通信原理精品课-第七章m序列(伪随机序列).ppt

7.4m序列的应用第*页，共43页扩展频谱通信（海蒂·拉玛，HedyLamarr）7.4m序列的应用第*页，共43页扩展频谱通信（海蒂·拉玛，HedyLamarr）7.4m序列的应用第*页，共43页01扩展频谱通信02图7-4扩展频谱通信系统扩展频谱通信7.4m序列的应用第*页，共43页扩展频谱技术的理论基础是香农公式。对于加性白高斯噪声的连续信道，其信道容量C与信道传输带宽B及信噪比S/N之间的关系可以用上式表示:公式表明，在保持信息传输速率不变的条件下，信噪比和带宽之间具有互换关系。就是说，可以用扩展信号的频谱作为代价，换取用很低信噪比传送信号，同样可以得到很低的差错率。7.4m序列的应用第*页，共43页扩展频谱通信扩频系统有以下特点：具有选择地址能力；信号的功率谱密度很低，有利于信号的隐蔽；有利于加密，防止窃听；(4)抗干扰性强；抗衰落能力强；(6)可以进行高分辨率的测距。扩频通信系统的工作方式有：直接序列扩频、跳变频率扩频、跳变时间扩频和混合式扩频。7.4m序列的应用第*页，共43页码分多址(CDMA)通信CDMA技术的发展历程及标准：CDMA系统，即采用CDMA技术的数字蜂窝移动通信系统，简称CDMA系统。它是在扩频通信技术上发展起来的。由于扩频技术具有抗干扰能力强、必威体育官网网址性能好的特点，20世纪80年代就在军事通信领域获得了广泛的应用。为了提高频率利用率，在扩频的基础上，人们又提出了码分多址的概念，利用不同的地址码来区分无线信道。《通信原理》精品资源共享课电子信息与机电工程学院电子信息与机电工程学院《通信原理》精品资源共享课电子信息与机电工程学院《通信原理》精品资源共享课**通信原理主讲人：吴海涛副教授第7章m序列（伪随机序列）7.1m序列7.2m序列产生器7.3m序列的性质7.4m序列的应用7.5小结第*页，共43页伪随机序列7.1m序列第*页，共43页通信系统中的随机噪声使信号出现误码，希望减小或消除；实验中对通信系统测试时，要加入一定的噪声；必威体育官网网址通信时也希望利用噪声；需要产生符合要求的随机噪声，但是难以重复产生和利用。直到20世纪60年代，伪随机噪声的发明，问题得到解决。伪随机噪声具有类似于随机噪声的某些统计特性，同时又能重复产生（周期性数字序列经滤波等处理）。m序列——最长线性反馈移位寄存器序列01图7-1线性反馈移位寄存器02m序列的产生线性反馈移位寄存器——最长周期(2n-1)037.1m序列第*页，共43页由于带有反馈，因此在移位脉冲作用下，移位寄存器各级的状态将不断变化，通常移位寄存器的最后一级做输出，输出序列为m序列的产生m序列的产生7.1m序列第*页，共43页输出序列是一个周期序列。其特性由移位寄存器的级数、初始状态、反馈逻辑以及时钟速率(决定着输出码元的宽度)所决定。01当移位寄存器的级数及时钟一定时，输出序列就由移位寄存器的初始状态及反馈逻辑完全确定。当初始状态为全零状态时，移位寄存器输出全0序列。为了避免这种情况，需设置全0排除电路。027.1m序列第*页，共43页线性反馈移位寄存器的递推关系式递推关系式又称为反馈逻辑函数或递推方程。设图7-1所示的线性反馈移位寄存器的初始状态为(a0a1…an-2an-1)，经一次移位线性反馈，移位寄存器左端第一级的输入为m序列的产生m序列的产生7.1m序列第*页，共43页线性反馈移位寄存器的递推关系式其中，l=n+k-1≥n,k=1,2,3,…若经k次移位，则第一级的输入为m序列的产生7.1m序列第*页，共43页线性反馈移位寄存器的特征多项式用多项式f(x)来描述线性反馈移位寄存器的反馈连接状态：若一个n次多项式f(x)满足下列条件f(x)为既约多项式(即不能分解因式的多项式)；f(x)可整除(xp+1),p=2n-1;f(x)除不尽(xq+1),qp。则称f(x)为本原多项式。（书中定理12—2-3-4）一个产生最长线性反馈移位寄存器序列的n级移位寄存器的特征多项式必须为n次的本原多项式。7.2m序列产生器第*页，共43页以4级线性反馈移位寄存器为例现以n=4为例来说明m序列产生器的构成。用4级线性反馈移位寄存器产生的m序列，其周期为p=24-1=15，其特征多项式f(x)是4次本原多项式，能整除(x15+1)。先将(x15+1)分解因式，使各因式为既约多项式，再寻找f(x)。1m序列产生器的构成2m序列产生器以4级线性反馈移位寄存器为例