gold序列

扩频编码M序列和gold序列

M序列由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）。

例如，考察图中a的非线性反馈移位寄存器,其状态转移关系如表：状态(a k-3，a k-2，a k-1)的接续状态是(a k-2,a k-1，a k)，其中a k＝a k-3嘰a k-1嘰1嘰a k-2a k-1是一种非线性逻辑。

从任一状态出发，例如从(000)出发,其接续状态恰好构成一个完全循环(图b)，由此产生一个周期为23＝8的3级序列。

M序列最早是用抽象的数学方法构造的。

它出现于组合数学的一些数学游戏中，例如L.欧拉关于哥尼斯堡的七桥问题等。

后来发现这种序列具有某些良好的伪随机特性。

例如,M序列在一个周期中，0与1的个数各占一半。

同时,同样长度的0游程与1游程也各占一半。

所有这些性质在数据通信、自动控制、光学技术和密码学诸领域中均有重要应用。

隐蔽通信内容的通信方式。

为了使非法的截收者不能理解通信内容的含义，信息在传输前必须先进行各种形式的变化，成为加密信息，在收信端进行相应的逆变化以恢复原信息。

电报通信、电话通信、图像通信和数据通信,都有相应的保密技术问题。

另一方面,为了从保密通信中获得军事、政治、经济、技术等机密信息，破译技术也在发展。

保密技术和破译技术是在相互对立中发展起来的。

1881年世界上出现了第一个电话保密专利。

电话保密开始是采用模拟保密或置乱的方法，即把话音的频谱或时间分段打乱。

置乱后的信号仍保持连续变化的性质。

在第二次世界大战期间，频域和时域的置乱器在技术上已基本成熟。

70年代以来，由于采用集成电路，电话保密通信得到进一步完善。

但置乱器仍是有线载波和短波单边带电话保密通信的主要手段。

模拟保密还可以采用加噪声掩盖、人工混响或逆向混响等方法，但因恢复后话音的质量大幅度下降或保密效果差，这些方法没有得到推广应用。

数字保密是由文字密码发展起来的。

数字信号（包括由模拟信号转换成的数字信号），由相同速率的密码序列加密，成为数字保密信号；保密信号传输到收信端后由同一密码序列去密，恢复原数字信号。

GOLD序列的相关性PPT课件

主要内容
• m序列 • Gold序列 • Gold序列的相关特性
•1
m序列
m序列是目前CDMA系统中采用的最基本的PN序列。它是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。若移位寄存器为n级, 则其周期P=2n-1 。
•2
图1 反馈移位寄存器原理框图
•3
Gold序列
• m序列虽然性能优良（具有尖锐而无旁瓣的自相关函数）, 但同样长度的m序列个数不多,且序列之间的互相关性不够好。 R·Gold提出了一种基于m序列的PN码序列, 称为Gold码序列。
• 互相关性：Gold 码序列的互相关函数值的最大值不超过其m 序列优选对的互相关值，具有三值互相关函数。
•8
谢谢！
•9
• Gold序列是用一对周期和速率均相同，但码字不同的m序列优选对模2加后得到的。
•4
• 如果有两个m序列, 它们的互相关函数的绝
对值有界, 且满足以下条件:
n
n为奇数 n为偶数(不是4的倍数)
则我们称这一对m序列为优选对。
•5
n级m序列发生器时钟
n级m序列发生器
模2加
Gold码序列
(a)
1
2
3
4
5
12345 (b)
图2 Gold (a) Gold码发生器的原理结构图； (b) 5级m序列优选对构成的Gold码发生器
•6
• 随着级数n的增加，Gold码序列的数量远远超过同级数的m序列的数量，便于扩频多址应用。
•7
Gold序列的相关性
• 自相关性：Gold 证明了Gold 码序列的自相关函数的所有非最高峰的取值是三值。

用MATLAB进行Gold序列的产生Gold序列因为其良好的伪噪声特性,经常作为CDMA扩频系统仿真中的用户扩频序列,用

用MATLAB进行Gold序列的产生Gold序列因为其良好的伪噪声特性,经常作为CDMA扩频系统仿真中的用户扩频序列,用MATLAB可以产生各种长度的Gold序列优选对,用MATLAB进行Gold序列的产生Gold序列因为其良好的伪噪声特性，经常作为CDMA扩频系统仿真中的用户扩频序列，用MATLAB可以产生各种长度的Gold序列优选对，在此基础上，产生混沌序列等其他性质的扩频序列也很容易。

下面给出完整的源程序% MATLAB script for Illustrative Gold sequence generation. echo on % first determine the maximal length shift register sequences %We'll take the initial shift register content as "00001".connections1=[1 0 1 0 0];connections2=[1 1 1 0 1];sequence1=ss_mlsrs(connections1);sequence2=ss_mlsrs(connections2);% cyclically shift the second sequence and add it to the first one L=2^length(connections1)-1;;for shift_amount=0:L-1,temp=[sequence2(shift_amount+1:L) sequence2(1:shift_amount)];gold_seq(shift_amount+1,:)=(sequence1+temp) -floor((sequence1+temp)./2).*2;end;% find the max value of the cross correlation for these sequences max_cross_corr=0;for i=1:L-1,for j=i+1:L,% equivalent sequencesc1=2*gold_seq(i,:)-1;c2=2*gold_seq(j,:)-1;for m=0:L-1,shifted_c2=[c2(m+1:L) c2(1:m)];corr=abs(sum(c1.*shifted_c2));if (corr>max_cross_corr),max_cross_corr=corr;end;end;end;end;% note that max_cross_corr turns out to be 9 in this example...调用的子函数ss_mlsrs.mfunction [seq]=ss_mlsrs(connections);% [seq]=ss_mlsrs(connections)% SS_MLSRS generates the maximal length shift register sequence when the% shift register connections are given as input to the function. A "zero" % means not connected, whereas a "one" represents a connection. m=length(connections);L=2^m-1; % length of the shift register sequence requestedregisters=[zeros(1,m-1) 1]; % initial register contentsseq(1)=registers(m); % first element of the sequence for i=2:L, new_reg_cont(1)=connections(1)*seq(i-1);for j=2:m,new_reg_cont(j)=registers(j-1)+connections(j)*seq(i-1);end;registers=new_reg_cont; % current register contentsseq(i)=registers(m); % the next element of the sequence end;。

无线通信原理与应用-实验二 Gold序列及截短的Gold序列相关特性

实验三、Gold序列及截短的Gold序列相关特性一、实验目的了解常用正交序列--Gold序列及截短Gold序列的自相关及互相关特性。

测量实验系统在异步CDMA工作方式下作为基站地址码的中的截短Gold序列。

二、实验内容1. 用示波器测量常用正交序列--Gold序列及截短Gold序列的波形及其相关运算后的自相关函数及互相关函数，了解其相关特性。

2. 用示波器测量实验系统在异步CDMA工作方式下作为基站地址码的中的截短Gold 序列(长32位)。

三、基本原理见实验一的”三、基本原理”。

下面是本实验待测量的Gold序列及截短Gold序列。

1. Gold序列（1）5阶Gold序列表3-3-1 5阶Gold序列的自相关特性测量（序列长25-1=31位）PN i(t) 0000,0000,1001,0100,1001,1110,1010,110.用实验一表3-1-2相位的二个5阶m序列优选对模二加产生PN j(t) 同上同上表3-3-2 5阶Gold序列的互相关特性测量（序列长25-1=31位）PN i(t) 0000,0000,1001,0100,1001,1110,1010,110.用实验一表3-1-2相位的二个5阶m序列优选对模二加产生PN j(t) 0110,1010,1010,1111,0111,1010,0110,111.用实验一表3-1-2的第一个序列与延时27位(即超前4位)的第二个序列模二加产生这就是本实验系统异步CDMA方式的二个基站地址码，只是相位不同(见式(2-2))。

54（2）7阶Gold序列表3-3-3 7阶Gold序列的自相关特性测量（序列长27-1=127位）PN i(t) 0000,0000,0011,1111,0000,1100,1110,1111,用实验一表3-1-4相位的二个7阶m序列优选对模二加产生0100,1100,0000,0010,0001,1010,1010,1100,0111,1100,1001,0011,0101,1101,0111,0101,0000,1100,0000,1000,0111,1000,1011,010.PN j(t) 同上同上表3-3-4 7阶Gold序列的互相关特性测量（序列长27-1=127位）PN i(t) 0000,0000,0011,1111,0000,1100,1110,1111,用实验一表3-1-4相位的二个7阶m序列优选对模二加产生0100,1100,0000,0010,0001,1010,1010,1100,0111,1100,1001,0011,0101,1101,0111,0101,0000,1100,0000,1000,0111,1000,1011,010.PN j(t) 0001,1110,0111,1010,1001,0001,1010,0000,用实验一表3-1-4第一个序列与延时123位(即超前4位)的第二个序列模二加产生1110,1101,1100,0110,1001,0001,1111,0111,1010,0100,0100,0001,1011,0011,0001,0000,0101,0011,1100,1000,1111,1011,1011,111.2. 截短的Gold序列（1）截短的Gold序列一：Gc1序列表3-3-5 Gc1序列自相关特性测量（序列长32位）PN i(t) 0010,1101,1110,0111,0010,1011,0011,0000.从实验一表3-1-4 PN i的第40位码片开始截取32位PN j(t) 同上同上表3-3-6 Gc1序列互相关特性测量（序列长32位）PN i(t) 0010,1101,1110,0111,0010,1011,0011,0000.从实验一表3-1-4 PN i的第40位码片开始截取32位PN j(t) 0010,1100,1110,1010,0111,1101,0000,1110.从实验一表3-1-4 PN j的第40位码片开始截取32位55（2）截短的Gold序列二：Gc2序列表3-3-7 Gc2序列自相关特性测量（序列长64位）PN i(t) 0010,1101,1110,0111,0010,1011,0111,0000, 从实验一表3-1-4 PN i的第40位码片开始截取64位0110,1101,0111,0100,0110,0100,0100,0000.PN j(t) 同上同上表3-3-8 Gc2序列互相关特性测量（序列长64位）PN i(t) 0010,1101,1110,0111,0010,1011,0111,0000, 从表3-1-4 PNi的第40位码片开始截取64位0110,1101,0111,0100,0110,0100,0100,0000.PN j(t) 0010,1100,1110,1010,0111,1101,0000,1110, 从表3-1-4 PNj的第40位码片开始截取64位0010,0100,1101,1010,1101,1110,1100,0110.四、实验步骤1. 实验箱不要插天线，打开电源。

gold序列的生成与相关特性仿真

gold序列的⽣成与相关特性仿真Gold序列⽣成与相关性仿真1.1 references[1] 基于Matlab的Gold码序列的仿真与实现.[2] Code Selection for CDMA Systems.1.2 m序列的⽣成原理1.2.1⽣成本原多项式利⽤Matlab编程环境求解本原多项式，其运⾏结果如表1所⽰．选择n=7，采⽤7级移位寄存器，产⽣的序列周期是127，其程序如下所⽰．N=7; %以7级寄存器为例，并组其中的⼀组优选对：211，,217connections=gfprimfd(N,'all');表（1）n=7 本原多项式上⾯的多项式中，仅有9个是独⽴的．因为第⼀⾏和第⼗⾏，第⼆⾏和四⾏，第三⾏和第⼗六⾏，第五⾏和第⼋⾏，第六⾏和第⼗四⾏，第七⾏和第⼗三⾏，第九⾏和第⼗⼋⾏，第⼗⼀⾏和第⼗⼆⾏，第⼗五⾏和第⼗七⾏是两两对称的．⽤⼋进制数表⽰时，所选择的本原多项式为211、217、235、367、277、325、203、313和345共9条．在这9条本原多项式中，选择⼀个基准本原多项式，再按要求选择另⼀本原多项式与之配对，构成m序列优选对，对7级m序列优选对如下表：表（2）n=7 m序列所以优选对1.2.2构成移位寄存器根据产⽣Gold码序列的⽅法，从上述本原多项式中选择⼀对m序列优选对，以211作为基准本原多项式，217作为配对本原多项式，通过并联结构形式来产⽣Gold序列，⽣成gold 序列的结构如图（6）所⽰：图（6）Gold序列⽣成结构1.3 ⾃相关函数仿真参数及初始值设定如下：N=7; %以7级寄存器为例，并组其中的⼀组优选对：211，,217connections=gfprimfd(N,'all');f1=connections(4,:); %取⼀组本原多项式序列，211f2=connections(16,:); %取另⼀组本原多项式序列,217registers1=[1 0 0 0 0 0 0];%给定寄存器的初始状态registers2=[1 0 0 0 0 0 0];%取相同的初始状态⽣成的gold 序列⾃相关函数如图（7）、（8）所⽰图（7） Gold 序列周期⾃相关函数结论：⾃相关函数取值集合{127，15，-1，-17}图（8）Gold 序列⾮周期⾃相关函数020406080100120140gold 序列周期⾃相关函数020406080100120140-40-2020406080100120140gold 序列⾮周期⾃相关函数1.4 互相关函数仿真时改变m序列寄存器初始状态，从⽽⽣成两个gold序列，求得互相关函数如图（9）（10）所⽰。

m 序列与gold 序列性能分析比较包含程序

m序列与gold序列性能分析比较赵新宁北京邮电大学信息工程学院，北京（100876）E-mail：zhaoxinning106@摘要：在扩频系统中，伪随机序列具有十分重要的作用。

m序列和gold序列作为最常用和实用的伪随机序列，各有其特点。

本文分析其基本原理和产生方式，并特别对其性能方面做了仿真比较。

关键词：扩频；m序列；gold序列中图分类号：TN91在扩频通信系统中，伪随机序列是关键技术之一。

伪随机序列码的码型影响码序列的相关特性，序列长度决定了扩展频谱的宽度。

因此，在扩频系统中，对于伪随机序列有如下的要求：首先，伪随机序列的长度（即伪码比特率）应该足够长，能够满足扩展带宽的需要；第二，伪随机序列要具有尖锐的自相关特性（用作地址码），和良好的互相关特性；第三，伪随机序列要有足够多的数量，以满足码分多址的需求；第四，应具有近似噪声的频谱特性，即近似连续谱，且均匀分布；工程上易于实现。

通常，作为扩频通信系统工程实现上的伪随机序列一般是m序列和gold序列。

目前，在cdma2000系统中采用伪随机序列中的m序列（长码）来区分用户，wcdma系统中则用gold码来区分用户。

1.m序列的原理和产生在所有的伪随机序列中，m序列是最重要、最基本的一种伪随机序列。

而另外的多种伪随机序列都是由它引出并且产生的。

m序列是一种周期性的伪随机序列，又被称作最长线性移位寄存器序列；是由带线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列[1]。

其周期为2n-1（n 为移位寄存器级数）。

m序列具有与随机噪声类似的尖锐的自相关特性，但它不是真正随机的，而是按照一定的规律周期性的变化。

这种特性使得m序列适合于工程应用。

m序列最大长度决定于移位寄存器的级数，而序列构成则决定于反馈系数的不同设置。

并非所有的反馈系数的设置都可以产生对应长度的m序列。

m序列具有平衡性和其游程特性，即一个序列周期中，“1”的数目与“0”的数目最多相差一个；同时，长度为n的元素游程出现的次数比长度为n+1的游程出现的次数多一倍。

Gold序列与m序列仿真应用

1. 绪论m序列具有优良的双值自相关特性，但互相关特性不是很好。

作为CDMA通信地址码时，由于互相关特性不理想，使得系统内多址干扰影响增大，且可用地址码数量较少。

在某些应用场合，利用狭义伪随机序列复合而成复合序列更为有利。

这是因为通过适当方法构造的复合序列具有某些特殊性质。

Gold序列就是一种复合序列，而且具有良好的自相关与互相关特性，地址码数量远大于m序列，且易于实现、结构简单，在工程上得到广泛应用。

表1是m序列和Gold序列的主要性能比较，表中为m序列的自相关峰值，为自相关主峰；为Gold序列的互相关峰值，为其自相关主峰。

从表1中可以看出：当级数n一定时，Gold序列中可用序列个数明显多于m序列数，且Gold序列的互相关峰值和主瓣与旁瓣之比都比m序列小得多，这一特性在实现码分多址时非常有用。

表1. m序列和Gold序列性能比较在引入Gold序列概念之前先介绍一下m序列优选对。

m序列优选对，是指在m序列集中，其互相关函数绝对值的最大值(称为峰值互相关函数)最接近或达到互相关值下限(最小值)的一对m序列。

设{ai}是对应于r次本原多项式F1(x)所产生的m序列， {bi} 是另一r次本原多项式F2(x)产生的m序列，峰值互相关函数满足（1）则m序列{ai}与{bi}构成m序列优选对。

例如：的本原多项式与所产生的m序列与，其峰值互相关函数。

满足式（1），故与构成m序列优选对。

而本原多项式所产生的m序列，与m序列的峰值互相关函数，不满足上式，故与不是m序列优选对。

2. Gold序列1967年，R·Gold指出：“给定移位寄存器级数r时，总可找到一对互相关函数值是最小的码序列，采用移位相加方法构成新码组，其互相关旁瓣都很小，且自相关函数和互相关函数均有界”。

这样生成的序列称为Gold码（Gold序列）。

Gold序列是m序列的复合序列，由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对的模2和序列构成。

m 序列与Gold 序列比较

作为扩频通信中常用的伪随机序列m序列与gold各有各自的特点但同时也存在一些不同现从基本原理性能和构造方法出发着重比较了两者在性能方面的区别并对两者的相关性用matlab进行了仿真
中图分类号：TN914 . 42 文献标识码：A 文章编号：1009 - 2552（2006）06 - 0069 - 03
图 5（b） Gold 序列的互相关图形
面考虑，m 序列性能要比 Glod 序列优越一些，当然这同时也要付出占用更多的频带资源的代价，在这个领域，已经有人提出双 m 序列伪随机序列扩频［7］的观点，所以对这一课题还有待进一步深入研究。参考文献：
Abstract：As often used as spread sequence in all PN sequences，m sequence and Gold sequence have its respective characteristic，but there are some differences between them . The article compares the differences about performances from the basic principle，property and constructing means of the two sequences，and simulats them in relation part with MATLAB . Key words：spread spectrum；PN sequence
位的 m 序列之一为 111101011001000。同理，我们不

m序列和Gold序列特性研究要点上课讲义

m序列和G o l d序列特性研究要点Harbin Institute of Technology扩频通信实验报告课程名称：扩频通信实验题目：Gold码特性研究院系：电信学院班级：通信一班姓名：学号：指导教师：迟永钢时间： 2012年5月8日哈尔滨工业大学第1章实验要求1.以r=5 1 45E为基础，抽取出其他的m序列，请详细说明抽取过程；2.画出r=5的全部m序列移位寄存器结构，并明确哪些序列彼此是互反多项式；3.在生成的m序列集中，寻找出m序列优选对，请确定优选对的数量，并画出它们的自相关和互相关函数图形；4.依据所选取的m序列优选对生成所有Gold序列族，确定产生Gold序列族的数量，标出每个Gold序列族中的所有序列，并实例验证族内序列彼此的自相关和互相关特性；5.在生成的每个Gold序列族内，明确标出平衡序列和非平衡序列，并验证其分布关系。

6.完整的作业提交包括：纸质打印版和电子版两部分，要求两部分内容统一，且在作业后面附上源程序，并加必要注释。

7.要求统一采用Matlab软件中的M文件实现。

第2章实验原理2.1 m 序列二元m 序列是一种伪随机序列，有优良的自相关函数，是狭义伪随机序列。

m 序列易于产生于复制，在扩频技术中得到了广泛应用。

2.1.1 m 序列的定义r 级非退化的移位寄存器的组成如图1所示，移位时钟源的频率为c R 。

r 级线性移位寄存器的反馈逻辑可用二元域GF(2)上的r 次多项式表示2012() {0,1}r r i f x c c x c x c x c =++++∈L (1)图 2-1 r 级线性移位寄存器式(1)称为线性移位寄存器的特征多项式，其给出的表示反馈网络的而逻辑关系式是现行的。

因此成为线性移位寄存器。

否则称为，非线性移位寄存器。

对于动态线性移位寄存器，其反馈逻辑也可以用线性移位寄存器的递归关系式来表示112233 {0,1}i i i i r i r i a c a c a c a c a c ----=++++∈L (2) 特征多项式(1)与递归多项式(2)是r 级线性移位寄存器反馈逻辑的两种不同种表示法，因其应用的场合不同而采用不同的表示方法。

GOLD序列的相关性

GOLD序列的相关性 GOLD序列的相关性
主要内容
• m序列 • Gold序列 • Gold序列的相关特性
m序列
m序列是目前序列是目前CDMA系统中采用的最基本序列是目前系统中采用的最基本是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。若移位寄存器为级, 则其周序列的简称。若移位寄存器为n级的简称期P=2n-1 。
图1 反馈移位寄存器原理框图
Gold序列 Gold序列
• m序列虽然性能优良（具有尖锐而无旁瓣序列虽然性能优良（序列虽然性能优良的自相关函数）但同样长度的m序列个数的自相关函数）, 但同样长度的序列个数不多,且序列之间的互相关性不够好且序列之间的互相关性不够好。不多且序列之间的互相关性不够好。 R·Gold提出了一种基于序列的提出了一种基于m序列的提出了一种基于序列的PN码序码序称为Gold码序列。码序列。列, 称为码序列 • Gold序列是用一对周期和速率均相同，但序列是用一对周期和速率均相同序列是用一对周期和速率均相同，码字不同的m序列优选对模加后得到的。序列优选对模2加后得到的码字不同的序列优选对模加后得到的。
• 如果有两个序列它们的互相关函数的绝如果有两个m序列序列, 对值有界, 且满足以下条件: 对值有界且满足以下条件 + n2 1 2 + 1, n为奇数 R(τ ) = n +1 2 2 + 1, n为偶数(不是4的倍数) 则我们称这一对m序列为优选对。则我们称这一对m序列为优选对。优选对
Gold序列的相关性 Gold序列的相关性
• 自相关性：Gold 证明了Gold 码序列的自相关函数的所有非最高峰的取值是三值。
• 互相关性：Gold 码序列的互相关函数值的最大值不超过其m 序列优选对的互相关值，具有三值互相关函数。

Gold码

通信08-1 艾盼盼0850283101设计Gold序列发生器姓名：艾盼盼学号：0850283101 班级：通信08-1摘要：m序列，尤其是m序列优选对，是特性很好的伪随机序列。

但是，它们能彼此构成优选对的数目很少，不便于在码分多址系统中应用。

R.Gold于1967年提出了一种基于m 序列优选对的码序列，称为Gold序列。

它是m序列的组合码，由优选对的两个m序列逐位模2加得到，当改变其中一个m序列的相位（向后移位）时，可得到一新的Gold序列。

Gold 序列虽然是由m序列模2加得到的，但它已不是m序列，不过它具有与m序列优选对类似的自相关和互相关特性，而且构造简单，产生的序列数多，因而获得广泛的应用。

【关键词】：m序列优选对，Gold序列，模2加，自相关1. Gold码的概述1.1 gold码定义R.Gold于1967年提出了一种基于m序列优选对的码序列，称为Gold序列。

它是m序列的组合码，由优选对的两个m序列逐位模2加得到，当改变其中一个m序列的相位（向后移位）时，可得到一新的Gold序列。

Gold序列虽然是由m序列模2加得到的，但它已不是m 序列，不过它具有与m序列优选对类似的自相关和互相关特性，而且构造简单，产生的序列数多，因而获得广泛的应用。

1.2 gold码基本功能单元Gold码发生器的基本功能单元为线性反馈移位寄存器LFSR（Linear Fdddback Bhift Register）。

2.Gold序列的设计2.1 m序列优选对寻找方法产生gold序列的必要条件是m序列优选对，设A是对应于n级本原多项式f（x）所产生的m序列，B是对应于n级本原多项式g（x）所产生的m序列，当它们的互相关函数|Ra.b（k）|满足：则f（x）和g（x）所产生的m序列A和B构成一对优选对。

寻找m序列优选对的方法还有硬件计算法，分圆陪集法，逐步移位模2加法，三值判别法。

2.2gold序列设计的理论证明证明，若F1（x），F2（x）为两个不同的本原多项式，令F1（x）产生的序列为G（F1），F2（x）产生的序列为G（F2），F1（x）. F2（x）所产生的序列为G（F1，F2），则有上式表明两本原多项式乘积所产生的序列等于两个本原多项式分别产生的模2和序列。

m序列对及平衡Gold序列的产生与搜索

平衡Gold序列的产生与搜索方法
平衡Gold序列是一类具有优良伪随机性和自相关性的二元序列。产生平衡 Gold序列的方法主要有两种：一是通过平衡Gold多项式产生平衡Gold序列；二是通过选择适当的m序列和反馈函数产生平衡Gold序列。搜索方法主要有基于差分编码的搜索算法和基于自相关函数的搜索算法。
3、信息隐藏：平衡Gold序列可以用于信息隐藏中的隐写术，以隐藏敏感信息在公开信息中。由于平衡Gold序列具有优良的自相关性，它可以用于构造高效的隐写算法，提高信息隐藏的安全性和鲁棒性。
未来展望
随着技术的发展，平衡Gold序列的研究将面临新的挑战和机遇。以下是一些未来可能的研究方向：
1、高效产生方法：目前平衡Gold序列的产生方法还比较耗时，因此研究更高效的产生方法以提高搜索速度和降低计算成本是未来的一个研究方向。
1、反馈函数设计：反馈函数是m序列发生器的核心部分，其设计的好坏直接影响到m序列的性能。一个好的反馈函数应该具有较低的误码率、较高的线性复杂度、易于实现等优点。常用的反馈函数包括异或、同或、与等运算。
2、LFSR级数和反馈位数选择：m序列发生器的性能与LFSR的级数和反馈位数密切相关。一般来说，增加LFSR的级数和反馈位数可以提高m序列的性能，但同时也会增加硬件实现的复杂度和功耗。因此，在设计中需要根据实际需求选择合适的LFSR级数和反馈位数。
在软件实现中，可以使用各种编程语言如C、C++、Python等编写m序列发生器。软件实现具有灵活度高、易于调试和修改等优点，但也存在运行速度较慢和需要运行额外的处理器等缺点。
m序列发生器的应用
m序列发生器在信号处理、通信技术等领域具有广泛的应用。以下是m序列发生器的一些典型应用：

gold序列产生原理

gold序列产生原理Gold序列是一种特殊的数列，其产生原理可以通过递归函数来描述。

Gold序列的特点是，每个数都是前面两个数的和，即第n个数等于第n-1个数加上第n-2个数。

具体来说，第一个数和第二个数是预先给定的，接下来的每个数都是前面两个数的和。

为了更好地理解Gold序列的产生原理，我们可以通过一个简单的例子来说明。

假设我们规定第一个数为0，第二个数为1。

那么根据递归函数，第三个数就是0+1=1，第四个数是1+1=2，第五个数是1+2=3，以此类推。

通过上述例子，我们可以看出，Gold序列的产生过程是通过不断将前面两个数相加而得到的。

这个过程可以用递归函数来表示，即f(n) = f(n-1) + f(n-2)，其中f(n)表示第n个数。

通过递归函数的定义，我们可以根据已知的前两个数，依次计算出后面的数。

值得注意的是，Gold序列的产生原理并不依赖于具体的初始值。

无论我们规定第一个数和第二个数是什么，只要按照递归函数的规则计算，最终得到的数列都是Gold序列。

这是因为递归函数的定义保证了每个数都是前面两个数的和。

Gold序列在数学和计算机科学中都有广泛的应用。

在数学中，Gold序列被用来研究一些数论和代数的问题，例如斐波那契数列和黄金分割数等。

在计算机科学中，Gold序列常常被用来生成随机数序列或用作密码学中的密钥序列。

在生成随机数序列的应用中，Gold序列通过将两个序列进行异或运算来产生新的序列。

这样做的好处是，由于递归函数的特性，Gold 序列的数值分布相对均匀，具有较好的随机性质。

这使得Gold序列在随机数生成算法中得到了广泛应用。

在密码学中，Gold序列常被用作加密算法中的密钥序列。

由于Gold序列具有较好的随机性质和良好的扩散性质，使得生成的密钥序列能够提供较高的安全性。

因此，Gold序列在密码学中被广泛应用于对称加密算法和流密码算法中。

总结起来，Gold序列是一种通过递归函数产生的数列，其产生原理是每个数都是前面两个数的和。

三种常用扩频码序列产生及其特性仿真实验报告

三种常用扩频码序列产生及其特性仿真实验报告一、三种扩频码序列简介M序列（即De Bruijn序列）又叫做伪随机序列、伪噪声(PN)码或伪随机码。

可以预先确定并且可以重复实现的序列称为确定序列；既不能预先确定又不能重复实现的序列称随机序列；不能预先确定但可以重复产生的序列称伪随机序列。

对于一个n级反馈移位寄存器来说，最多可以有2^n 个状态，对于一个线性反馈移位寄存器来说，全“0”状态不会转入其他状态，所以线性移位寄存器的序列的最长周期为2^n-1。

当n级线性移位寄存器产生的序列{ai}的周期为T= 2^n-1时，称{ai}为n级m序列。

当反馈函数f（a1,a2,a3,…an）为非线性函数时，便构成非线性移位寄存器，其输出序列为非线性序列。

输出序列的周期最大可达2^n ，并称周期达到最大值的非线性移位寄存器序列为M序列。

1.2 Gold序列Gold序列是1967年R.Gold在m序列基础上提出并分析的一种特性较好的伪随机序列，它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m 序列优选对通过模2相加而构成的。

其产生的电路示意图如下图所示，通过设置m序列发生器B的不同初始状态，可以得到不同的Gold序列，由于总共有m-1个不同的相对移位(Q为m序列的级数)，加上原有的两个m序列，可以产生共m+1个Gold序列。

1.3OVSF序列对于TD-SCDMA来说，选择的扩频码称为正交可变扩频因子（Orthogonal Variable Spreading Factor，简称OVSF）。

又叫正交可变扩频因子，系统根据扩频因子的大小给用户分配资源，数值越大，提供的带宽越小，是一个实现码分多址(CDMA)信号传输的代码，它由Walsh函数生成，OVSF码互相关为零，相互完全正交。

OVSF序列的特点1、序列之间完全正交2、极适合用于同步码分多址系统3、序列长度可变，不影响正交性，是可变速率码分系统的首选多址扩频码4、自相关性很差，需与伪随机扰码组合使用二、三种扩频码序列产生仿真2.1 m序列n级线性移位寄存器的如图1所示：M序列具体实现的产生代码：X1=1;X2=0;X3=1;X4=0;X5=1;X6=1;X7=1;X8=0 %移位寄存器输入Xi初T态（01110101）， Yi为移位寄存器各级输出m=60; %置M序列总长度for i=1:m %1#Y8=X8;Y7=X7;Y6=X6;Y5=X5;Y4=X4; Y3=X3; Y2=X2; Y1=X1;X8=Y7;X7=Y6;X6=Y5;X5=Y4;X4=Y3; X3=Y2; X2=Y1;X1=xor(Y7,Y8); %异或运算if Y8==0U(i)=-1;elseU(i)=Y8;endendM=U%绘图i1=ik=1:1:i1;plot(k,U,k,U,'rx')xlabel('k')ylabel('M序列')title('移位寄存器产生的M序列')实验产生的结果：用阶梯图产生表示：X1=1;X2=0;X3=1;X4=0; X5=1;X6=1;X7=1;X8=0 %移位寄存器输入Xi初T态（01110101）， Yi为移位寄存器各级输出m=60; %置M序列总长度for i=1:m %1#Y8=X8;Y7=X7;Y6=X6;Y5=X5;Y4=X4; Y3=X3; Y2=X2; Y1=X1; X8=Y7;X7=Y6;X6=Y5;X5=Y4;X4=Y3; X3=Y2; X2=Y1;X1=xor(Y7,Y8); %异或运算if Y8==0U(i)=-1;elseU(i)=Y8;endendm=60; %置M序列总长度for i=1:m %1#Y8=X8;Y7=X7;Y6=X6;Y5=X5;Y4=X4; Y3=X3; Y2=X2; Y1=X1; X8=Y7;X7=Y6;X6=Y5;X5=Y4;X4=Y3; X3=Y2; X2=Y1;X1=xor(Y7,Y8); %异或运算if Y8==0U(i)=-1;elseU(i)=Y8;endendM=U%绘图stairs(M);得出图形为：二、GOLD序列的产生：自相关性：首先将第一个m序列变成双极性的序列，在与本身进行移位相乘进行积分运算，代码如下：out1=2*out1-1; %变为双极性序列for j=0:N-1rho(j+1)=sum(out1.*[out1(1+j:N),out1(1:j)])/N;endj=-N+1:N-1;rho=[fliplr(rho(2:N)),rho];figure(3)plot(j,rho);axis([-10 10 -0.1 1.2]);title('第一个m序列的自相关函数')互相关性：第一个m序列的函数与第二个m序列函数的移位相乘进行积分运算。

Gold码序列生成MATLAB代码

%本原多项式（二进制）
% Mfb_len = 11;%M序列要求生成多项式的长度
Mfb_ratio = log2(M_base);
M1fb_raw_len = M1origin_len * Mfb_ratio;%M序列本源多项式转换二进制为后的长度
M1fb_raw = zeros(1, M1fb_raw_len);%初始化M序列生成多项式
%自制Gold序列
function [GoldSeq] = dyc_gold_gen_v3()
%本原多项式参数
M_base = 8;%本原多项式表示进制数
M1 = [2 0 1 1];
M2 = [2 4 1 5];
Mfb_len = 11;%M序列的生成多项式的长度
Mfinal_len = 1023;%生成的M序列的长度
M1regs_e(1) = M1regs_s(M1regs_lቤተ መጻሕፍቲ ባይዱn);
for M1_ri = 2 : M1len_period
M1regs_m2(1) = mod(sum(M1fb .* M1regs_m1), 2);%低位产生新的一位
M1regs_m2(2 : M1regs_len) = M1regs_m1(1 : (M1regs_len - 1));%向高位右移一位
M1regs_m1 = M1regs_m2;
M1regs_e(M1_ri) = M1regs_m1(M1regs_len);
end
M2regs_e(1) = M2regs_s(M2regs_len);
for M2_ri = 2 : M2len_period
M2regs_m2(1) = mod(sum(M2fb .* M2regs_m1), 2);

m序列和Gold序列特性研究要点

扩频通信实验报告Harbin Institute of Technology扩频通信实验报告课程名称：扩频通信实验题目：Gold码特性研究院系：电信学院班级：通信一班姓名：学号：指导教师：迟永钢时间： 2012年5月8日哈尔滨工业大学- I-第1章实验要求1.以r=5 1 45E为基础，抽取出其他的m序列，请详细说明抽取过程；2.画出r=5的全部m序列移位寄存器结构，并明确哪些序列彼此是互反多项式；3.在生成的m序列集中，寻找出m序列优选对，请确定优选对的数量，并画出它们的自相关和互相关函数图形；4.依据所选取的m序列优选对生成所有Gold序列族，确定产生Gold序列族的数量，标出每个Gold序列族中的所有序列，并实例验证族内序列彼此的自相关和互相关特性；5.在生成的每个Gold序列族内，明确标出平衡序列和非平衡序列，并验证其分布关系。

6.完整的作业提交包括：纸质打印版和电子版两部分，要求两部分内容统一，且在作业后面附上源程序，并加必要注释。

7.要求统一采用Matlab软件中的M文件实现。

第2章实验原理2.1 m 序列二元m 序列是一种伪随机序列，有优良的自相关函数，是狭义伪随机序列。

m 序列易于产生于复制，在扩频技术中得到了广泛应用。

2.1.1 m 序列的定义r 级非退化的移位寄存器的组成如图1所示，移位时钟源的频率为c R 。

r 级线性移位寄存器的反馈逻辑可用二元域GF(2)上的r 次多项式表示2012() {0,1}r r i f x c c x c x c x c =++++∈ (1)图 2-1 r 级线性移位寄存器式(1)称为线性移位寄存器的特征多项式，其给出的表示反馈网络的而逻辑关系式是现行的。

因此成为线性移位寄存器。

否则称为，非线性移位寄存器。

对于动态线性移位寄存器，其反馈逻辑也可以用线性移位寄存器的递归关系式来表示112233 {0,1}i i i i r i r i a c a c a c a c a c ----=++++∈ (2) 特征多项式(1)与递归多项式(2)是r 级线性移位寄存器反馈逻辑的两种不同种表示法，因其应用的场合不同而采用不同的表示方法。

GOLD序列特性实验

实验一GOLD序列特性实验②用示波器观察测试点“GOLD1”处的波形。

改变拨位开关“扩频码速率”的设置，按“发射机复位”键，再观察“GOLD1”处的波形。

“GOLD1置位”设置为10000000时100kbit/s的GOLD1波形“GOLD1置位”设置为10000000时200kbit/s的GOLD1波形观察Gold序列的自相关和互相关特性用示波器测“TX3”处波形，该波形即为Gold序列的GOLD序列的自相关特性用示波器测“TX3”处波形，该波形即为Gold序列的互相关特性。

GOLD序列的互相关特性1、顺时针将“跟踪”电位器旋到底，用示波器测“VCO-C”处波形，该波形即为延迟锁相环的鉴相特性曲线。

2、用示波器双踪分别观察“G1-BS”和“G3-BS”处的波形，调节“跟踪”旋钮，直到二个波形完全一致，没有相差为止。

此时表明接收机的Gold序列和发射机的Gold序列在相位与码速率上都一致。

3、用示波器双踪分别观察“GOLD1”和“GD-TX”处的波形，二者的波形应完全一致。

说明：由于本系统的Gold序列频率较高，且周期很长，模拟双踪示波器应在“断续（CHOP）”模式下比较“GOLD1”和“GD-TX”处的波形，如果在“交替（ALT）”模式下即使两者输出波形一致，观察结果也可能不一致。

数字示波器则不存在该问题。

实验三扩频与解扩实验①将“SIGN1置位”设置成不为全0或全1的码字，设置“GOLD1置位”。

用示波器分别观察“SIGN1”和“S1-KP”的波形，并做对比。

信码速率为1kbit/s、扩频码速率为100kbit/s时“SIGN1”和“S1-KP”处波形②（选做）用带FFT功能的数字示波器分别观察“SIGN1”和“S1-KP”的频谱，并做对比。

③分别改变发射机的信码速率和扩频码速率，重复上一步骤。

5、（选做）观察扩频前后PSK调制频谱的实验①码字设置不变，将“扩频”开关拨下，用频谱仪观察“PSK1”的频谱。

GOLD码产生与特性分析实验

实验八GOLD 码特性实验一、实验目的1、掌握GOLD 码的编解码原理。

2、掌握GOLD 码的软件仿真方法。

3、掌握GOLD 码的硬件仿真方法。

4、掌握GOLD 码的硬件设计方法。

二、预习要求1、掌握GOLD 码的编解码原理和方法。

2、熟悉matlab 的应用和仿真方法。

3、熟悉Quatus 的应用和FPGA 的开发方法。

三、实验原理1、GOLD 序列简介GOLD 序列是由m 序列的“优选对”构成的。

所谓优选对是指m 序列中互相关值为[－1，－t(n),t(n)-2]的一对序列。

其中(1)/21(2)/212,2,(){n n n n t n ++++=为奇数，为偶数下表为部分m 序列的部分优选对表1 部分m 序列的部分优选对上表中的m 序列采用8进制（可参见PN 码实验）。

2、GOLD 序列由m 序列中的优选对{xi}和{yi}本身加上它们的相对移位模二相加构成的2n －1个序列组成，序列总数为2n ＋1。

任一队序列之间的互相关函数都是三值的，即(1)/2(1)/21(1)/2(1)/211{(21)(),(21)()2R {1{(21)(),(21)()2n n cn n t n n t n t n n t n ++++++--+=--=-=--+=--=-为奇数为偶数，但不被4整除即，GOLD 序列的最大互相关值为|R |()c m t n下表为GOLD 序列的t(n)值及其与自相关峰值Rs （0）的比值，同时给出GOLD 序列族中的序列数。

表为部分GOLD 序列的t(n)值、Rs （0）、序列数表1、建立GOLD 的仿真文件(GOLD.MDL)GOLD1…GOLD7的Sample Time 均设置为SampleTime ；Preferred polynomial （1）设置为[1 0 1 1]；Initial states （1）设置为[0 0 1]; Preferred polynomial （2）设置为[1 1 0 1]；Initial states （2）设置为[0 0 1]。