2022年基于MATLAB的伪随机序列发生器的设计.docx
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1、精品学习资源专业综合课程设计题目 基于 MATLAB地伪随机序列发生器地设计同学姓名学号所在院 系 专业班级 指导老师 完成地点2021 年 12月 29日专业综合课程设计任务书院 系专业班级同学姓名欢迎下载精品学习资源一、专业综合课程设计题目基于 MATLAB地伪随机序列发生器地设计二、专业综合课程设计工作自2021年 12月 20日 起至 2021年 1月 17日止三、专业综合课程设计进行地点:四、专业综合课程设计地内容要求:1 、要求在 MATLAB软件环境下编写程序完成九级 m序列反馈系数 , 本原多项式地求解.2 、 要求完成相应地 Gold 序列发生器地设计;或采纳软件编程来实现.
2、3 、要求设置合适地系统参数 , 输出 Gold 序列地时域、频域波形 .指 导 教 师系 教 研 室通 信 工 程 系接受论文 设计 任务开头执行日期2021年 12 月 20 日同学签名欢迎下载精品学习资源基于 matlab 地伪随机序列发生器地设计 摘要 伪随机序列码越来越受到人们地重视, 被广泛用于导弹、卫星、飞船轨道测量和跟踪、雷达、导航、移动通信、保密通信和通信系统性能地测量以及数字信息处理系统中 . 本文主是对基于 matlab 地伪随机序列发生器地设计 , 及其利用 matlab 软件对其进行仿真和利用 simulink对其仿真性能地争论 , 主要阐述了扩频系统中 m序列和 g
3、old序列地产生 . 在第一部分中介绍了课题争论地背景, 其次部分中介绍了扩频系统地相关学问 , 第三部分介绍了m 序列和 Gold 序列产生地原理和方法 , 第四部分利用matlab 和 simulink对其进行仿真 . 关 键 词伪随机序列m序列移位寄存器Design of the pseudo-random sequence generator based on matlab Abstract pseudo-random sequence code more and more get peoplesattention, is widely used in missiles, satell
4、ites, spacecraft orbit欢迎下载精品学习资源measurement and tracking, radar, navigation, mobile communications, and the measurement of the performance of the communication security and communication system of digital information processing system. In thispaper, the main is to the design of pseudo-random sequenc
5、e generator based on matlab, and the use of matlab simulation and the use of simulinksoftware to the study of the simulation performance, mainly expounds the m sequence and gold sequence in spread spectrum system. In the first part introduces the research background, the second part introduces the r
6、elated knowledge of spread spectrum system, in the third part introduces the m sequence and Gold sequence principle and method of the fourth part carries on the simulation using matlab and simulink.key wordspseudo random sequencem sequenceshift register目录欢迎下载精品学习资源1引言 . .41.1 争论地背景及意义 .42扩频通信系统简介 .5
7、2.1 扩频通信地基本概念及相关模型 .52.1.1基本概念 .52.1.2数学模型 .72.2 扩频通信系统地主要特点.102.3 扩频通信系统分类 .102.4 伪随机序列在扩频通信中地应用 .113.m 序列 .113.1m 序列地定义 .113.2m 序列地原理 .123.3m 序列地性质 .154.Gold 序列 .174.1 Gold序列地产生原理 .174.2 Gold序列地性质 .175.MATLAB仿真实现 . 185.1 MATLAB软件介绍 .185.2 m 序列地仿真及分析 .185.2.1程序分析 .185.2.2 simulink分析 .205.3 Gold地仿真及
8、分析 .225.3.1程序分析 .225.3.2 simulink分析 .226. 致谢 .247. 参考文献 .25附录 .26附录 A.26附录 B.28欢迎下载精品学习资源1. 引言1.1 争论地背景及意义移动通信由于具有时实性、机动性、具有不受时空限制等特点, 己经成为一种深受人们欢迎地通信方式 , 并融入了现代生活当中 . 自美国 Qualcomm公司提出在蜂窝移动通信系统中应用码分多址 Code Division Multiple Access,简称 CDMA技 术地系统实现方案至今 ,CDMA通信系统相对于其它无线通信系统在客户容量和高质量地优势越来越显现出来 . 在短短地二、三
9、十年中 , 移动通信系统已从第一代地模拟蜂窝系统进展到其次代全球数字移动电话蜂窝系统 2G, 目前己经开头向第三代宽带多媒体蜂窝系统3G 进展, 并且处于其次代和第三代之间地2.5G 已经趋于成熟 . 虽然其次代移动通信系统中 ,GSM系统仍占有很大地市场份额 . 但是, 由于具有伪随机编码调制和信号相关处理两大特点而使 CDMA通信方式具有抗干扰、抗噪音、抗多径衰落、能在低功率谱密度下工作、有保密性、可多址复用和任意选址、可高精度测量等优点, 使 CDMA技术成为第三代移动通信和个人通信系统地核心技术, 以扩频理论为基础地 CDMA技术已成为当前移动通信领域地争论热点.在 CDMA系统地众多
10、用户都工作在同一时间同一频段内, 系统给各个用户安排一个唯独地扩频码来进行频谱地扩展, 在发送和接收时 , 系统更是利用各地址码之间地相互关特性值来区分不同地用户 . 从理论上说 , 独立、匀称分布地随机序列是扩频码地抱负模型, 然而它由于不易产生、无法时实分发等缺陷而被认犯难以在实际地CDMA系统中应用.CDMA自其理论提出到投入商业营运、直至称为第三代移动通信系统地核心技术, 始终是通信领域地关注热点 .因此, 本文所争论地 m序列和 Gold 序列, 在扩频通信系统中发挥着重要地作用 , 通过 Matlab 仿真, 对其自相关性能进行分析 , 能够更好地懂得 CDMA系统地通信原理 .欢
11、迎下载精品学习资源2. 扩频通信系统简介2.1 扩频通信地基本概念及相关模型2.1.1 基本概念通信理论和通信技术地争论 , 是环围着通信系统地有效性和牢靠性这两个基本问题绽开地 , 所以信息传输地有效性和牢靠性是设计和评判一个通信系统性能地主要指标.扩展频谱通信由于具有很强地抗干扰才能, 第一在军用通信系统中得到了应用 . 近年来, 扩展频谱通信技术地理论和应用进展特别快速.扩频通信是扩展频谱通信地简称 . 我们知道 , 频谱是电信号地频域描述 . 承载各种信息 如语音、图象、数据等 地信号一般都是以时域来表示地, 即表示为一个时间地欢迎下载精品学习资源函数 f(t) . 信号地时域表示式f
12、 t 可以用傅立叶变换得到其频域表示式F f . 频域欢迎下载精品学习资源和时域地关系由 1-1 确定:欢迎下载精品学习资源F f f t ej 2 ft dt欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源f tF f e j 2 ft df(1-1 )欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源函数 f t 地傅立叶变换存在地充分条件是f t 满意狄里赫莱 Dirichlet条件, 或欢迎下载精品学习资源在区间 - ,+ 肯定可积 , 即f t dt必需为有限值 .欢迎下载精品学习资源扩展频谱通信系统是指待传输信息地频谱用某个特定地扩频函数(与待传输地信 息码无关)扩展后成为宽频带信号 , 送入信道中
13、传输 , 再利用相应地手段将其压缩 , 从而猎取传输信息地通信系统 . 也就是说在传输同样信息时所需要地射频带宽, 远远超过被传输信息所必需地最小地带宽. 扩频后射频信号地带宽至少是信息带宽地几十倍、几百倍甚至几万倍 . 信息已不再是打算射频信号带宽地一个重要因素, 射频信号地带宽主要由扩频函数来打算 .由上述可见 , 扩频通信系统有以下两个特点:(1) 传输信号地带宽远远大于被传输地原始信息信号地带宽;(2) 传输信号地带宽主要由扩频函数打算 , 此扩频函数通常是伪随机 伪噪声 编码信号.以上两个特点有时也称为判定扩频通信系统地准就.欢迎下载精品学习资源扩频通信系统最大地特点是其具有很强地抗
14、人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰地才能. 这里我们先定性地说明一下扩频通信系统具有抗干扰才能地理论依据.扩频通信地基本理论依据是信息理论中地山农(CEShannon)信道容量公式 :欢迎下载精品学习资源SCW log21 N1-2欢迎下载精品学习资源式中 C为信道容量 bit/s,W为信道带宽 Hz,S 为信号功率 W,N 为噪声功率 W.仙农公式说明白一个信道无误差地传输信息地才能同存在于信道中地信噪比以及用于传输信息地信道带宽之间地关系.令 C是期望具有地信道容量 , 即要求地信息速率 , 对1-2 式进行变换欢迎下载精品学习资源C1.44log WSSe 1N1(1-3 )欢迎下载精品学
15、习资源对于干扰环境中地典型情形 , 当 N得C1.44 SWN时, 对式1-2 用幂级数绽开 , 并略去高次项( 1-4 )欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源或W0.7C N S1-5N欢迎下载精品学习资源由式1-4 和1-5 可看出, 对于任意给定地噪声信号功率比S , 只要增加用于传输信息地带宽 W,理论上就可以增加S在信道中无误差地传输地信息率C.或者说在信道中当传输系统地信号噪声功率比 N 下降时, 可以用增S 加系统传输带宽 W地方法来保持信道容量 C不变. 对于任意给定地信号噪声功率比N , 可以用增大系统地传输带宽来获得较低地信息差错率 . 扩频通信系统正是利用这一原理,
16、用高速率地扩频码来达到扩展待传输地数字信息带宽地目地 . 扩频通信系统地带宽比常规通信体制大几百倍乃至几万倍, 所以在相同信噪比地条件下 , 具有较强地抗干扰地才能 .仙农指出 , 在高斯噪声地干扰下 , 在限平均功率地信道上 , 实现有效和牢靠通信地正确信号是具有白噪声统计特性地信号 . 这是由于高斯白噪声信号具有抱负地自相关特性, 其功率谱为欢迎下载精品学习资源N 0S f 2- f 1-6欢迎下载精品学习资源它地自相关函数为欢迎下载精品学习资源RS f ej 2 fdfN 0 21-7其中:为时延, 00 01-8白噪声地自相关函数具有 函数地特点 , 说明它具有尖锐地自相关特性 . 但
17、是对于白噪声信号地产生、加工和复制 , 迄今为止仍存在着很多技术问题和困难. 然而人们已经找到一些易于产生又便于加工和掌握地伪噪声码序列斯白噪声地统计特性 ., 它们地统计特性靠近于高假设某种伪噪声序列地周期 长度 为 N,且码元都是二元域1,周期 长度 为 N,码元为 ci 地伪噪声二元序列1 上地元素 . 一个ci地归一化自相关函数为NRc 1N1ci cii11N 0mod N 0mod N1-9式中简化为0 ,1,2,3,. 当伪噪声序列周期 长度N 取足够长或 N 时, 式1-9 可1Rc 1N 0mod N 0 0mod N 1-10比较式 1-7 和式1-10,看出它们比较接近
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