一种长周期扩频码设计
1 PN码设计原理
1.1设计原则
在扩频抗干扰通信系统中,码的设计主要考虑码的相关特性、码的保密性(码的复杂度)、码容量等方面性能。具体要求如下:
(1)强自相关特性
系统中码同步往往利用码的相关特性来实现,这就要求码的自相关性能具有尖锐的自相关分布特点。
设有两个长度为N的序列{ai}和{bi},i=O,1,…,N-1,则序列的自相关函数定义为:
实际应用中,要求扩频通信中伪随机序列的自相关函数是二值的,即自相关函数Ra(j)为:
式中:N为序列自相关峰值,它等于序列的周期,即N=2n-1;σ为序列自相关的旁瓣值,它满足σN。
(2)弱互相关特性
在无线通信系统中,为了减少多径干扰,实现多址通信,在自相关性能的基础上,还要求不同码之间的互相关性值低,因此在多用户系统中经常使用互相正交的PN序列。
对于序列{ai)和{bi},i=O,1,…,N-1,正交定义为:
(3)码容量大
由上述分析可以知道,在多用户系统中,正交码的多少决定了系统容量,因此希望在设计扩频码时要选择容量大的码序列。
(4)保密性好
扩频通信系统常用于军事通信,因此在设计码时,常采用如下手段:要减少码直流功率,使码中“O”,“1”数平衡相等;增加码的周期;采用非线性移位寄存器实现码序列。
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