m序列与gold序列性能分析比较.PDF

m 序列与gold 序列性能分析比较 赵新宁 北京邮电大学信息工程学院，北京（100876 ） E-mail ：zhaoxinning106@ 摘 要：在扩频系统中，伪随机序列具有十分重要的作用。m 序列和 gold 序列作为最常用 和实用的伪随机序列，各有其特点。本文分析其基本原理和产生方式，并特别对其性能方面 做了仿真比较。 关键词：扩频；m 序列；gold 序列 中图分类号：TN91 在扩频通信系统中，伪随机序列是关键技术之一。伪随机序列码的码型影响码序列的相 关特性，序列长度决定了扩展频谱的宽度。因此，在扩频系统中，对于伪随机序列有如下的 要求： 首先，伪随机序列的长度（即伪码比特率）应该足够长，能够满足扩展带宽的需要； 第二，伪随机序列要具有尖锐的自相关特性（用作地址码），和良好的互相关特性； 第三，伪随机序列要有足够多的数量，以满足码分多址的需求； 第四，应具有近似噪声的频谱特性，即近似连续谱，且均匀分布；工程上易于实现。 通常，作为扩频通信系统工程实现上的伪随机序列一般是m 序列和gold 序列。目前， 在 cdma2000 系统中采用伪随机序列中的m 序列（长码）来区分用户，wcdma 系统中则用 gold 码来区分用户。 1. m 序列的原理和产生 在所有的伪随机序列中，m 序列是最重要、最基本的一种伪随机序列。而另外的多种伪 随机序列都是由它引出并且产生的。m 序列是一种周期性的伪随机序列，又被称作最长线性 移位寄存器序列；是由带线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列[1] n 。其周期为2 -1 （n 为移位寄存器级数）。 m 序列具有与随机噪声类似的尖锐的自相关特性，但它不是真正随机的，而是按照一定 的规律周期性的变化。这种特性使得m 序列适合于工程应用。 m 序列最大长度决定于移位寄存器的级数，而序列构成则决定于反馈系数的不同设置。 并非所有的反馈系数的设置都可以产生对应长度的m 序列。 m 序列具有平衡性和其游程特性，即一个序列周期中，“1” 的数目与“0”的数目最多相差 一个；同时，长度为n 的元素游程出现的次数比长度为n+1 的游程出现的次数多一倍。 m 序列的产生方法及设想： [1] 常规法 ：利用移位寄存器反馈系数的不同设置可以构成相同周期长度的不同m 序列。 目前，大量试验研究工作得到了3 到 100 级m 序列的构成设置。可以利用这些已知的结论 很容易的得到100 级内的所需的m 序列。例如：5 级移位寄存器设置。反馈系数5321 的m 序列为：0110010011111011100010101101000；反馈系数为5431 的m 序列为：01110011011111 01000100101011000。 抽样法：对于一个现有的长度为2n i -1 的m 序列抽样，抽样间隔为2 ，(ni≥1)，i 为整数。 可以得到同周期长度的m 序列或者m 序列的移位。以5 级移位寄存器形成m 序列为例：其 - 1 - 各个有效反馈系数形成的m 序列如下：5321：0110010011111011100010101101000；5431： 0111001101111101000100101011000 ；53 镜像：0100101100111110001101110101000 ；53 ： 0001010111011000111110011010010。以5321 形成的m 序列进行抽样试验：抽样间隔为2 （第 一位起始）：000111