通信原理-chapter8.part第八章多路復(fù)用和多址技術(shù)

MultiplexingandMultiple 特別感謝 教1PreviouslyonPrinciplesofCh.5模數(shù)轉(zhuǎn)

Ch.4數(shù)字基

Ch.6數(shù)字調(diào)

Ch.8復(fù)用(ADC) 基帶（PulseSha(ADC)基帶（PulseSha)調(diào)Multi-plexingCh.7最佳接收(DAC)抽樣接(DAC)抽樣接濾波解DeMulti-plexing時(shí)分復(fù)頻分復(fù)用碼分復(fù)2PreviouslyonPrinciplesof碼分復(fù)用WalshCode：利用碼組之間的正交性（互相關(guān)=0）區(qū)分不同用(類似載波(x,y) XN

WalshCodes構(gòu)建方式，哈達(dá)瑪(Hadamard)矩陣WalshWalshCodes自相關(guān)特性不好（多個(gè)峰值），無法確定碼元起止38.4.5m問題：設(shè)計(jì)在一個(gè)碼元周期內(nèi)自相關(guān)函數(shù)出現(xiàn)‘單峰’的序列自相關(guān)單峰 時(shí)域具有‘噪聲’特性的偽隨機(jī)序列即無周期pattern umlengthsequence（m序列4例， 1的User1 2的UserWalsh 內(nèi)部，確保各個(gè)用戶之間不干m序列（LongCode）：進(jìn)一步擴(kuò)頻，和加密每 m序列（ShortCode）：解決Walsh‘自相58.4.5m–問問題：如何產(chǎn)生‘偽隨機(jī)序列自動(dòng)不同的狀自動(dòng)旋68.4.5m序列自動(dòng)不同的狀自動(dòng)旋78.4.5m序列輸出序列最長(zhǎng)周期 um周期：p=2N狀態(tài)由Nbits除去全0狀態(tài)（無法轉(zhuǎn)換到其他態(tài)，無額外的輸入88.4.5m序列N級(jí)寄存器自動(dòng)轉(zhuǎn)換狀態(tài)：用‘線性反饋’實(shí)現(xiàn)（設(shè)計(jì)的自由度生成周期最大的m序列輸98.4.5m序列1000110011101111011110110101101 110 0110001110010100001000011000狀

m序列輸 N=4級(jí)反始狀態(tài)(1，0，0，0)8.4.5m序列aN-aN-a第n個(gè)寄存器的狀8.4.5m序列aN-aN-反饋系數(shù)用‘特征方程’表ff(x)0cxcx212NxcxNiici的值決定了反饋線的連接狀xi指明系數(shù)ci的位置 8.4.5m序列反饋.ff(x)0cxcx212NxNcxii例f(x)1xx4把實(shí)際問題抽象為一個(gè)數(shù)學(xué)問題8.4.5m序列反饋.ff(x)0cxcx212NxiNcxiVisualizing？函數(shù)圖8.4.5m序列反饋.問題如何設(shè)計(jì)f(x)才能保證‘最長(zhǎng)’的周期解決產(chǎn)生最長(zhǎng)周期序列的充分必要條件：特征方程f(x)為本原多項(xiàng)式Primitivepolynomial是指滿足下列條件的多項(xiàng)①是不能分解因子的（有限域8.4.5m序列反饋.設(shè)計(jì).例：設(shè)計(jì)一個(gè)4級(jí)m序列產(chǎn)生器的特征方程級(jí)數(shù)n4，故p2n115(x15+1)分解因子如下(x151)(x4x1)(x4x31)(x4x3x2x1)(x2x1)(x因要求設(shè)計(jì)的移存器有4級(jí)，故其特征方程式的最高次項(xiàng)應(yīng)為x4上式右端前3個(gè)因子都符合但是，第3個(gè)因子不是本原多項(xiàng)式，因不滿足第3個(gè)條(x4x3x2x1)(x1)(x5因此，前兩個(gè)因子都可以作為特征多項(xiàng)式，用以產(chǎn)生m序列 8.4.5m序列反饋.設(shè)計(jì).N本原多項(xiàng)82x2+xN本原多項(xiàng)82x2+x+73x3+x+4x4+x+5x5+x2+6x6+x+7x7+x3+8x8+x4+x3+x2+9x9+x4+x10+x3+x11+x2+x12+x6+x4+x+x13+x4+x3+x+少的生成然后檢驗(yàn)是是本原多項(xiàng)式8.4.68.4.6m序列我們用m序列用‘自相關(guān)’和‘偽隨機(jī)’特點(diǎn)下面，從這兩個(gè)方面考均衡性Balance在m序列的一個(gè)周期中，“0”和“1準(zhǔn)確地說，“1”的個(gè)數(shù)比“0”的個(gè)數(shù)多一個(gè)（全0狀態(tài)了一個(gè)0）衡量隨機(jī)性，類似均勻分布8.4.6m序列游程分布RunRun：取值相同的一段元素（偽隨機(jī)性 runs 游程長(zhǎng)度：Run此例共有8個(gè)游程。長(zhǎng)度為4的游程有1個(gè)，即“1111”；長(zhǎng)度為”””；8.4.6m序列【例】一個(gè)由291511長(zhǎng)度為7的游程有2個(gè)，“”和“”各1個(gè)；長(zhǎng)度為8的游程有1個(gè)，即“”；長(zhǎng)度為9的游程有1個(gè)，即“8.4.6m–數(shù)學(xué)歸游程總數(shù)NNRLN長(zhǎng)度為“k”的游程1NR2N1k(kN(1k 1)游程游程1≤K≤N-2時(shí)，連“1”游程數(shù)目和8.4.6m序列移位相加特性一個(gè)M與其經(jīng)過任意次移位產(chǎn)生的另一序列Mr模相加，仍得到的序列某次移位序列；（此性質(zhì)為后面自相關(guān)性質(zhì)做準(zhǔn)備MiMijMs 例 ，(j=1，s=5)。式中右端因最長(zhǎng)序列，即全部可能都被遍8.4.6m序列性質(zhì).m序列的自相關(guān)函數(shù)(j)Sp 當(dāng)j0時(shí)（錯(cuò)開的時(shí)候

SxyD：xy(j[MiMi+j0的數(shù)目MiMi+j1pMs中0的數(shù)目Ms1p=p 當(dāng)j0時(shí)（完全對(duì)齊(j[MiMi0的數(shù)目MiMi1]的數(shù)目p0 8.4.6m序列性質(zhì).m序列的自相關(guān)函數(shù)(j)1pj j1,,p自相關(guān)函數(shù)為偶函數(shù)由于m序列有周期性，故其自相關(guān)函數(shù)也有周期性，周期也是(j)(jk1,8.4.6m序列性質(zhì).以上，自相關(guān)函數(shù)(j)只定義在離散的點(diǎn)上(j只取整數(shù))若把m序列當(dāng)作周期性連續(xù)函數(shù)求其自相關(guān)函數(shù)，則根據(jù)自相關(guān)函數(shù)定R()

T0T0

s(t)s(t

可求，相關(guān)函數(shù)1p1iT

0

T0,iR()

1 (j)的連續(xù)函數(shù)版 8.4.6m序列性質(zhì).j)的圖像1-2- -0p-τ0為碼寬：取決于LFSR周期T0：T0τ0τ0很小時(shí)，趨于δ(τ)。在一個(gè)基帶碼元內(nèi)，只有一個(gè)峰值。可以來同步信8.4.6m序列應(yīng)用假設(shè)：二進(jìn)制信號(hào)“0”和“1”是以等概率隨機(jī)出現(xiàn)的，用m偽偽隨機(jī)序接收端可以用同樣的m序列產(chǎn)生器，由同步信號(hào)控制，產(chǎn)生出相同的地序列。本地序列和接收序ITU建議用于數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備測(cè)量誤碼的m序列周期是511，其特征多項(xiàng)建議采用x9x5建議用于數(shù)字傳輸系統(tǒng) /8448kb/s)測(cè)量的m序列周期215–1=32767，其特征多項(xiàng)式建議采用x15+x14+1 用一移位的m序列與被測(cè)量的經(jīng)過傳輸路徑延遲的m序列計(jì)算相關(guān)函數(shù)當(dāng)兩個(gè)序列相位相同（同一位置）時(shí)，可得到相關(guān)峰，由移位m序列和m序列的相位差可以求得延【例】若用一個(gè)由9級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的m序列 距，已知最遠(yuǎn)目標(biāo)1500km，求加于移位寄存器的定時(shí)脈沖的最長(zhǎng)周期從m序列發(fā)出開始，到達(dá)目標(biāo)后再反射回來，按 速度計(jì)算，t21500

102定時(shí)脈沖的最長(zhǎng)周期是在移位了整個(gè)序列時(shí)才得到相關(guān)峰的情況下發(fā)生的。共需移位29－l＝511次．故最長(zhǎng)周期Tt

＋Y

＋Y將信源產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)字消息和一個(gè)的偽隨機(jī)序列模2出由于不同長(zhǎng)度的偽隨機(jī)序列有無窮多個(gè)，即使相同長(zhǎng)度的偽隨機(jī)序列有許多，因此，要破密很00 01 110011000010110111011101100000 01 同一偽隨機(jī)序列的起始相位（LFSR初始狀態(tài)）不同，也不 。序周期越長(zhǎng)，為了破密用于加密的偽隨機(jī)序目的使所傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)具有接近隨機(jī)的統(tǒng)計(jì)特性不用增加多余度而擾亂信號(hào)，改變數(shù)字信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性，使其似于白噪聲統(tǒng)計(jì)特在發(fā)送端用加擾器來改變?cè)紨?shù)字信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性，而接收端擾器恢復(fù)出原始數(shù)字信擴(kuò)展頻譜（簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻）系統(tǒng)傳輸?shù)男盘?hào)被擴(kuò)展至占據(jù)一很寬的頻帶的系統(tǒng)，遠(yuǎn)大于傳輸該信號(hào)所需的最小帶寬在信號(hào)碼創(chuàng)造的空間是正交的，在頻域是混疊且擴(kuò)展擴(kuò)展頻譜技術(shù)的理論基礎(chǔ) 公式CBlogS2 N可以用擴(kuò)展信號(hào)的頻譜作B為代價(jià)，換取用很低信噪比傳送信號(hào)樣可以得到很低的差錯(cuò)××載 ××

解調(diào) 混混中編碼序中編碼序×編碼序信 本01信息01101011110101110010100011001111001010111001011110011000011π