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1、 陕西理工学院毕业设计码分多址移动通信中扩频序列的研究摘要CDMA 蜂窝通信系统问世以来发展就非常迅速，已成功地应用于第二代和第三代通信系统中，其优势已成为人们的共识。扩频技术最早应用在军事领域，其发展经历了一个漫长的过程，直至目前，扩频技术仍处于不断发展的过程中。由于扩频通信系统具有抗干扰能力强，保密性能好，抗截获、抗检测能力强以及频谱密度低等特点，使得扩频码分多址在移动通信中有着广阔的应用前景。传统的扩频序列主要有：m 序列、Gold 序列、Walsh 序列。在这些序列中，或多或少都存在一些问题：m 序列具有良好的自相关和互相关特性，但码序列个数太少，不能满足组网需求；Gold 序列有足够
2、码序列个数，但复杂度不高，且存在码平衡问题；Walsh 序列具有理想的同步正交特性，但在非同步时，自相关性和互相关性能急剧下降。本文就码分多址移动通信中的扩频序列进行了初步的分析和研究,给出了 m 序列、Gold 序列及 Walsh 序列的形成方法，并进行了计算机仿真。关键字CDMA；扩频序列；相关性；正交序列CDMA mobile communication among spreading sequences in the studyAbstract:CDMA cellular communication system is very rapid development since the
3、advent, has been successfully applied in the second and third generation communication system, the advantage is already became the consensus of people. The earliest application spread spectrum technology in military field, its development through a lengthy process, until now, spread spectrum technol
4、ogy is still in the process of continuous development. Due to the spread spectrum communication system has strong anti-interference, confidential performance is good, resistance to intercept, strong ability of testing and spectrum density low characteristic, make spread spectrum code division multip
5、le access (cdma) in the field of mobile communication has wide application prospects. The traditional spread spectrum sequence mainly has: m series, Gold sequence, Walsh sequence. In these sequences, and more or less all exist some problems: the m series has good autocorrelation and mutually close c
6、haracteristics, but the code number of the sequence too little, and cant meet the demand networking; Have enough Gold sequence number code sequences, but complexity is not high, and there is a code balance issue; Walsh sequence has the best synchronous orthogonal properties, but in the synchronizati
7、on, since the correlation and shut down sharply each other performance. This paper mobile communication among spreading sequences of the code division multiple access (cdma) makes a preliminary analysis and research, and gives the m series, Gold sequences and the formation of Walsh sequence method w
8、ith computer simulation.Keywords:CDMA; Spread spectrum sequence; Correlation; Orthogonal sequences陕西理工学院毕业设计目录1 引言 .11.1 移动通信的发展概况.1陕西理工学院毕业设计1.2 研究扩频序列的意义.11.2.1 扩频系统的简介11.2.2 直序扩频系统的应用背景21.2.3 直扩系统的发展21.3 本文主要工作.32 CDMA 移动通信的介绍 32.1 CDMA 简介32.1.1 CDMA 系统的概述 .32.1.2 CDMA 系统的组成.42.1.3 几种常见的 CDMA 技术
9、42.1.4 CDMA 的特点.52.2 CDMA 移动通信的基本原理52.2.1 扩频通信技术52.2.2 多址技术72.3 CDMA 的应用前景73 扩频码系列 .83.1 m 序列 83.1.1 伪随机序列相关概念83.1.2 m 序列的产生原理 103.2 Gold 序列 .123.3 Walsh 序列134 仿真分析 14陕西理工学院毕业设计4.1 仿真分析144.2 产生 m 序列 .144.3 产生 Gold 序列.155 结论 16致谢 17参考文献 17附录：m 序列、Gold 序列产生的仿真程序 .181.产生 m 序列.182.产生 Gold 序列 182.1 主程序.1
10、82.2 子程序.18陕西理工学院毕业设计第 1 页 共 19 页1 引言引言 1.1 移动通信的移动通信的发展概况发展概况 无线通信的概念最早的出现是在 20 世纪 40 年代，无线电台在第二次世界大战中的广泛应用开 创了移动通信的第一步。到 70 年代，美国贝尔实验室最早提出蜂窝的概念，解决了频率复用的问 题，80 年代大规模集成电路技术及计算机技术突飞猛进的发展，长期困扰移动通信的终端小型化 的问题得到了初步解决，给移动通信的发展打下了基础。于是，美国为了满足用户增长的需求，提 出了建立在小区制的第一个蜂窝通信系统AMPS（Advance Mobile Phone Service）系统。
11、这也是 世界上第一个现代意义的，可能商用的，能够满足随时随地通信的大容量移动通信系统。它主要建 立在频率复用的技术上，较好地解决了频谱资源受限的问题，并拥有更大的容量和更好的话音质量。 这在移动通信发展历史上具有里程碑的意义。AMPS 系统在北美商业上获得的巨大成功，有力地刺 激了全世界蜂窝移动通信的研究和发展。随后，欧洲各国和日本都开发了自己的蜂窝移动通信网络， 具有代表性的有欧洲的 TACS（Total Access Communication System）系统、北欧的 NMT（Nordic Mobile Telephone System）系统和日本的 NTT（Nippon Telegr
12、aph and Telephone）系统等。这些系 统都是基于频分多址（FDMA）的模拟制式的系统，我们统称其为第一代蜂窝移动通信系统1。 推动第二代移动通信发展的主要动力是欧洲，欧洲国家比较小，要解决标准和制式的统一才可 能解决跨国家漫游。故从 80 年代处就开始研究数字蜂窝移动通信系统，一般称其为第二代移动通 信系统。它是随着超大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，语音数字处理技术的成熟而发展起 来的。在 80 年代欧洲各国提出了多种方案，并在 80 年代中、后期进行了这些方案的现场实验比较， 最后集中为时分多址（TDMA）的数字移动通信系统，即 GSM（Global System for
13、 Mobile Communications）系统。由于其技术上的先进性和优越的性能已经成为目前世界上最大的蜂窝移动 通信网络。与欧洲相比较，美国在第二代数字蜂窝移动系统方面的起步要迟一些。1988 年，美国 制定了基于 TDMA 技术的 IS54/IS136 标准，IS136 是一种模拟/数字双模标准，可以兼容 AMPS。更值得一提的是美国 Qualcomm 公司在 90 年代初提出的 CDMA 技术，并在 1993 年由 TIA 完成标准化成为 IS-95 标准。这也是 3G 标准中 CDMA2000 技术的雏形。 第三代移动通信系统由卫星移动通信网和地面移动通信网所组成，将形成一个对全球
14、无缝覆盖 的立体通信网络，满足城市和偏远地区各种用户密度，支持高速移动环境，提供持话音、数据和多 媒体等多种业务（最高速率可达 2Mbps）的先进移动通信网，基本实现个人通信的要求2。早在 1985 年国际电信联盟就提出了第三代移动通信（3G）的概念，同时建立了专门的组织机构 TG8/1 进行研究，当时称为未来陆地移动通信系统（FPLMTS） 。这时第二代移动通信 GSM 的技术还没有 成熟，CDMA 技术尚未出现。在 TG8/1 的前十年，进展比较缓慢。1992 年，世界无线电行政大会 （WARC）分配了 230MHz 的频率给 FPLMTS：18852025MHz 和 21102200MH
15、z。此时， FPLMTS 的研究工作主要由 ITU 完成，其中 ITU-T 负责网络方面的标准化工作，ITU-R 负责无线接 口方面的标准化工作。 第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过 2Mbit/s 的数据传 输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移 动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不 同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信） ，能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能 的宽
16、带移动通信系统，是宽带接入 IP 系统。目前正在开发和研制中的 4G 通信将具有这些特征：通 信速度更快；网络频谱更宽；多种业务的完整融合；智能性能更高；兼容性能更平滑；实现更高质 量的多媒体通信；通信费用更加便宜。 1.2 研究扩频序列的意义研究扩频序列的意义 1.2.1 扩频系统的简介扩频系统的简介 所谓扩频通信，是扩展频谱通信的简称。它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽 的一种通信方式，扩频通信系统的出现，被誉为是通信技术的一次重大突破。它的类型有以下几种：陕西理工学院毕业设计第 2 页 共 19 页直接序列(DS)扩频系统：用一组高速数字编码序列直接扩展频谱，由于编码序列的带宽远远大 于原始信号的带宽，从而扩展了发射信号的频谱。 跳频(FH)扩频系统：使发射机频率在一组预先制定的频率上按照编码序列所规定的顺序离散 的跳变，从而扩展发射波的频谱。一般来说，跳频图案由伪随机码控制，从
