基于Matlab的m序列发生器的

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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

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。

基于MATLAB的m序列仿真

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序列发生器的设计

基于Matlab的m序列发生器的设计

软件工程实践报告题名称目:基于Matlab的m序列发生器的设计姓名:郭新潮专业:电子信息工程班级学号:088205115摘要伪随机信号既有随机信号所具有的优良的相关性,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被识别和分离出来,又可以方便地产生和重复,其相关函数接近白噪声的相关函数,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中的一种伪随机序列具有可确定性、可重复性,易于实现相关接受或匹配接受,故有很好的抗干扰性能. 因此伪随机序列在相关辩识、伪码测距、导航、遥控遥测、扩频通信、多址通信、分离多径、误码测试、线形系统测量、数据加扰、信号同步等方面均有广泛的应用. m 序列是一类重要的伪随机序列,最早应用于扩频通信.可以通过移位寄存器,利用MATLAB编程产生m序列。

关键词: 伪随机序m 序列移位寄存器仿真目录第一章设计内容及要求 (1)第二章m序列设计方案选择2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (3)第三章m序列产生和性质3.1 m 序列的原理、结构及产生 (4)3.2 m序列的基本性质 (5)第四章m序列的程序代码及运行结果4.1 m序列程序 (6)4.2 输入本原多项式产生m序列 (6)4.3 GUI界面及其代码设计 (7)第五章程序调试及运行结果分析 (16)结论 (16)参考文献 (17)第一章 设计内容及要求基于Matlab 的m 序列发生器的设计:基于Matlab 语言编程,生成m 序列,并利用Matlab GUI 工具设计图形界面显示结果,具体要求如下:1、m 序列的本原多项式为:52()1A x x x =++ 2、采用伽罗瓦型移位寄存器结构3、界面设计要有按钮控件以及一、二级菜单第二章m序列设计方案选择2.1 方案一编程实现m 序列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2.2 Simulink 实现m 序列Simulink 实现m 序列(如图2.2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。

基于Matlab的m序列生成及性能仿真

基于Matlab的m序列生成及性能仿真
制转换为8进制
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

基于MATLAB的扩频通信m序列的仿真

基于MATLAB的扩频通信m序列的仿真

********************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。

基于matlab的移位寄存器法m序列的产生

基于matlab的移位寄存器法m序列的产生

基于matlab的移位寄存器法m序列的产生作者:刘艳华来源:《科技视界》 2012年第2期刘艳华(盐城工学院信息工程学院江苏盐城 224051)【摘要】扩频通信是在民用和军用都有广泛应用的一种通信技术,自从其诞生就受到了广泛关注。

扩频通信中频谱的扩展是通过一个独立的伪随机序列来完成的。

其中m序列是最常用的一种伪随机码,本文在matlab平台上通过仿真,来研究如何用移位寄存器产生m序列,虽然matlab中有现成的m序列产生模块,但是它的相位是不可以调节的,而本文产生的m序列相位可以调节。

详细讲解了m序列的产生原理,和matlab仿真过程,最后给出了仿真结果,结果表明该方法是可行的。

【关键词】移位寄存器;扩频;m序列;Design of m-sequence Generator Based on Shift Register with MatlabLIU Yan-hua(Yancheng Institute of Technology, School of Information Engineering, Yancheng Jiangsu,224051)【Abstract】Spread spectrum communication is widely used in both civilian and military communications, It is potential and promising which attracts wideattention since its emergence. The spectrum expansion of spread spectrum communication is through of an independent pseudo-random sequence to complete. m-sequence is one of the most common sequence of pseudo-random code, this paper is in matlab platform to study how to use shift registers to generate m-sequence, although there is ready-made matlab m-sequence generation module, but its phase is not regulation, and phase of m-sequence generated by this paper can be adjusted. Explain in detail the principles of the m sequence generation, and the matlab simulation process, the final simulation results, the results show that the simulation is feasible.【Key words】Shift register;Spread spectrum;m-sequence0 引言所谓扩频,是扩展频谱的简称。

基于Matlab产生m序列

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。

直接扩频Matlab仿真实验报告m序列

直接扩频Matlab仿真实验报告m序列

西 安 邮 电 大 学实验名称:基于Matlab 直接序列扩频系统性能仿真一、 实验目的通过仿真,进一步掌握m 序列产生方法及其性能,重点掌握直接序列扩频通信系统原理及性能。

二、 实验环境Win10 Matlab2015b三、 实验内容● 产生n=7时203对应的m 序列,并给出其NRZ 波形的自相关函数;● 选用相位差16个码片的两条序列兼做地址和扩频码,构造码分系统,仿真其通信原理;●仿真AWGN 和单频干扰下系统的BER 性能。

四、 实验原理扩频通信的可行性是从香农公式引申而来2log (1+S/N)C W其中,C 为系统信道容量(bit/s );W 为系统信道带宽;N 为噪声功率S 为信号功率。

由上式可以看出,可以从两种途径提高信道容量C ,即加大带宽W 或提高信噪比S/N 。

也就是说当信道容量C 一定时,信道带宽W 和信噪比S/N 是可以互换的,增加带宽可以降低对信噪比的要求,可以使有用信号的功率接近甚至湮没在噪声功率之下。

扩频通信就是通过增加带宽来换取较低的信噪比,这就是扩频通信的基本思想和理论依据。

当信噪比无法提高时,可以加大带宽,达到提高信道容量的目的。

直接序列扩频的原理是,在发射端把有用信号与伪随机序列相乘(或者模二加),使信号的频谱展宽到一个很宽的范围,然后用扩展后的序列去调制载波。

在接收端,把接收到的信号用相同的伪随机序列相乘,有用信号与伪随机码相关,相乘后恢复为扩频前的信号。

输入的数据信息为d(t)(设基带带宽为B 1),由伪随机编码(如m 序列)调制成基带带宽为B 2的宽带信号,由于扩频信号带宽大于数据信号带宽,所以信号扩展的带宽由伪随机码控制,而与数据信号无关。

经扩频调制的信号再经射频调制后即可发送。

直扩系统的原理框图接收端收到发送来的信号,经混频得到中频信号后,首先通过同步电路捕捉并跟踪发端伪码的准确相位,由此产生与发端伪码相位完全一致的伪随机码作为扩频解扩的本地扩频码,再与中频信号进行相关解扩,恢复出扩频前的窄带信号,而在解扩处理中,干扰和噪声与伪随机码不相关故被扩展,通过滤波使之受到抑制,这样就可在较高的解扩输出信噪比条件下进行信息解调解码,最终获得信息数据。

m序列产生和性能的MATLAB仿真

m序列产生和性能的MATLAB仿真
心业务。 5.3钢结构Jj口-r业务发展战略
电厂检修业务的进入战略 就进入新业务战略而言,业务拓展可以分为由
点到线、由线到网的进入策略,存在着购并外部现有 企业、从头开始自创新企业以及与外部业务结盟开 展新业务3种作法,简称购并、自创、结盟。作为电 厂检修业务,浙江火电有着很强的技术基础,人员可 通过短期培训获得,且具备一定的资金实力和融资 能力,自创新企业不存在障碍,但考虑市场资源的获 得,可以考虑与拥有检修市场的单位进行结盟,提高 市场竞争能力,扩大市场规模。因此,最好的进人方 式就是以自主创新为主,以结盟为辅。
尺m)。fⅣ

【一1
m=壳Ⅳ_j}=o,±l,±2,…。。

其他m

MA吼AB仿真
为在MATLAB中对m序列发生器和序列性能
进行仿真,可傲絮下定义,将移位寄存器状态设置成 向量mregister=[al,a2,03,…,aN],将连接向量设 为向量g=[g,,92,93,…,gN],由图l可得模2加法 器的输进等于反馈量back,也帮是a,的下一个德,
m=zeros(1,31);
mregister=minitial; n=0:k=0:
万 方数据
水利电力机械
2007年12月
5火电施工企业业务组合和选择发展战略
从上述分析中可以看出,浙江火电宜以火电施 工业为基础,大力发展钢结构加工业和电厂检修业 务,退出物流行业。
5.1
警誉芋磊薯君翥望盏霎{娄馨等嚣喾需嚣嘉兰主
n2=[0:n一1];
subplot(2,1,1) stem(nl,m) ylabel(’m sequence') subplot(2,1,2) plot(n2,rE) ylabel(’R(m)0

基于Matlab的m序列发生器的

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。

第11组基于Matlab的m序列仿真

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

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。

基于MATLAB的伪随机序列发生器的设计(DOC)

基于MATLAB的伪随机序列发生器的设计(DOC)

通信工程专业计算机课程设计题目基于MATLAB的伪随机序列发生器的设计学生姓名学号所在院(系) 专业班级指导教师完成地点2013年 11 月 12 日计算机课程设计任务书院(系) 专业班级学生姓名一、课程设计题目基于matlab的伪随机序列发生器的设计二、课程设计工作自 2013 年 10 月 27 日起至 2013 年 11 月 22 日止三、课程设计进行地点:四、课程设计的内容要求:1、要求完成七级m 序列发生器的设计(本原多项式自定);2、要求完成五级gold 序列发生器的设计(本原多项式自定);3、采用matlab实现,并对其进行调试运行;4、要求能清楚观察到稳定的序列。

指导教师系(教研室) 通信工程系接受任务开始执行日期 2013年10月27日学生签名基于matlab的伪随机序列发生器的设计[摘要]伪随机序列码越来越受到人们的重视,被广泛用于导弹、卫星、飞船轨道测量和跟踪、雷达、导航、移动通信、保密通信和通信系统性能的测量以及数字信息处理系统中。

本文主是对基于matlab的伪随机序列发生器的设计,及其利用matlab软件对其进行仿真和利用simulink对其仿真性能的研究,主要阐述了扩频系统中m序列和gold序列的产生。

在第一部分中介绍了课题研究的背景,第二部分中介绍了扩频系统的相关知识,第三部分介绍了m序列和Gold序列产生的原理和方法,第四部分利用matlab和simulink对其进行仿真。

[关键词]伪随机序列 m序列移位寄存器Design of the pseudo-random sequencegenerator based on matlab[Abstract]pseudo-random sequence code more and more get people's attention, is widely used in missiles, satellites, spacecraft orbit measurement and tracking, radar, navigation, mobile communications, and the measurement of the performance of the communication security and communication system of digital information processing system. In this paper, the main is to the design ofpseudo-random sequence generator based on matlab, and the use of matlab simulation and the use of simulink software to the study of the simulation performance, mainly expounds the m sequence and gold sequence in spread spectrum system. In the first part introduces the research background, the second part introduces the related knowledge of spread spectrum system, in the third part introduces the m sequence and Gold sequence principle and method of the fourth part carries on the simulation using matlab and simulink.[key words]pseudo random sequence m sequence shift register目录1.引言 (5)1.1研究的背景及意义 (5)2.扩频通信系统简介 (7)2.1扩频通信的基本概念及相关模型 (7)2.1.1基本概念 (7)2.1.2 数学模型 (10)2.2扩频通信系统的主要特点 (13)2.3扩频通信系统分类 (14)2.4伪随机序列在扩频通信中的应用 (14)3.m序列 (15)3.1m序列的定义 (15)3.2m序列的原理 (16)3.3m序列的性质 (19)4.Gold序列 (21)4.1 Gold序列的产生原理 (21)4.2 Gold序列的性质 (21)5.MATLAB仿真实现 (23)5.1 MATLAB软件介绍 (23)5.2 m序列的仿真及分析 (24)5.2.1程序分析 (24)5.2.2 simulink分析 (26)5.3 Gold的仿真及分析 (27)5.3.1程序分析 (27)5.3.2 simulink分析 (28)6.致谢 (29)7.参考文献 (30)附录 (31)附录A (31)附录B (33)1.引言1.1研究的背景及意义移动通信由于具有时实性、机动性、具有不受时空限制等特点,己经成为一种深受人们欢迎的通信方式,并融入了现代生活当中。

用matlab产生M序列极其逆M序列

用matlab产生M序列极其逆M序列

用matlab产生M序列极其逆M序列①用产生M序列,②以此M序列为基础产生逆M序列,③并将逆M序列的复制变为-a和+a。

解:(1)产生M序列,用一个4级移位寄存器生成M序列。

程序及结果如下(可执行文件xiti3见文件夹中):%产生M序列x=[0 1 0 1 1 0 1 1 1];%给移位寄存器初始化N=50;%N为脉冲数目M=[];%存放M序列for i=1:Na=xor(x(4),x(9));%x(4)与x(9)取异或赋值给aM(i)=x(9);%把x(9)里的值赋给M[]产生M序列for j=9:-1:2x(j)=x(j-1);%实现移位寄存器的循环移位endx(1)=a;%把x(4)与x(9)取异值a给x(1)endfigure(1)%创建图形1stairs(1:N,M)%把M序列以阶梯图形显示hold onaxis([0,N,0,1.2])%图形横轴从0到N,纵轴从0到1.2title('M序列');%图形标题为‘M序列’xlabel('时序脉冲');%横轴为‘时序脉冲’(2)用0、1方波序列与M序列取异或得逆M序列。

程序及结果如下(可执行文件xiti3见文件夹中):%产生逆M序列f=zeros(1,length(M));%f为方波序列f(1)=1;for i=2:Nf(i)=f(i-1);endNM=xor(M,f);%M序列与方波异或赋值给NMfigure(2)stairs(1:N,NM)hold onaxis([0,N,0,1.2])title('逆M序列');xlabel('时序脉冲');(3)将逆M序列的复制变为-a和+a,程序及结果如下(可执行文件xiti3见文件夹中):%将逆M序列的幅值变为a和-aa=5;%a为指定的幅值A=NM.*a*2;A=A-a;figure(3)stairs(1:N,A);axis([0,N,-a-1,a+1]);hold ontitle('幅值为a的逆M序列');xlabel('时序脉冲');。

基于MTLAB的m序列的产生及相关特性仿真

基于MTLAB的m序列的产生及相关特性仿真

基于MTLAB的m序列的产生及相关特性仿真
刘新永;蔡凤丽;裴晓根
【期刊名称】《安徽电子信息职业技术学院学报》
【年(卷),期】2009(008)005
【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.
【总页数】3页(P14-16)
【作者】刘新永;蔡凤丽;裴晓根
【作者单位】解放军蚌埠坦克学院,安徽,蚌埠,233050;安徽电子信息职业技术学院,安徽,蚌埠,233060;解放军蚌埠坦克学院,安徽,蚌埠,233050
【正文语种】中文
【中图分类】TN95
【相关文献】
1.m序列与Gold序列特性的仿真研究 [J], 宁宁;陈群;刘欢
2.m序列产生和性能的MATLAB仿真 [J], 王昆;陈昕志
3.伪随机m序列自相关函数的Simulink仿真设计与实现 [J], 阿依夏木·力提甫
4.采用M序列相关法测量材料界面的声散射特性 [J], 王卫防;盛胜我
5.三值m序列的产生及特性 [J], 潘爱玲;张公礼
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基于Matlab的m序列的仿真与实现

基于Matlab的m序列的仿真与实现

a=[1101010001110111110010011000010]; b=a; Nb=length(b); N=120; x=[1:N]; for k=1:N c=xor(a,b); D=sum(c); A=Nb-D; % R(k)=(A-D)/(A+D); b=[b(Nb),b(1:Nb-1)]; plot(k,R(k),'ro'); hold on end plot(x,R,'g'); grid 运行结果:
-5
图二 5 级线性反馈移位寄存器产生 m 序列的仿真系统 (2)利用 Simulinkm观测 m 序列时频域特性
图三 5 级线性反馈移位寄存器产生 m 序列的时域波形
图四 5 级线性反馈移位寄存器产生 m 序列的频域波形 ToWorkspace的wr5就是所得m序列,我们取它一个完整
的周期,其周期是 31,序列如下: 1101010001110111110010011000010 2.3 利用 Matlab 编程环境求 m 序列的自相关特性 程序: clear
F(x)=C +C x1+C x2+…=
01

(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

当初始状态为
a =1,a =a =…=a =0
-m
-m+1 -r+2
-1
联立式(1)、(2)、(3)可得
(3) (4)
国防工业工业出版社,2006,5. [4]查光明,熊贤祚.扩频通信[M].西安:西安电子科技
大学出版社,2002. [5]曾兴雯,刘乃安,孙献璞.扩展频谱通信及其多址技术
[M].北京:高等教育出版社,2004. [6]樊昌信,张甫翊,吴成柯.现代通信[M].北京:高等
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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。

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,Malab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1-5写程序,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 ⊕71277371,Q Q Q Q ⊕⊕8 255 8381,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=0j= 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。

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