扩频通信的一般原理及应用

l 一个周期内长度为 l 的游程(连续为“0”或连续为“l”)占1/2,长度为2的游程占l/4,长度3的游程占l/8。只有一个包含n个“l”的游程,也只有一个包含(n—1)个“0”的游程。“l”和“0”的游程数相等。

l 一个周期长的序列与其循环移位序列远位比较,相同码的位数与不相同码的位数相差 l位。

M序列的一些基本性质:

在m序列中一个周期内“1”的数目比“0”的数目多 l位。例如上述7位码中有4个“1”和3个“0”。 在15位码中有8个“l”和7个“0”。

在表5-1中列出长为15位的游程分布。

表5-1 111101011001000游程分布

游程长度(比特) 游程数目 所包含的比特数

“1”的 “0”的 1 2 2 4 2 1 1 4 3 0 1 3 4 1 0 4

游程总数8 合计15

一般说来,m序列中长为R(1£ R £ n -2)的游程数占游程总数的l/2k。

m序列的自相关函数由下式计算:

令p =A + D = 2n -1

则:

设n = 3, p = 23 - 1 = 7, 则:

它正是图5-3(d)中所示的二值自相关函数。

m序列和其移位后的序列逐位模二相加,所得的序列还是m序列,只是相移不同而已。

例如1110100与向右移三位后的序列1001110逐位模二相加后的序列为0111010,相当于原序列向右移一位后的序列,仍是m序列。

m序列发生器中移位寄存器的各种状态,除全0状态外,其他状态只在m序列中出现一次。

如7位m序列中顺序出现的状态为111,110,101,010,100,00l和011,然后再回到初始状态111。

m序列发生器中,并不是任何抽头组合都能产生m序列。理论分析指出,产生的m序列数由下式决定:

F(2n - 1) / n

其中由F(X)为欧拉数(即包括1在内的小于X并与它互质的正整数的个数)。例如5级移位寄存器产生的 31位m序列只有6个。

现在让我们来讨论一下m序列的相关特性。前面已经提到过m

5.2.3 GoId码序列

m序列虽然性能优良,但同样长度的m序列个数不多,且序列之间的互相关值并不都好。R·Gold提出了一种基于m序列的码序列,称为Gold码序列。这种序列有较优良的自相关和互相关特性,构造简单,产生的序列数多,因而获得了广泛的应用。

如有两个m序列,它们的互相关函数的绝对值有界,且满足以下条件:

我们称这一对m序列为优选对。它们的互相关函数如图5-5(实线),由小于某一极大值的旁瓣构成。如果把两个m序列发生器产生的优选对序列模二相加,则产生一个新的码序列,即Gold 序列。图5-6(a)中示出Gold码发生器的的原理结构图。

图5-5

图5-6(b)中为两个5级m序列优选对构成的Gold码发生器。这两个m序列虽然码长相同,但相加以后并不是m序列,也不具备m序列的性质。

图5-6

Gold序列的主要性质有以下三点:

Gold序列具有三值自相关特性,类似图5-5中的自相关与互相关特性。其旁辩的极大值满足上式表示的优选对的条件。

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