伪随机序列

太原理工大学现代科技学院

移动通信技术课程实验报告

专业班级

学号

姓名

指导教师

实验名称 伪随机序列 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩

一、 实验目的

掌握数字锁相环的组成、工作原理及在位同步恢复中的应用。 通过本实验掌握m 序列的特性、产生方法及应用。 通过本实验掌握Gold 序列的特性、产生方法及应用，掌握Gold 序列与m 序列的区别.

二、 实验内容

1、观察位同步电路信号波形及特性。

2、观察数字锁相环提取位同步的相位抖动 。

3、观察m 序列，识别其特征。

4、观察m 序列的自相关特性。

5、观察Gold 序列，识别其特征。

6、观察Gold 序列的自相关特性及互相关特性。

三、 实验原理

1数字基带信号本身是否含有位同步信息与其码型有密切关系。二进制基带信号中的位同步离散谱分量是否存在，取决于二进制基带矩形脉冲信号的占空比。若单极性二进制矩形脉冲信号的码元周期为T s ，脉冲宽度为τ，则NRZ 码的τ＝T s ，则NRZ 码除直流分量外不存在离散谱分量，即没有位同步离散谱分量1/T s ；RZ 码的τ满足0<τ

位同步系统的性能通常是用相位误差、建立时间、保持时间等指标来衡量。数字锁相法位同步系统的性能如下。

①相位误差e θ

360/e n θ=

（8-1）

上面已经求得数字锁相法位同步的相位误差e θ有时不用相位差而用时间差T e 来表示相位误差。因每码元的周期为T ，故得

……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………

/e T T n =

（8-2）

②同步建立时间t s /2/2

T n

N T n =

= （8-3）

接收随机数字信号时，可近似认为两相邻码元中出现01、10、11、00的概率相等，其中，有过零点的情况占一半。由于数字锁相法中是从数据过零点中提取作比相用的标准脉冲的，因此平均来说，每2T 秒可调整一次相位，故同步建立时间为

()2s T T N nT =⋅=秒

（8-4）

③同步保持时间c t 设收发两端固有的码元周期分别为T 1=1/F 和T 2=1/F ，则

121211T T F F -=

-=式中的F 0为收发两端固有码元重复频率的几何平均值，且有 001/T F =

（8-6）

由式（8-5）可得 0120

F F T T F ∆-=

（8-7）

再由式（8-6），上式可写为 12

T T F T F -∆= （8-8）

（8-8）后，得

2、m 序列的自相

关函数

m 序列的自相关函数为

()R A D τ=-

（9-1）

式中，A 为对应位码元相同的数目；D 为对应位码元不同的数目。 自相关系数为

()A D A D

P A D

ρτ--=

=

+ (9-2）

3、m 序列的互相关函数 在二进制情况下，假设码序列周期为P 的两个m 序列，其互相关函数R xy (τ)为 ()xy R A D τ=-

（9-9）

式中，A 为两序列对应位相同的个数，即两序列模2加后“0”的个数；D 为两序列对应位不同的个数，即两序列模2加后“1”的个数。 4 Gold 序列是m 序列的复合码，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m 序列优选对模二和构成的。Gold 码序列的周期性自相关函数是三值（123,,u u u ）函数，同一优选对产生的Gold 码的周期性互相关函数为三值函数，同长度的不同优选对产生的Gold 码的周期性互相关函数不是三值函数。

四，实验步骤

1、 在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ 调制解调模块（以下简称IQ 模块）和

码元再生模块（以下简称再生模块）。 2、 关闭实验箱总电源，按如下要求连接好连线。 a ﹑用台阶插座线完成如下连接：

b ﹑用同轴视频线完成如下连接：

3观察未锁定时的信号波形 4观察锁定时的信号波形

5观察数字锁相环的固有相位抖动

6观察m序列波形及其特征

a、将发送模块上“GOLD1 SET”拨码开关所有位全置为“0”（拨向下）。

b、将接收模块上“GOLD SET”拨码开关所有位全置为“0”，按RESET键完成设置。

c、将接收模块上“捕获”电位器逆时针转到底，此时捕获指示灯“LED1”应灭。

d、用示波器观测发送模块“DS1”点信号波形。

用示波器观测接收模块“TX2”点信号波形，观察m序列的自相关特性

五，试验结果分析

分析。Gold序列扩频与m序列扩频的本质区别仅仅在于扩频码的不同，虽然m序列有优良的自相关特性，但是使用m序列作CDMA（码分多址）通信的地址码时，其主要问题是由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很少，对于多址应用来说，可用的地址数太少了

六，实验心得体会：

此次实验我学会了GSM系统的各种特性，通过本实验掌握Gold序列的特性、产生方法及应用，掌握Gold序列与m序列的区别，从中比较分析确定最优秀的设计组合。

这个实验过程中，提高了自己动手能力，培养理论联系实际的作风，增强创新意识，实验中的小插曲是我对实验有了更深的了解，帮助了对课本的理解。