M序列产生及其特性仿真试验报告.docx
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M序列产生及其特性仿真试验报告
M序列产生及其特性仿真实验报告
一、三种扩频码序列简介
1.1m序列
它是由多级移位寄存器或其他延迟元件通过线性反馈产生的最长
的码序列。
1、最长周期序列：
N=2n-1
2、功率平衡性：
‘1'的个数比‘0'的个数多1
3、‘0'、‘1'随机分布：
近似高斯噪声
4、相移不变性：
任意循环移位仍是m序列，仅初相不同
5、离散自相关函数：
‘0'->+1,‘1'->-1
1.2Gold序列
Gold序列是两个等长m序列模二加的复合序列
两个m序列应是“优选对”
特点：
1、包括两个优选对m序列，一个Gold序列族中共有2n+1个Gold
序列
2、Gold序列族中任一个序列的自相关旁瓣及任意两个序列的互
相关峰值均不超过两个m序列优选对的互相关峰值
1.3OVSF序列
又叫正交可变扩频因子，系统根据扩频因子的大小给用户分配资源，数值越大，提供的带宽越小，是一个实现（CDMA）言号传输的代码，它由Walsh函数生成，OVSF码互相关为零，相互完全正交。
OVSF序列的特点
1、序列之间完全正交
2、极适合用于同步码分多址系统
3、序列长度可变，不影响正交性，是可变速率码分系统的首选多址扩频码
4、自相关性很差，需与伪随机扰码组合使用
.、三种扩频码序列产生仿真
、M序列的产生代码：
X1=1;X2=0;X3=1;X4=0;%输入Xi初T态（0101），Yi为各级输出
m=60;%置M序列总长度
fori=1:
m%1#
Y4=X4;Y3=X3;Y2=X2;Y1=X1;
X4=Y3;X3=Y2;X2=Y1;
X1=xor（Y3,Y4）;%运算
ifY4==0
U（i）=-1;
else
U（i）=Y4;
end
end
M=U
%绘图
i1=ik=1:
1:
i1;
plot（k,U,k,U,'rx'）xlabel（'k'）ylabel（'M序列'）
title（'产生的M序列'）
用阶梯图产生表示：
X1=1;X2=0;X3=1;X4=0;%移位寄存器输入Xi初T态（0101）,Yi为移位寄存器各级输出
m=60;
%置M序列总长度
fori=1:
m
%1#
Y4=X4;
Y3=X3;
Y2=X2;丫仁X1;
X4=Y3;
X3=Y2;
X2=Y1;
X1=xor（Y3,Y4）;%异或运算
ifY4==0
U（i）=-1;
else
U（i）=Y4;
end
end
M=U
%绘图
stairs（M）;
二、GOLD序列的产生：
M序列A的生成：
X1=1;X2=0;X3=1;X4=0;%移位寄存器输入Xi初T态（1010）,Yi为移位寄存
器各级输出
m=60;%置M序列总长度
fori=1:
m%1#
Y4=X4;Y3=X3;Y2=X2;Y1=X1;
X4=Y3;X3=Y2;X2=Y1;
X1=xor（Y3,Y4）;%异或运算
ifY4==0
A（i）=0;
else
A（i）=Y4;
end
end
M=A
%绘图
i1=ik=1:
1:
i1;
plot（k,A,k,A,'rx'）
xlabel（'k'）
ylabel（'M序列'）
title（'移位寄存器产生的M序列'）
M序列B的生成：
X1=0;X2=1;X3=0;X4=1;%移位寄存器输入Xi初T态（0101）,Yi为移位寄存器各级输出
m=60;%置M序列总长度
fori=1:
m%1#
Y4=X4;Y3=X3;Y2=X2;Y1=X1;
X4=Y3;X3=Y2;X2=Y1;
X1=xor（Y3,Y4）;%异或运算
ifY4==0
B（i）=0;
else
B（i）=Y4;
end
end
N=B
%绘图
i1=i
k=1:
1:
i1;
plot（k,B,k,B,'rx'）
xlabel（'k'）
ylabel（'M序列'）
title（'移位寄存器产生的M序列'）
生成gold序列：
c=xor（A,B）;
stairs（c）;
三、OVSF序列的产生:
%Code_Number=-1表示生成所有扩频因子=Spread_Factor的ovsf码
Code_Number=-1;
Spread_Fator=8;
OVSF_Codes=1;
ifSpread_Fator==1
return;
end
fori=1:
1:
log2（Spread_Fator）
Temp=OVSF_Codes;
forj=1:
1:
size（OVSF_Codes,1）
ifj==1
OVSF_Codes=[Temp（j,:
）,Temp（j,:
）Temp（j,:
）,（-1）*Temp（j,:
）];
else
OVSF_Codes=[OVSF_CodesTemp（j,:
）,Temp（j,:
）Temp（j,:
）,（-1）*Temp（j,:
）];
end
end
end
%ifCode_Number>-1
%OVSF_Codes=OVSF_Codes（（Code_Number+1）,:
）;
%end
figure（3）
[b4,t4]=stairs（[1:
length（OVSF_Codes）],OVSF_Codes）;plot（b4,t4）;
axis（[0130-1.11.1]）;title（'OVSF序列'）
E
QFigureNo.3.UW回
FileEditViewInsertToolsWindow旦wlp
joA丿/|炉0C
020406080100120
三、三种扩频码序列特性仿真
（—）M序列自相关函数
X1=1;X2=0;X3=1;X4=0;%输入Xi初T态（0101）,Yi为各级输出
m=2A8-1;%置M序列总长度
fori=1:
m%1#
Y4=X4;Y3=X3;Y2=X2;Y1=X1;
X4=Y3;X3=Y2;X2=Y1;
X1=xor（Y3,Y4）;%运算
ifY4==0
U（i）=-1;
else
U（i）=Y4;
y=xcorr（U）;
stairs（y）;
end
H^gure血3
PileEditView；Insert7°°^D^sLtopWirid&wHelp■也
□Qfe蛙◎翦®丨厦丨口因了
互相关函数：
输入两个m序列
clc
clearall
closeall
ml=[010011001010100110110001]m2=[101011100111001010011101]y=xcorr（m1,m2,'unbiased'）;
stairs（y）
QFigure3匸U回，
FileEditViewInsertToolsDesktopWindowHelp■
□QSI帚題僉＜7®I硬亠日崗.團
（二）Gold码的自相关函数
x2=[（2*c）-1];%将运行结果Gold序列c从单极性序列变为双极性序列
y1=xcorr（x2,'unbiased'）;%求自相关性
stairs（yl）;
grid
xlabel（'t'）
ylabel（'相关性'）
title（'移位寄存器产生的Gold序列的相关性'）
dqe
□E
」A口
QFigureNa3
FileEditViewInsertToolsDesktopWindow旦elp
移位寄存器产生的51游列的相关性
互相关性
gold序列和m序列的互相关性
y1=xcorr（c,m1,'unbiased'）;
stairs（yl）;
（三）ovsf码的互相关和自相关
a=[1-111-11-1-1];
b=[1-1-111-1-11];
P=length（a）;
%求序列a的自相关函数
Ra
（1）=sum（a.*a）;
fork=1:
P-1
Ra（k+1）=sum（a.*circshift（a,[0,k]））;
end
%求序列b的自相关函数
Rb
（1）=sum（b.*b）;
fork=1:
P-1
Rb（k+1）=sum（b.*circshift（b,[0,k]））;
end
%求序列a和b的互相关函数
Rab
（1）=sum（a.*b）;
fork=1:
P-1
Rab（k+1）=sum（a.*circshift（b,[0,k]））;endx=[0:
P-1];
figure（9）
subplot（3,1,1）;
stem（x,Rab）;
ylabel（'a和b的互相关函数'）;
axis（[0P-1-1012]）;
grid;
xlabel（偏移量'）;
subplot（3,1,2）;
stem（x,Ra）;
ylabel（'a自相关函数'）;xlabel（偏移量'）;
%axis（[OP-1-530]）;
subplot（3,1,3）;
stem（x,Rb）;
%plot（x,Rb）xlabel（偏移量'）;
ylabel（'b的自相关函数'）;
5]FigureNo.9
FileEditViewInsertToolsWindowHelp
DQSkA」/PO
四、总结
一、M序列自相关函数近似于冲激函数的形状，不同序列间的互
相关特性一致性不好。
二、Gold序列的自相关特性略差于m序列，但互相关特性优于m序列
三、OVSF序列之间完全正交，即互相关性很好，因此极适合用于同步码分多址系统，但自相关性很差。
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