基于MATLAB的m序列生成与CDMA扩频和解扩实现目录基于MATLAB的m序列生成与CDMA扩频和解扩实现一、什么是m序列？ 1.1概念和理解1.2序列的生成条件1.3序列的生成1.4基于MATLAB的m序列的生成2、2、CDMA扩频和解扩2.1直接序列码分多址介绍2.2基于MATLAB的扩频和解扩
一、什么是m系列？ 1.1概念和理解m序列采用n级线性移位寄存器的周期为P=2^ n-1，码分多址(CDMA )主要采用周期为P=2^ 15-1的短PN序列和P=2^42-1的长PN序列这两种长度的m序列。
用于随机信号源的伪随机序列发生器。 它也被用于数据加扰和秘密通信领域。
1.2生成序列条件线性移位反馈寄存器能否生成m序列的条件，如下图所示，由其反馈系数Ci决定。
将八进制转换为二进制代入即可。 例如，以m序列的级数n=4为例，其周期为15，反馈系数从23 (八进制)变换为二进制时为10011，因此C0=1，C1=0，C2=0，C3=1，C4=1。 因此，将C1-C4设为0011。
1.3发生m序列以4个阶段的m序列为例，该序列代码发生器如下图所示，假设初始状态X1~X4为0001，另外，由于4个阶段的m序列的反馈系数为23，C1-C4为0011，所以发生定时表如下图所示
可以看出，从初始状态0到时钟14正好是周期15，时钟15是初始0的状态，所以对应的4个阶段的m序列是100010011010111，这产生4个阶段的m序列。 其他类别m序列的生成也是同样的，但是在更高次的m序列中反馈系数的选择不同，得到的m序列也不同。 (随手画的有点丑) ) )。
1.4用MATLAB实现m系列的生成(1)编写mseq函数实现可编程控制器的运行：
function [ mseq ]=mseq [ FB connection ] n=length [ FB connection ]； N=2^n-1； Register=[Zeros(1，n-1 )1] %移位寄存器的初始状态需要修正每次的初始状态mseq(1)=register(n ) n )。 %m序列的第一个输出码元forI=2:nnewregister(1)=mod (FB connection.* register )，2 )； forj=2:nnewRegister(j )=register (j-1 )； 结束； register=newregister； mseq(I )=register(n ) n； end调用该函数，输出即可：
mesq=mseq([001]； %从左到右，C1 C2 C3等mseq函数参数对m序列的反馈系数为二进制plot(mesq ) axis ([ 015，01.5 ] )； 模拟图如下。
模拟结果与计算结果一致，产生了m序列。
二、二、CDMA扩频和解扩的2.1直接序列码分多址介绍了需要传输的具有一定带宽的信号，利用另一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，对原始数据信号的带宽进行扩频，即扩展。 接收端使用完全相同的伪随机码与接收到的信号进行相关处理，将宽带信号变换为原始的窄带信号，即解扩，实现信息通信。 这次使用的伪随机码是m系列码。
在进行扩频解扩操作之前编写并调用各模块的函数。
2.2通过MATLAB实现扩散和扩散(1) suiji.m (为了随机生成用户的信息信号) ) ) ) )。
function[x]=suiji(L ) x=rand(1) 1，l )； x(find ) x0.5 ) )=-1； x(find(x=0.5 ) )=1； end(2) de_mod.m (用于进行用户信息信号的扩展) )。
%参数c是要使用的伪随机码%参数x是输入的信息信号%参数y是获得的扩展后的信号functiony=ds_mod(c，x ) tmp=c*x； y=tmp(3360； end(3) de_demod.m (为了进行扩频信号解扩) ) ) ) ) )。
%参数c是要使用的伪随机码%参数y是扩展信息信号%参数y是获得的解扩展后的信号functionx=ds_demod(c，y ) tmp=reshape(y，length ) c ) x=tmp*c； x=x '； end(4) main.m (为了进行实现扩频解扩的操作) ) ) ) ) )。
clc； clear all； n=4； %是以周期15序列进行扩频和频率分解的x_num=10； %传输信息符号数量x=suiji(x_num )； %生成随机数subplot(X(411 ) plot ) x )的title (原始信息)； c=mseq([001 )； %从左到右，用于m序列的mseq函数参数(诸如C1 C2 C3 )的反馈系数23变成二进制初始值X1X2X3X4，分别是0001 (412 ) y=ds_mod ) : )，x ) %扩频plot(y )； title (扩频后信息信号)； subplot(413 ) Y_AWGN=awgn(Y ) y，1 )； plot(y_awgn； title (加性高斯白噪声扩频信号)； x_result=ds_demod(c(: )，Y_AWGN )； x_result(find ) x_result=0) )=1； x_result(find ) x_result0) )=-1； subplot(414 ) plot (x _ result )； title (扩展解除后的信息)； 作为伪随机码，使用周期为15的m序列进行调制后的结果，模拟图示于图。
总结：从仿真图中可以看出，原始信号经扩频后长度扩大了15倍，倍数是周期，加了AWGN后，扩频信号变得很难辨别，但通过m序列的调制，发送与接收端用m序列进行调制，最终解扩后得到了原始的窄带信号，故实现了信息通信。
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