏究的热点问题。本文利用计算机搜索的方法对整族序列进行了平衡性的验证并 输出了平衡的序列及其个数。以序列优选对 来产生序刎为例,具体搜索程 序如下: 国武技论文在线 输出搜索到的平衡码 输出搜索到的平衡码的数目 搜索结果为 输出共个,加上产生该族序列的两个序列优选对即为该族的所有平衡 序列 在实际应用中,这种计算机搜索平衡序列的方法简单易实现,在移位寄存器的级 数较小时是比较方便快捷的。但也存在着一定的问题,当级数较大时,需要遍历的序列数目 急增长,搜索效率不高,所以仍需进一步改进。 结论 由扩频通信原理可知,扩频地址码的数目直接影响着系统的容量。序列具有良好的随 机性和平衡性,但在数量上有着很大的劣势 序列具有优良的相关特性而且两两互 相关值小的序列数量较多,因此被广泛采用。平衡序列的获取,我们可以通过确定基 准序列、移位序列和寄存器初始状态来直接产生ε这种充分条件的确定,需要我们进一步的 深入硏究。 参考文献 刘焕淋冋劲松代少生扩展频溍通信系统北京北京邮电大学出版社 柴霖基于 的扩频码设计全球定位系统 邱恭安现代数字无线道信传输技术的研究昆明理工大学 杨晓杨凯关礼安 系统中扩频序列码性能仿真陕西师范人学学报 曾一凡李晖扩频通信原坦北京机械工业出版社 张平王卫东陶小峰 移动通信系统北京人民邮电出版社

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