论文研究-对m序列和Gold序列性能的仿真研究 .pdf

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对m序列和Gold序列性能的仿真研究,吴青,陈海波,m序列和Gold序列是CDMA扩频通信中两种常用的伪随机序列.因此对m序列和Gold序列性能进行仿真研究,为实际通信工程提供理论基础参考具有
国武技论文在线 当τ=时,移位前和移位后的序列相同,所以 z。因此,序 列的自相关系数为 T子T 假定码序列的周期为,码元宽度为,则自相关函数的周期为,如图所示 P-l P+1 图序列的自相关系数 从图中可以看出,序列的自相关函数在τ=处出现尖峰,并且以为周期重复性 地出现。越小,尖峰越尖锐:周期越大, 越小。在这种情况下,序列的自相关 特性就越好 由于序列自相关系数在的整数倍处取值只有和/两种,因此序列也称为二 值自相关序列。 序列的互相关函数 两个码序列的互相关数是两个不同码序列相似性的度量。为了避免用户之间的十扰, 当使用码序列作为区分地址时,必须选择码序列互相关函数值很小的码。因此讨论互相关函 数很有必要。 研究表明,两个长度周期相同,由不同反馈系数产生的两个序列,其互相关函数与 自相关函数相比,没有尖锐的值特性,是多值的 序列的综述 虽然序列有着很好的伪随札性和相关特性,但是其条数相对较少,通常很难满足实 际应用的需求 在年提出了码的概念。码序列具有良好的自、互相 关特性,产生的数量远远大于序列,并且结构简单,工程上也易于实现。 码的广生 码的产生方法 码是由两个长度相同、速率相同、码字不同的序列优选对模二加后得到的, 国武技论文在线 具有良好的自相关和互相关特性,并且个数远比序列多。两个长度为的序列 和通过模二加后,可以得到一长度一的新序列这个新序列就是码序列,即 加上原来的序列和 码的长度为+ 码的产生方法有两种,一种是串联成级的线性移位寄存器(见图),另外一 种是由两个级移位寄存器并联而成的(见图) 马序 r级m岸列发生器 级u列发生器 re列发生器 时钟 n物m序列发生器 时钟 图串联结构图 图并联结杓 码的性质 虽然码序列是由序列优选对模二加得到的,但是它已经不再是序列了,不过 仍然有着和序列类似的特性,各个序列之间的互相关特性和原来两个序列之间的互相 关特性一样,最大的互相关值不会超过原来的两个序列的最大互相关值。 码的相关特性 由码长为 的序列优选对生成的码有着和序列类似的自相关和互相 关特性 码的自相关函数τ在τ=时和序列一样,有着尖锐的自相关峰值;当 的时候,其相关函数和序列略有差别,满足卜面的公式(其中,当为奇数 时, 取最大整数): 码序列和序列一样有着良好的互相关特性,序列优选对以及其产生的 码,仟意两个序列的互相关特性都和序列一样,其互相关值只取上式中的理想的个值, 表给出了码的互相关函数。 国武技论文在线 表 码的互相关函数 奇存器长度 码长 归一化互相关函数值 为奇数 为偶数,但是不被整除 码的数量 周期为 的序列优选对所产生的码,其中一个序列每一个不同的移 位都可以产生一个新的码,因此共有 个不同的移位,加上序列优选对本 身的个序列,总共有三+个码序列。随着级数的增加,码序列的数 量也大量的增加,并且因为它们有着良好的自相关特性和互相关特性,因此可以满足实际工 程上的需求。 序列和序列性能仿真比较 序列和序列的产生 产生序列 现取序列级数 ,仿真结果如图所示,从图中可以看到该序列 的周期大约为。 mF列 God厅列 [I 0.6 20 30 40 图 的序列图 图 的序匀 国武技论文在线 产生序列 现取级数, 以及 序列优选对来产生码。仿真结 果图如图所示。 序列和序列自相关特性的比较 首先,通过编写函数来计算两个序列间的互相关函数,输入的两个序列长度相同, 返回的互相关函数值。如果输入的序列只有一个,那么返回的则是序列的自相关函数值。 序列和序列中通常为了方便,会将序列中的“”映射成“”。仿真结果图 如所示: 列的自相关特性 God序列的自相关特 - 图序列和序列的自相关特性比较 由上图可以看岀,在τ处,码序列和序列·样有着尖锐的相关峰值,说明 码和序列一样有着良好的自相关特性 不同信噪比下系统误码率的比较 通过 模拟计算出在简化的 系统中加入随机高斯白噪声后序列和 码序列的系统误码率。基木思想是将伪随机序列经过极性变换后,进行扩频,在信道中加入 高斯白噪声后,将其与变换极性后的伪随机序列进行解扩,将解扩后的信号通过与之前极性 变换后的序列进行误码率计算,最后将误码率输出。 图计算的是码序列的系统误码率,图计算的是序列的系统误码率。其中, 不同的信噪比通过在文件中手动改变输入值来实现的,假定和分别是信号功率和 噪声功率,则 国武技论文在线 u序列 awGA -0 D口 t produ 图计算序列的系统淏码率( Col序列 Rcl Dot product 图计算序列的系统误率() 在用 画出图和图后,再通过卜面的程序输出序列和码序列在不同 信噪比下的误码率比较。 ()在低信噪比的条件下,仿貞结果如图所示: m序列的误码墨 ccc序列的误码黑 图在低信噪比条件下序列和序列误码率的比较 由上图可以看出,在低信噪比的条件下,序列的误码率要比序列的误码率低。 国武技论文在线 ()在中信噪比的条件下,仿真结果如图所示 |-- 信躜北(sNR)c 躁比(5NR)dB 图中信噪比下和 序列误码率 图高信噪比下和序列误码率 由上面的仿真图可以看出,在中信噪比的条件下,序列的误码率仍然比序列的 误码率低 ()在高信噪比的条件下,仿真结果如图所示。 从前面的仿真结果图可以看出,在其它参数完全相冋时,低、中信躁比条件下的 序列误码率性能优于序列,在高信躁比时,二者误码性能接近。因此,在工程应用上, 建议釆用序列作为扩频调制码,其带来的优点有以下几个:一是,在低、中信躁比传 输环境中能在一定程度上改善系统传输误码率性能;二是,能提供大的地址序列集,从而获 得高的抗侦破能力,提高整亼通信系统的抗侦破能力:三是,具有较低的信号功率谱密度性 能,便于传输中的信号隐蔽,减小可能的恶意捎获,有利于保密通信。 结论 从仿真结果来看,码序列和序列一样有着良好的相关特性(序列的自相关特 性比码序列相对好一点),并且序列的数量比序列要多得多。在低、中信噪比的条 件下 码序列的误码率要比序列低,而在高信噪比的条件下,码序列的误码率 则比序列稍高(但丨分接近),当信噪比继续增大时,序列和码序列的误码率贝 趋于稳定。所以在 通信网络无线化的关键技术中,序列以相对序列其地址数 大、实现简单、三值自相关性以及地误码率等优点因此在通信和军用雷达方面中受到重 视 参考文献 王昆陈昕序列产生和性能的 仿真水利电力机械 闫保中何联俊洪艳序列优选对及平序列的产生于搜索应用科技 徐明沅邵玉斌 仿真在通信与电子工程中的应用西安西安电子科技大学出版 社 陈海龙李宏基于 的伪随权序列的产生和分析计算机仿真 窦中兆雷湘 无线通信原理北京清华大学出版社 国武技论文在线 李贺冰 通信仿真教程北京国防工业出版社 张志辉宋花荣序列和序字列比较信息技术

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