移动通信实验指导书

移动通信实验 指导书

聊城大学理工学院

通信工程系

第 1 页 共 22 页

移动通信实验指导书

目 录

实验一 m序列码产生及特性分析实验 实验二 直接序列扩频（DS）编解码实验 实验三 跳频（FH）通信实验 实验四 DS／CDMA码分多址实验 实验五 数据接入CDMA信道的收发实验 实验六 移动终端呼叫GSM设备的实验

第 2 页 共 22 页

移动通信实验指导书

实验一 M序列码产生及特性分析实验

一、实验目的

1. 了解m序列的性质和特点； 2. 熟悉m序列的产生方法；

二、实验内容

1. 熟悉m序列的产生方法； 2. 测试m序列的波形；

三、实验原理

m序列是最长线性反馈移存器序列的简称,是伪随机序列的一种。它是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列。

m序列在一定的周期内具有自相关特性。它的自相关特性和白噪声的自相关特性相似。虽然它是预先可知的，但性质上和那些随机序列具有相同的性质。比如：序列中“0”码与“1”码等抵及具有单峰自相关函数特性等。

1． m序列的产生

m序列是由带线性反馈的移存器产生的。结构如图：

c0an-1c1an-2c2an-3c3......an-rcr输出

图1-1 反馈移位寄存器的结构

其中an-i为移位寄存器中每位寄存器的状态，Ci为第i位寄存器的反馈系数。Ci＝1表示有反馈，Ci＝0表示无反馈。

我们先给出一个m序列的例子。在图1-1中示出一个4级反馈移存器。若其初始状态

第 3 页 共 22 页

移动通信实验指导书

为（a3, a2 , a1 , a0 ）=（1，0，0，0），则在移位一次时，由a3和a0模2相加产生新的输入a4=1⊕0=1新的状态变为（a4 , a3 , a2 , a1 ）=( 1, 1, 0, 0)这样移位15次后又回到初始状态（1，0，0，0），不难看出，若初始状态为全“0”，即“0，0，0，0”，则移位后得到的仍为全“0”状态。这就意味着在这种反馈移存器中应避免出现全“0”状态。不然移存器的状态将不会改变。因为4级移存器共有2=16种可能的不同状态。除全“0”状态外，只剩15种状态可用。即由任何4级反馈移存器产生的序列的周期最长为15。

我们常常希望用尽可能小的级数产生尽可能长的序列。由上例可见，一般说来，一个n级反馈移存器可能产生的最长周期等于（2–1）。我们将这种最长的序列称为最长线性反馈移存器序列，简称m序列。

初始状态 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 4 2-1=15（个） 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1 0 0 0 C3 n

4

a3 a2 a1 a0 输出 图1-1 m序列的产生

第 4 页 共 22 页

移动通信实验指导书

一个线性反馈移位寄存器能否产生m序列，取决于它的反馈系数Ci(例如上图的C3)。

n对于m序列，Ci的取值必须按照一个本原多项式：f(x)?值。n级移位寄存器可以产生的m序列个数由下式决定：

N??(2?1)rr?Ci?0ixi中的二进制系数来取

其中φ(x)为欧拉函数，表示小于等于x并与x互质的正整数个数（包括1在内）。 表1－1列出了部分m序列的反馈系数Ci，按照下表中的系数来构造移位寄存器，就能产生相应的m序列。

表1－1 m序列的反馈系数表

m序列的级数n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

m序列的周期P 7 15 31 63 127 255 511 1023 2047 4095 8192 16383 32765 13 23 45,67,75 103,147,155 203,211,217,235,277,313,325,345,367 435,453,537,543,545,551,703,747 1021,1055,1131,1157,1167,1175 2011,2033,2157,2443,2745,3271 4005,4445,5023,5263,6211,7363 10123,11417,12515,13505,14127,15053 20033,23261,24633,30741,32535,37505 42103,51761,55753,60153,71147,67401 100003,110013,120265,133663,142305 反馈系数Ci(八机制) m序列的具有以下性质：

第 5 页 共 22 页