基于Matlab的m序列发生器的[1]
m序列发生器的作用
m序列发生器的作用
m序列发生器是一种能够产生伪随机序列的电子设备或算法。
它的主要作用有：
1. 加密通信：m序列发生器可以用于生成加密密钥序列，用于对通信数据进行加密，保护通信内容的安全性。
2. 伪随机数生成：m序列发生器可以用于生成伪随机数序列，可以应用在密码学中的伪随机数生成算法、模拟实验、随机化算法等应用中。
3. 信号处理：m序列发生器可以用于产生具有特定性质的信号序列，如具有较好频谱特性的序列、跳频信号序列等，广泛应用于通信领域、雷达系统、无线电测量等各种信号处理应用中。
4. 探测器测试：m序列发生器可以用于对数字通信中的接收机进行性能测试，通过与已知正常输入进行比较，可以检测接收机的误码率、误比特率、误帧率等性能指标。
总之，m序列发生器的作用主要体现在加密通讯、伪随机数生成、信号处理和探测器测试等方面。
基于MATLAB的m序列仿真
s1(n)=mod(sum(s1(n-r:n-1).*f1(1:r)),2);%通过模2加产生m1序列 end stem(s1); title('生成m序列') %绘制生成m序列的图形
4
基于 Matlab 的 m 序列仿真分析
2.2 m 序列的基本性质
参考文献 ......................................................... 16 附录 ............................................................. 17
基于 Matlab 的 m 序列仿真分析
1.2
系统设计流程图
本文通过软件 Matlab 编写程序，从而在 GUI 环境下看到 m 序列的产生、m 序列的自 相关和互相关函数图形，其系统设计流程图如图 1.1 所示： 开始
用 Matlab 编写程序产生两个 m 序列
对 m 序列进行自相关特性分析
对 m 序列进行互相关特性分析
用 Matlab GUI 显示仿真结果
结束 图 1.1 系统设计流程图
1
基于 Matlab 的 m 序列仿真分析
第二章
2.1 m 序列产生原理及结构
m 序列的产生及性质
伪随机序列有很多种，其中最基本最常用的一种是最长线性反馈移位寄存器序 列，也称作 m 序列，通常由反馈移位寄存器产生。 m 序列是最长线性移位寄存器序列的简称。它是由多级移位寄存器或其他延迟 元件通过线性反馈产生的最长的码序列。由于 m 序列容易产生、规律性强、有许多 优良的性能，在扩频通信中最早获得广泛的应用。 由 m 级寄存器构成的线性移位寄存器如图 2.1 所示，通常把 m 称为这个移位寄 存器的长度。每个寄存器的反馈支路都乘以 Ci。当 Ci=0 时，表示该支路断开；当 Ci=1 时，表示该支路接通。显然，长度为 m 的移位寄存器有 2n 种状态，除了全零序 列，能够输出的最长序列长度为 N=2n-1。此序列便称为最长移位寄存器序列，简称 m 序列。 m 序列每移位一次，就出现一种状态，在移位若干次后，一定能重复出现前某 一状态，其后的过程便周而复始了。反馈线位置不同将出现不同周期的不同序列， 我们希望找到线性反馈的位置，能使移存器产生的序列最长，即达到周期 P=2n-1。 按图中线路连接关系，可以写为：
基于Matlab的m序列生成及性能仿真
ＰＮ＿ｍｏｄ８＝ｒｅｓｈａｐｅ（ＰＮ—ｍｏｄ８，１，５１２）； ｅｎｄ
ｌｏｃａｔｉｏｎ＝１； ｋ＝１： ｆｏｒ ｉ＝１：ｌｅｎｇｔｈ（ｒｅｇ＿ａ１１）
ｉｆ ｒｅｇ＿＿ｔｅｓｔ＝＝ｒｅｇ＿ａｌｌ（ｉ，：） ｌｏｃａｔｉｏｎ（ｋ）＝ｉ； ｋ＝ｋ＋１：
％寻找初始状态，以验证其周期
ｅｎｄ
ｅｎｄ
合伪随机序列的基本性质，可以满足扩频序列的设计需求。
基于以上ｍ序列移位寄存器结构，可在Ｍａｔｌａｂ中用Ｍ语言编程
产生１１３序列的程序代码：
ｒｅｇ＝［１ ０ １ １ １ ０ １ ０ １ １ ０ １］；
％从高位到低位
ｒｅ。ｇＬｔｅｓｔ＝ｒｅｇ；
ｅｏｅｆｆ＝［１ ０ ０ ０ ０ ０ １ ０ １ ０ ０ １ １１；％高位到低位
％计算Ｉｎ序列自相关性
ｓｕｂｐｌｏｔ（２，１，１）；
ｐｌｏｔ（ｊ，ｔｅｍｐ／ｌｅｎｇｔｈ（ｎ））； ｔｉｄｅ（７自相关性，）；
ａｘｉｓ（［一１０００ １０００—０．１ １．２］）；
酣ｄ ｏｎ； 同理可计算ｍ序列互相关性程序。
运行程序后可返回Ｄ１序列相关函数如图２所示。
由图２可以看出，ｍ序列具有良好的自相关特性和互相关性，符
关和互相关特性【”。
１．ｍ序列简介
ｍ序列是最长线性移位寄存序列的简称．是由带线性反馈的移存
器产生的周期最长的序列。它是周期为Ｎ＝２ｒ＿１的线性伪随机序列，ｒ
是移位寄存器阶数。 ｍ序列的性质有闭：
ａ）均衡性，即在ｍ序列的一个周期中，…１’和…０’的数目基本相等。
ｂ）长度为ｋ的游程数目占游程总数的２４．其中“＋”游程和“一”游程
ｉ＝ｌ；
ｆｏｒ ｋ＝１：（２＾ｌｅｎｇｔｈ（ｒｅｇ））
％计算一个周期的ｒｆｌ序列输出
matlab生成m序列的方法
1 matlab生成m序列的方法
1 matlab生成m序列的方法
1.1 m序列基本知识点
1.2 matlab产生m序列
1.2.1 根据产生原理编写生成函数
1.2.1.1 生成m序列的函数：
1.2.1.2 调用已编写函数生成m序列
1.2.2 利用$idinput$函数
引言
m序列属于伪随机序列的一种。
在通信领域应用较为广泛。
由于其具有很好的伪噪声特性，因此在保密通信中，可以将其应用在高可靠性的保密通道中。
另外，雷达领域也有广泛应用，伪随机相位编码脉冲/连续波雷达中用到的调制信号正是m 序列。
1.1 m序列基本知识点
1. m序列的周期等于，N是m序列的级数，m序列由N级线性反馈移存
器产生。
2. m序列具有均衡性，序列中“1”和“0”的数目基本相等，“1”的个数比“0”多1。
3. m序列的循环自相关函数是双值电平。
4. m序列具有游程分布的规律。
1.2 matlab产生m序列
具体产生原理可参考相关资料（通信原理第七版，樊昌信、曹丽娜），这里只介绍matlab实现方法。
2. 生成其他阶数的m序列则只需要将 primpoly(7,'all') 命令中的数字‘7’更换到
函数
函数可以成成多种不同的序列。
也可以用来产生m序列：
序列的阶数等于7
Order_number)-1),'prbs')';%生成m序列。
基于Matlab的m序列的仿真与实现
Ｆ（ｘ）＝Ｃ ＋Ｃ ｘ１＋Ｃ ｘ２＋…＝
０１
２
（２）
（３）生成函数（亦称序列多项式）可以表示为如下形式
Ｇ（ｘ）＝ａ ＋ａ ｘ１＋ａ ｘ２＋…＝
０１
２
当初始状态为
ａ ＝－ｒ＋２
－１
联立式（１）、（２）、（３）可得
（３） （４）
（５）
当初始状态不是 ａ ＝１，ａ ＝ａ ＝…＝ａ ＝０ 时，
－ｍ
－ｍ＋１ －ｒ＋２
－１
联立式（１）、（２）、（３）可得
图一 二进制序列发生器原理框图 由图一可得如下的几个表达式 （１）反馈逻辑可以表示为如下形式
（１）
（６）
由以上关系可知，知道了特征表达式就可以构建线性反 馈移位寄存器的结构，由线性反馈移位寄存器的结构就可以 知道反馈移位寄存器的反馈逻辑表达式，然后在给定初始条 件的情况下，通过运算就可得序列多项式，也就可以得到 ｍ
摘 要： ｍ 序列是一种典型的伪随机序列，它在扩频通信、流密码、信道编码等领域有着十分广泛的应用。本文介绍
了 ｍ 序列构造方法及基本性能，并利用 Ｍａｔｌａｂ 中的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真系统及 Ｍ 语言编程实现它们的产生和分析。仿真结果验证
了该方法的正确性和可行性．
关键词： ｍ序列； Ｍａｔｌａｂ； 仿真
中图分类号：ＴＨ９１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７１－４７９２－（２００８）１－００６４－０２
Ａｂｓｔｒａｃｔ： ｍ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｓ ａ ｔｙｐｉｃａｌ ｐｓｅｕｄｏ－ｒａｎｄｏｍ ｓｅｑｕｅｎｃｅ， Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｓｐｒｅａｄ－ｓｐｅｃｔｒｕｍ
ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ｓｔｒｅａｍ ｃｉｐｈｅｒ， ｃｈａｎｎｅｌ ｃｏｄｉｎｇ， ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｆｉｅｌｄｓ． ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｍ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
matlab利用idinput函数产生m序列
之前不懂系统辨识的理论，输入信号随便用了一个阶跃信号，后来发现阶跃信号其实很菜，不足以激励起系统的全部动态特性，额，实验数据立马弱爆了。
M序列是工程中常用的输入信号，它的性质类似于白噪声，而白噪声是理论上最好的输入信号，可见M序列的价值。
下面介绍M序列的matlab产生方法，看到很多论坛产生M 序列的程序复用性不高，而matlab就提供了产生M序列的专门函数，这里尝试一下。
idinput函数产生系统辨识常用的典型信号。
格式u = idinput(N,type,band,levels)[u,freqs] = idinput(N,'sine',band,levels,sinedata)N产生的序列的长度，如果N=[N nu]，则nu为输入的通道数，如果N=[P nu M]，则nu指定通道数，P为周期，M*P为信号长度。
默认情况下，nu=1，M=1，即一个通道，一个周期。
Type指定产生信号的类型，可选类型如下stairs(ms)title('M序列')ylim([-0.5 1.5])结果如下同时，matlab给出如下警告Warning: The PRBS signal delivered is the 12 first values of a full sequence of length 15.即函数的输出为周期为15（大于12的第一个2^n-1的值）PRBS信号的前12个值组成的序列。
如ms = idinput(15, 'prbs', [0 1], [0 1]);figurestairs(ms)title('M序列')ylim([-0.5 1.5])可以看到指定12时的序列为指定15时的序列的前面部分。
对于M>1时，ms = idinput([12,1,2], 'prbs', [0 1], [0 1]);figurestairs(ms)title('M序列')ylim([-0.5 1.5])结果如下Matlab给出的响应警告为Warning: The period of the PRBS signal was changed to 7. Accordingly, the length of thegenerated signal will be 14.对于正弦信号和的产生，貌似用的不多，语法还挺复杂，等用的时候再看吧。
基于MATLAB的m序列的产生及相关特性仿真(精)
XUEBAO 2009.10.20*[收稿日期]2009-07-28[作者简介]刘新永(1975-,男,解放军蚌埠坦克学院教育技术中心,讲师,研究方向:通信与网络技术。
蔡凤丽(1978-,女,安徽电子信息职业技术学院,讲师,研究方向:通信与信息系统。
裴晓根(1975-,男,解放军蚌埠坦克学院信息指挥教研室,助讲,研究方向:军事通信。
No.52009General No.44Vol.82009年第5期第8卷(总第44期安徽电子信息职业技术学院学报JOURNALOF ANHUI VOCATIONAL COLLEGE OF ELECTRONICS&INFORMATION TECHNOLOGY[文章编号]1671-802X(200905-0014-03基于MATLAB 的m 序列的产生及相关特性仿真刘新永1,蔡凤丽2,裴晓根3(1、3.解放军蚌埠坦克学院,安徽蚌埠233050;2.安徽电子信息职业技术学院,安徽蚌埠233060[摘要]本文主要是介绍MATLAB 在m 序列的产生及其相关特性分析方面的应用,研究了基于MATLAB 完成m序列simulink 硬件仿真方法,并且利用MATLAB 对不同长度的几种m 序列进行相关特性的分析。
[关键词]m 序列;simulink 硬件仿真;自相关[中图分类号]TN95[文献标识码]B一、m 序列的产生原理m 序列是最长线性反馈移存器序列的简称,它是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列。
如图1所示为n 级移位寄存器,其中有若干级经模2加法器反馈到第1级。
不难看出,在任何一个时刻去观察移位寄存器的状态,必然是2n 个状态之一,其中每一状态代表一个n 位的二进制数字;但是,必须把全0排斥在外,因为一旦出现全0状态,则以后的序列将恒为0,所以,寄存器的起始状态可以是非全0的2n -1状态之一。
这个电路的输出序列是从寄存器移出的,尽管移位寄存器的状态每一移位节拍改变一次,但无疑是循环的。
基于Matlab产生m序列
目录前言 (1)第一章设计任务 (2)1.2设计内容 (2)1.2设计要求 (2)1.3系统框图 (2)第二章m序列的分析 (4)2.1m序列的含义 (4)2.2m序列产生的原理 (5)2.2m序列的性质 (6)2.3自相关特性 (7)第三章m序列的设计 (8)3.1特征多项式确定 (8)3.2本原多项式的确定 (9)3.3m序列的发生 (10)第四章程序调试及结果分析 (11)4.1m序列的仿真结果及分析 (12)4.2该设计的序列相关性仿真结果及分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)附录：程序代码 (16)前言扩频通信因其具有抗干扰、抗多径衰落、抗侦察等优点在通信领域中得到广泛应用。
扩频序列的设计和选择是扩频通信的关键技术，扩频序列性能的优劣在很大程度上决定了通信系统的多址干扰和符号间干扰的大小，从而直接影响到系统的性能。
因此，深入研究扩频序列的性质，构造设计具有良好相关性的扩频序列，来满足扩频系统的要求，是直接序列扩频系统的核心课题。
白噪声是一种随机过程，它有极其优良的相关特性。
但至今无法实现白噪声的放大、调制、检测、同步及控制等，而只能用类似于白噪声统计特性的伪随机序列来逼近它，并作为扩频系统的扩频码。
常见的伪随机序列有m 序列、GOLD 序列、M 序列、Walsh 序列等。
m 序列是目前研究最为彻底的伪随机序列，m 序列容易产生，有优良的自相关和互相关特性。
序列是伪随机序列的一种情况。
他可以在很多领域中都有重要应用。
由n级移位寄存器所能产生的周期最长的序列。
这种序列必须由非线性移位寄存器产生,并且周期为2n（n为移位寄存器的级数）。
通过对伪随机码中常用的m序列的结构和性质进行了分析，本文给出了基于MATLAB平台的m序列生成算法及代码伪随机序列分析。
第一章 设计任务1.2 设计内容掌握PN 序列的相关知识，掌握m 序列的产生原理及其在matlab 中的产生方法，对特定长度的m 序列，分析其性质，及其用来构造其它序列的方法；研究伪随机序列在跳频通信中的应用方法。
基于matlab的移位寄存器法m序列的产生
ｐ ａｅｉ ｎ ｔ ｅｕａｉ ， ｎ ｈ ｓ ｆ ｓｑ ｅｃ ｅ ｅａｅ ｙｔｉ ｐ ｐ ｒ ａ ｅａｊｓ ｄ Ｅ ｐａｎｉ ｄ ｔｉｔｅ ｈ ｓ ｏ ｒｇ ｌｔ ｎ ａ ｄｐ ａｅｏ ｅ ｕ ｎ ｅｇ ｎ ｒｔ ｂ ｓ ａ ｅ ｎｂ ｄｕ ｔ ． ｘ ｌｉ ｎ ｅ ｌｈ ｓ ｏ ｍ－ ｄ ｈ ｃ ｅ ａ
ｓ ｉｓｓ ｗ ｈ ｔｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｉ ｅ ｓｂ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ａ ｈ ｉ ｌ ｔｏ ｓｆ ａ ｉ ｌ ．
【 ｅ ｏｄ］ｈ ｇ ｔ ； ｒａ ｅｔ ｍｍ ｓ ｕｎｅ Ｋ ｙ ｒｓＳｉ ｒ ｉｅ Ｓ ｅｄ ｐｃ ；－ｅ ｅｃ ｗ ｔ ｆ ｅ ｓ ｒｐ ｓ ｒ ｕ ｑ
等。 ｍ序列是最常用的一种扩频码 ， 它是最大长度线
性反 馈移位 寄 存器 序列 的简 称 。它是 用带 线性 反馈
的移位寄存器产生 的， 是周期最长的序列。 它具有很 强的相关性 ． 规律性和系统性 。 表现出的统计特性和 白噪声的采样序列相同， 如果不知道其生成方法 ， 看 上去 就 和真 的随机 序列 一样 。 伪随机序列的用处很广泛 ， 在雷达 、 遥控系统、 多址通信 、 保密通信、 Ｐ 导航等领域都有应用。由 ＧＳ 于其 具有 的社 会 和科 学价 值 ， 随 机序列 的构 造 、 伪 生
ｓ ｅ ｔ ｍ ｏ ｐ ｃｒ ｕ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｉ ｔｒｕ ｈ ｏ ｎ ｉｄ ｐ ｎ ｅ ｔｐ ｅ ｄ — ａ ｄ ｍ ｅ ｕ ｎ ｅ ｔ ｏ ｌｔ． ｓ ｑ ｅ ｃ ｓｏ ｅ ｎｃ ｔ ｓ ｈ ｏ ｇ ｆａ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｓｕ ｏ ｒ ｎ ｏ ｓ ｑ ｅ ｃ ｏｃ ｍｐｅｅ ｍ— ｅ ｕ ｎ ｅ ｉ ｎ ｏ
基于Matlab的m序列发生器的设计1
引言伪随机噪声具有类似于随机噪声的某些统计特性，同时又能够重复产生。
由于它具有随机噪声的优点，又避免了随机噪声的缺点，因此获得了日益广泛的实际实用。
这种周期性数字序列称为随机序列，有时又称为随机信号和伪随机码。
m序列是伪随机序列中最重要的序列中的一种，它不但具有易于产生的特点，还具有良好的自相关特性，在扩频通信中得到了广泛的应用。
1. m序列设计方案选择1.1 方案一编程实现m 序列：MA TLAB编程非常简单，无需进行变量声明，可以很方便的实现m序列。
1.2方案二图1.1 Simulink 实现m 序列Simulink 实现m 序列(如图1.1所示) 。
Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
通过比较方案一和方案二，发现方案一的优点具有通用性，其中mserises.m相当于一个通项，根据具体的本原多项式调用它即可，而方案二利用MATLAB的simulink直接搭建模块，在移位寄存器较少时利用此方法极为简单，可是当移位寄存器的数量增多时，要搭建那么多的模块就显得很繁琐，缺乏通用性。
2.Simulink工具介绍2.1 Simulink简介Simulink是MATLAB软件最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可以构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用与控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
基于Matable的扩频通信m伪随机序列的产生
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2010年秋季学期移动通信课程设计题目：基于Matable的扩频通信m伪随机序列的产生专业班级：通信四班姓名：祝小利学号：07250435指导教师：贾科军成绩：中文摘要伪随机信号既有优良的相关性，又有随机信号所不具备的规律性，因此，伪随机信号既易于从干扰信号中识别和分离出来，又可以方便的产生和重复，其相关函数接近于白噪声的相关函数，既有随机噪声的优点，又避免了随机噪声的缺点。
m序列是伪随机序列中最重要的序列之一。
其具有的尖锐的自相关特性；尽可能小的互相关值；足够多的序列数；序列均衡性好；工程上易实现等的要求，使得它在扩频通信系统中得都了广泛的应用。
它可以通过移位寄存器实现，本文利用MATABLE编码实现了m序列的生成，通过仿真对m序列的自相关特性及功率谱密度函数进行了分析和验证。
关键字：扩频通信；伪随机序列；m序列；MATABLE编码前言扩频通信因其具有抗干扰、抗多径衰落、抗侦察等优点在通信领域中得到广泛应用。
扩频序列的设计和选择是扩频通信的关键技术，扩频序列性能的优劣在很大程度上决定了通信系统的多址干扰和符号间干扰的大小，从而直接影响到系统的性能。
因此，深入研究扩频序列的性质．构造设计具有良好相关性的扩频序列，来满足扩频系统的要求，是直接序列扩频系统的核心课题。
白噪声是一种随机过程．它有极其优良的相关特性。
但至今无法实现白噪声的放大、调制、检测、同步及控制等．而只能用类似于白噪声统计特性的伪随机序列来逼近它，并作为扩频系统的扩频码。
随机码具有某种随机序列的随机特性，因为同样具有随机特性，无法从一个已经产生的序列中判断是随机序列还是伪随机序列，只能根据序列的产生办法来判断。
伪随机序列具有良好的随机性和接近白噪声的相关函数，并且有预先的可确定性和可重复性。
而这些特性正好满足了扩频通信中对扩频序列尖锐的自相关特性；尽可能小的互相关值；足够多的序列数；序列均衡性好；工程上易实现等的要求。
基于Matlab的m序列发生器的
目录第一章绪论..................................................................................................................１1.1背景及意义 ....................................................................................................１1.2设计内容及要求...............................................................................................１1.2.1 设计内容................................................................................................１1.2.2 设计要求................................................................................................２1.3系统框图..........................................................................................................２第二章 m序列的分析.......................................................................................................３2.1 m序列的原理...........................................................................................................３2.2 m序列的相关特性 ...................................................................................................４2.2.1均衡特性(平衡性） ...............................................................................４2.2.2游程分布(游程分布的随机性) ...............................................................４2.2.3移位相加特性(线性叠加性) ..................................................................４2.2.4自相关特性.............................................................................................５第三章 m序列的设计............................................................................................................. ６3.1特征多项式确定..............................................................................................６3.2本原多项式的确定...........................................................................................７3.3 m序列的发生..............................................................................................８第四章程序调试及结果分析..................................................................................１０结论............................................................................................................................１２参考文献....................................................................................................................１３附录一：程序代码....................................................................................................１４第一章绪论1.1 背景及意义扩展频谱通信是一种不同于常规通信系统的新调制理论和技术，简称扩频通信。
基于matlab的m序列的产生和特性分析
基于matlab的m序列的产生和特性分析作者：耿亚南来源：《中国新通信》 2017年第15期【摘要】 m 序列是一种重要的伪随机序列。
本文借助MATLAB 平台，详细介绍了m 序列的产生原理，并仿真了由移位寄存器产生的m 序列，同时研究了m 序列的自相关函数并得到了m 序列自相关函数的图像。
仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。
【关键字】 m 序列自相关函数 MATLAB一、引言m 序列是最长线性移位寄存器序列的简称，有着良好的自相关性，易于产生和复制，是目前广泛应用的一种伪随机序列。
其在通信领域有着广泛的应用，如扩频通信，卫星通信的码分多址，数字数据中的加密、加扰、同步、误码率测量等领域。
近几十年来，运用m 序列测量房间声学系统脉冲响应的技术研究也受到了人们的关注。
m 序列法测量技术有两大优点其一是较强的抗噪声性能，其二是运算速度快、效率高。
二、m 序列的产生2.1 m 序列的产生原理m 序列是由带线性反馈的移位寄存器产生的。
由n 级串联的移位寄存器和反馈逻辑线路可组成动态移位寄存器，如果反馈逻辑线路只由模2 和构成，则称为线性反馈移位寄存器。
m 序列的产生框图如图1 所示。
图中C0、C1…Cn 均为反馈线，其中C0= Cn=1，表示反馈连结。
因为m 序列是由循环序列发生器产生的，因此C0和Cn 肯定为1，即参与反馈。
而反馈系数C1、C2…Cn － 1若为1，参与反馈，若为0，则表示断开反馈线，即开路、无反馈连线。
2.2 MATLAB 仿真MATLAB 产生m 序列的部分程序：function[mseq]=m_sequence(fbconnection)n=length(fbconnection);N=2^n-1;register=[zeros(1,n-1) 1];mseq(1)=register(n);for i=2:Nnewregister(1)=mod(sum(fbconnection.*register),2);for j=2:nnewregister(j)=register(j-1);end;三、m 序列的自相关函数3.1 自相关函数自相关是指m 序列与逐位移位后的序列相关性的一种度量。
m序列产生
m序列产生设计内容及要求基于MATLAB产生m序列要求：1．通过matlab编程产生m序列的产生原理及其产生方法。
2．对特定长度的m序列，分析其性质，及其用来构造其它序列的方法。
第二章 m序列设计方案的选择2.1 方案一MATLAB编程非常简单，无需进行变量声明，可以很方便的实现m序列。
2.2 方案二图2.1 Simulink实现m序列Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供了一个动态系统建模，仿真和综合分析的集成环境。
在此环境中无需大量书写程序，而只需通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应性广，结构及流程清晰及仿真精细等优点，基于以上优点，Simulink已被广泛的运用到控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
1通过比较方案一和方案二，发现方案一的有点具有通用性而方案二利用MATLAB的Simulink直接搭建模块，在移位寄存器较少的情况下利用此方法比较简单，可是当移位寄存器的个数增多时，要搭建那么多的模块就显的很繁琐了，缺乏通用性，因此本次实验选择方案一。
第三章 m序列的产生及性质3.1 m序列的产生原理、结构及产生m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，m序列是由带线性反馈的移位寄存器产生的。
由n级串联的移位寄存器和反馈逻辑线路可组成动态移位寄存器，如果反馈逻辑线路只由模2和构成，则称为线性反馈移位寄存器。
带线性反馈逻辑的移位寄存器设定初始状态后，在时钟触发下，每次移位后各级寄存器会发生变化，其中任何一级寄存器的输出，随着时钟节拍的推移都会产生一个序列，该序列称为移位寄存器序列。
n级线性移位寄存器的如图3.1所示：图3.1 n级线性移位寄存器图中Ci表示反馈线的两种可能连接方式，Ci=1表示连线接通，第n-i级输出加入反馈中；Ci=0表示连线断开，第n-i级输出未参加反馈。
因此，一般形式的线性反馈逻辑表达式为------表达式3.1将等式左边的an移至右边，并将an=C0an(C0=1)带入上式，则上式可以写成-------表达式3.22定义一个与上式相对应的多项式--------表达式3.3其中x的幂次表示元素的相应位置。
基于Matlab产生m序列
目录前言 (1)第一章设计任务 (2)1.2设计内容 (2)1.2设计要求 (2)1.3系统框图 (2)第二章m序列的分析 (4)2.1m序列的含义 (4)2.2m序列产生的原理 (5)2.2m序列的性质 (6)2.3自相关特性 (7)第三章m序列的设计 (8)3.1特征多项式确定 (8)3.2本原多项式的确定 (9)3.3m序列的发生 (10)第四章程序调试及结果分析 (11)4.1m序列的仿真结果及分析 (12)4.2该设计的序列相关性仿真结果及分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)附录：程序代码 (16)前言扩频通信因其具有抗干扰、抗多径衰落、抗侦察等优点在通信领域中得到广泛应用。
扩频序列的设计和选择是扩频通信的关键技术，扩频序列性能的优劣在很大程度上决定了通信系统的多址干扰和符号间干扰的大小，从而直接影响到系统的性能。
因此，深入研究扩频序列的性质，构造设计具有良好相关性的扩频序列，来满足扩频系统的要求，是直接序列扩频系统的核心课题。
白噪声是一种随机过程，它有极其优良的相关特性。
但至今无法实现白噪声的放大、调制、检测、同步及控制等，而只能用类似于白噪声统计特性的伪随机序列来逼近它，并作为扩频系统的扩频码。
常见的伪随机序列有m 序列、GOLD 序列、M 序列、Walsh 序列等。
m 序列是目前研究最为彻底的伪随机序列，m 序列容易产生，有优良的自相关和互相关特性。
序列是伪随机序列的一种情况。
他可以在很多领域中都有重要应用。
由n级移位寄存器所能产生的周期最长的序列。
这种序列必须由非线性移位寄存器产生,并且周期为2n（n为移位寄存器的级数）。
通过对伪随机码中常用的m序列的结构和性质进行了分析，本文给出了基于MATLAB平台的m序列生成算法及代码伪随机序列分析。
第一章 设计任务1.2 设计内容掌握PN 序列的相关知识，掌握m 序列的产生原理及其在matlab 中的产生方法，对特定长度的m 序列，分析其性质，及其用来构造其它序列的方法；研究伪随机序列在跳频通信中的应用方法。
基于MATLAB的扩频通信m序列的仿真解析
********************实践教学********************兰州理工大学计算机与通信学院2010年秋季学期移动通信课程设计题目：基于MATLAB的扩频通信m伪随机序列产生专业班级：通信工程07级（1）班姓名：周超学号： 07250115指导教师：贾科军成绩：目录摘要 (3)前言 (4)第一章基本原理 (5)1．1扩频调制 (5)1．2直接序列扩频（DS）原理 (8)1．3伪随机（PN）序列 (9)第二章 m序列发生器的系统分析 (12)2．1 m序列的产生 (12)2．2 m序列的反馈系数 (15)2．3 m序列发生器结构 (16)2．4 m序列的基本性质 (17)2．5 m序列的相关性 (17)第三章详细设计 (19)3．1 十阶m序列的设计框图 (19)3．2工作流程图 (20)第四章仿真测试及结论 (22)4．1 十阶m序列的仿真结果及分析 (22)4．2该设计的序列相关性仿真结果及分析 (27)参考文献 (28)总结 (29)所谓扩频通信，是扩展频谱通信技术的简称。
它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式，扩频通信系统的出现，被誉为是通信技术的一次重大突破。
伪随机序列是具有某种随机特性的确定的序列。
它们是由移位寄存器产生确定序列，然而它们却具有某种随机序列的随机持性。
因为同样具有随机特性，无法从一个已经产生的序列的特性中判断是真随机序列，只能根据序列的产生办法来判断。
本设计运用MATLAB实现产生扩频通信中的m序列，并分析了相关性能。
关键词：扩频通信；随机序列；m序列随着社会，经济的发展，移动通信得到了越来越广泛的应用，在我国，移动通信发展的起步晚，但发展极其迅速。
移动通信的发展日新月异，从1978年第一代模拟蜂窝网电话系统的诞生至今，不过10多年，第二代全数字蜂窝网电话系统就已问世，第三代的个人通信系统的方案和实验均已开始。
在这种情况下，相应的扩频编码技术也随之诞生了。
第11组基于Matlab的m序列仿真
《移动通信》课程项目报告题目：基于MATLAB的m序列仿真专业班级电子信息0121208班组长周易德组员叶子源组员胡楗指导教师李兆玉提交日期 2015年6月15日成绩课程设计任务分配表目录一、设计目的 0二、设计要求和设计指标 0三、设计内容 03.1 伪随机码 03.2 m序列的定义 (1)3.3 m序列的生产 (2)3.4 m序列的性质 (3)3.4.1平衡性 (3)3.4.2游程特性 (3)3.4.3自相关特性 (4)3.4.4功率谱与噪声类似 (5)3.4.5 互相关特性 (6)3.5 m序列的应用 (7)3.5.1 CDMA IS-95的前向信道 (9)3.5.1 CDMA IS-95的反向信道 (9)四、本设计改进建议 (9)五、总结 (9)六、主要参考文献 (10)附录1程序清单 (11)附录2 m序列本原多项式表 (16)一、设计目的我们想通过本次课程设计提高自己对移动通信的认识，熟练Matlab软件的使用，锻炼发现问题解决问题的能力，最终提示我们的自学能力。
具体来讲，本次课程设计将通过Matlab对m序列的生产方法和性质进行深刻的讨论，需要我们去了解m序列的生产和性质。
二、设计要求和设计指标设计要求：1.了解m序列的定义和其背后的意义2.通过Matlab生产m序列3.验证m序列主要性质4.讨论m序列的主要性质在扩频中的作用设计指标：1.能通过Matlab生产任意长度的m序列2.讨论任意长度m序列的均衡性、游程性、自相关特性、互相关特性等主要性质三、设计内容3.1 伪随机码伪随机（或伪噪声，Pseudorandom Noise，PN）码序列是一种常用的地址码，它具有与白噪声类似的自相关性质的0和1所构成的编码序列。
伪随机码序列具有类似于随机序列的基本特性，是一种貌似随机但实际上是有规律的周期性二进制序列。
如果发送数据序列经过完全随机性的加扰，接收机就无法恢复原始序列。
在实际系统中使用的是一个足够随机的序列，一方面这个随机序列对非目标接收机是不可识别的，另一方面目标接收机能够识别并且很容易同步地产生这个随机序列。
MATLAB利用IDINPUT函数产生M序列
MATLAB利⽤IDINPUT函数产⽣M序列stairs(ms) title('M序列') ylim([-0.51.5])结果如下同时，matlab给出如下警告Warning:The PRBS signal delivered is the12first values of a full sequence of length15.即函数的输出为周期为15（⼤于12的第⼀个2^n-1的值）PRBS信号的前12个值组成的序列。
如ms=idinput(15,'prbs',[01],[01]);figurestairs(ms)title('M序列')ylim([-0.51.5])可以看到指定12时的序列为指定15时的序列的前⾯部分。
对于M>1时，ms=idinput([12,1,2],'prbs',[01],[01]); figurestairs(ms)title('M序列')ylim([-0.51.5])结果如下Matlab给出的响应警告为Warning:The period of the PRBS signal was changed to7.Accordingly, the length of thegenerated signal will be14.对于正弦信号和的产⽣，貌似⽤的不多，语法还挺复杂，等⽤的时候再看吧。
⽅法产⽣’rgs’信号的带通信号使⽤的是⼀个8阶巴特沃斯滤波器，使⽤idfilt做的⾮因果滤波，这个是可信赖的⽅法。
对于’rbs’信号，使⽤的是相同的滤波器，但是是在⼆值化之前，这意味着频率成分并不保证是精确的。
产⽣⾼斯随机信号clcclear allclose all%⾼斯随机信号u=idinput(1000,'rgs');figurestairs(u)title('⾼斯随机信号') figurehist(u,-4:4)title('⾼斯随机信号的分布')产⽣⼆值随机信号clc clear allclose all%⼆值随机信号u=idinput(100,'rbs'); figurestairs(u)title('⼆值随机信号')ylim([-1.51.5])产⽣⼆值伪随机信号（M序列）合理的选择输⼊激励信号，能有效的激励起系统的动态信号。
过程控制与自动化仪表第三版课后答案
答：
1）仪表的信号制是指在成套系列仪表中，各个仪表的输入/输出信号均采用某种统一的标准形式，使各个仪表间的任意连接成为可能。
2）通常，现场与控制室仪表之间采用直流电流信号：因为直流比交流干扰少、直流信号对负载的要求简单，而且电流比电压更利于远传信息。
（7）简述过程控制系统的设计步骤。
答：
过程控制系统设计的主要步骤：
1.确定控制目标；
2．选择被控参数；
3.选择控制量；
4.确定控制方案；
5.选择控制策略；
6.选择执行器；
7.设计报警和联锁保护系统；
8.系统的工程设计；
9．系统投运、调试和整定调节器的参数。
（8）通常过程控制系统可分为哪几种类型？试举例说明。
（10）什么叫压力？表压力、绝对压力、负压力之间有何关系？
答：
所谓的压力是指垂直作用与单位面积上的力。表压力是指绝对压力与当地大气压力之差。绝对压力是指相对于绝对真空所测量得到的压力。负压是指绝对压力小于大气压力之时，大气压力与绝对压力之差。
（11）体积流量、质量流量、瞬时流量和累积流量的含义各是什么？
（2-1）
相对误差：相对误差一般用百分数给出，记为 ，如式（2-2）所示：
（2-2）
引用误差：引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。它是相对仪表满量程的一种误差，一般也用百分数表示，记为 ，如式（2-3）所示：
（2-3）
式中， 仪表测量范围的上限值； 仪表测量范围的下限值。
基本误差：基本误差是指仪表在国家规定的标准条件下使用时所出现的误差。
振荡频率 ：过渡过程中相邻两同向波峰（或波谷）之间的时间间隔叫振荡周期或工作周期，其倒数称为振荡频率；
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目录第一章绪论..................................................................................................................２1.1背景及意义 ....................................................................................................２1.2设计内容及要求...............................................................................................２1.2.1 设计内容................................................................................................２1.2.2 设计要求................................................................................................３1.3系统框图..........................................................................................................３第二章 m序列的分析.......................................................................................................４2.1 m序列的原理...........................................................................................................４2.2 m序列的相关特性 ...................................................................................................５2.2.1均衡特性(平衡性） ...............................................................................５2.2.2游程分布(游程分布的随机性) ...............................................................５2.2.3移位相加特性(线性叠加性) ..................................................................５2.2.4自相关特性.............................................................................................６第三章 m序列的设计............................................................................................................. ７3.1特征多项式确定..............................................................................................７3.2本原多项式的确定...........................................................................................８3.3 m序列的发生..............................................................................................９第四章程序调试及结果分析..................................................................................１１结论............................................................................................................................１３第一章绪论1.1 背景及意义扩展频谱通信是一种不同于常规通信系统的新调制理论和技术，简称扩频通信。
其设计思想是将待传输的信息信号用特定的扩频码扩展频谱后成为宽带信号进行传输；接收时再采用相应的技术手段将频谱压缩，恢复原来待传信息信号的带宽，从而实现通信。
扩频通信具有两个特点：传输信号的带宽远大于原始信息信号的带宽；传输信号的带宽主要有扩频码决定，此扩频码通常是伪随机码。
伪随机码(pseudo randomcode)简称PN码，可以人为产生与复制，具有类似白噪声的性质，相关函数具有尖锐的特性，功率谱占据很宽的频带，易于从其他信号或干扰中分离出来，具有优良的抗干扰特性，其特点是：具有尖锐的自相关函数；互相关函数值应足够小；有足够长的码周期，以确保抗侦破与抗干扰的要求；码的数量足够多，以实现码分多址的要求；平衡性好，以满足抗干扰的要求；工程上易于产生、加工、复制与控制。
扩频通信的优势主要来自于伪随机码具有白噪声的统计特性。
而随着扩频速率的不断提高，扩频码的长度急剧增加，利用计算机设计并验证扩频码的各项指标能大大提高效率。
通过对伪随机码中常用的m序列的结构和性质进行了分析，给出了基于MATLAB平台的m序列生成算法及代码伪随机序列分析. 软件平台选择Matlab，Matlab是美国Math Works公司推出的一种以矩阵为基本编程单位的高效数值计算语言。
Matlab在编程效率、可读性、可移植性与可扩充性上，远远优于其他高级编程语言，是公认的最优秀的科技应用软件。
1.2设计内容及要求1.2.1 设计内容基于Matlab的m序列发生器的设计。
1.2.2 设计要求m序列的本原多项式为：52=++，移位寄存器结构为：()1A x x x各寄存器初值分别为[0 0 0 0 1]，参照该移位寄存器的结构图，用Matlab语言编写1-5程序，生成m序列。
1.3 系统框图图1-1 程序框图图1-1 系统框图第二章 m 序列的分析2.1 m 序列的原理伪随机信号具有类似于随机噪声的一些统计特性,同时又便于重复产生和处理。
目前广泛使用的伪随机信号都是由数字电路产生的周期序列得到的。
产生伪随机序列的电路包括线性反馈的移位寄存器：m 序列和非线性反馈移存器；M 序列m 序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，m 序列是由带线性反馈的移位寄存器产生的.由n 级串联的移位寄存器和和反馈逻辑线路可组成动态移位寄存器，如果反馈逻辑线路只由模2和构成，则称为线性反馈移位寄存器。
带线性反馈逻辑的移位寄存器设定初始状态后，在时钟触发下，每次移位后各级寄存器会发生变化。
其中任何一级寄存器的输出，随着时钟节拍的推移都会产生一个序列，该序列称为移位寄存器序列。
m 序列码发生器是一种反馈移位型结构的电路，它由n 位移位寄存器加异或反馈网络组成，其序列长度M ＝2n-1，只有一个多余状态即全0状态，所以称为最大线性序列码发生器。
由于其结构已定型，且反馈函数和连接形式都有一定的规律，因此利用查表的方式就设计出m 序列码。
列出部分m 序列码的反馈函数F 和移存器位数n 的对应关系。
如果给定一个序列信号长度M ，则根据M ＝2n-1求出n ，由n 查表2-1便可以得到相应的反馈函数F 。
表2-1 反馈函数Fn 12-=n m反馈函数F3 7 31Q Q ⊕,32Q Q ⊕ 4 15 4341,Q Q Q Q ⊕⊕ 5 31 5352,Q Q Q Q ⊕⊕6 63 61Q Q ⊕7 127 7371,Q Q Q Q ⊕⊕ 82558381,Q Q Q Q ⊕⊕9 511 94Q Q ⊕ 10 1023 107Q Q ⊕11 2047 112Q Q ⊕ 12 409512541Q Q Q Q ⊕⊕⊕2.2 m 序列的相关特性 2.2.1均衡特性(平衡性）伪随机序列的平衡性是指序列中“1”的数目只比“0” 的数目多l 。
码的平衡性由码序列中的直流分量决定。
平衡性好，则载波抑制度大，从而有利扩频通信的抗干扰能力以及保密和抗侦破能力。
其物理意义是不平衡码会使扩频后的信号中出现一些稳定的信号，从而易于被检测而导致保密能力的降低。
2.2.2 游程分布(游程分布的随机性)游程是一个序列中取值(1 或 0)相同连在一起的元素的统称 ，所谓的游程长度就是一个游程中元素的个数。
而m 序列的分布特性为１.m 序列的一个周期(p=2n-1)中，游程总数为2n-1。
２. 当１ <游程长度k ≤n -1,游程数目占总数2-k 当１ ≤k ≤n -2,连“１”和连”０“游程各占一半2.2.3移位相加特性(线性叠加性)m 序列和其移位后的序列逐位模2 相加,所得的序列还是m 序列,只是相移不同而已. 例如1110100与向右移3 位后的序列1001110逐位模2相加后的序列为0111010 ,相当于原序列向右移1位后的序列,仍是m 序列.2.2.4自相关特性周期为p 的m 序列的自相关函数为：其中：A － 该序列与其j 次移位序列一个周期中对应元素相同数目 D － 该序列与其j 次移位序列一个周期中对应元素不同目 P － 序列周期 上式可改写为： 式中xi= 0或１。
由移位相加特性和均衡特性，可知m 序列的自相关函数为：j=0 j= 1,2,……p -1从m 序列的自相关系数可以看出,m 序列是一个狭义伪随机码.知当m 序列的移位值为其周期的整数倍时，其自相关值取得最大值为2n 一1，移位值取其他值时，其自相关值恒为一1。
其自相关函数如图2-1所示。
图2-1m 序列的自相关函数pDA D A D A j R -=+-=)(pa a a a j R j i i j i i ]1[]0[)(的数目的数目=⊕-=⊕=++⎪⎩⎪⎨⎧-=pj R11)(R (j )1123－1－2－3－PP －1Pj第三章 m 序列的设计3.1 特征多项式确定n 级线性移位寄存器的如图3-1所示：图3-1 n 级线性移位寄存器图中i C 表示反馈线的两种可能连接方式，i C =1表示连线接通，第n-i 级输出加入反馈中；i C =0表示连接线断开，第n-i 级输出未参加反馈。