m序列扩频码的生成.

通信原理精品课-第七章m序列(伪随机序列)

04
m序列在扩频通信中的应用
扩频通信的基本原理和特点
扩频通信的基本原理
扩频通信是一种利用信息信号对一个很宽频带的载波进行调制，以扩展信号频谱的技术。通过扩频，信号的频谱被扩展，从而提高了信号的抗干扰能力和隐蔽性。
扩频通信的特点
扩频通信具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、抗截获能力强、可实现码分多址等优点。同时，扩频通信也存在一些缺点，如信号的隐蔽性和保密性可能受到影响，信号的带宽较宽，对信道的要求较高。
在无线通信中，由于信号传播路径的不同，接收端可能接收到多个不同路径的信号，形成多径干扰。
抗多径干扰
m序列具有良好的自相关和互相关特性，可以用于抗多径干扰。通过在发射端加入m序列，可以在接收端利用相关器检测出原始信号，抑制多径干扰的影响。
扩频通信
m序列可以用于扩频通信中，将信息信号扩展到更宽的频带中，提高信号的抗干扰能力和隐蔽性。
离散性
m序列是一种周期性信号，其功率谱具有离散性，即只在某些特定的频率分量上有能量分布。
带宽有限
m序列的功率谱具有有限的带宽，其带宽与序列的长度和多项式的系数有关。
旁瓣抑制
m序列的功率谱具有较好的旁瓣抑制特性，即除了主瓣外的其他频率分量的能量较小。
m序列在多径干扰抑制中的应用
多径干扰
抗截获能力
m序列扩频通信系统具有较强的抗截获能力。由于信号的频谱被扩展，敌方难以检测和识别信号，从而提高了通信的保密性。
码分多址能力
m序列扩频通信系统具有较强的码分多址能力。不同的用户可以使用不同的扩频码进行通信，从而实现多用户共享同一通信信道。
05
m序列的未来发展与研究方向
m序列与其他通信技术的融合应用

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。

直接序列扩频系统MATLAB仿真(BPSK调制)

1、生成m序列及m序列性质实验产生7位m序列，频率100Hz，模拟线性反馈移位寄存器序列，原理图如下：clear all;clc;X1=0;X2=0;X3=1;m=350; %重复50遍的7位单极性m序列for i=1:mY3=X3; Y2=X2; Y1=X1;X3=Y2; X2=Y1;X1=xor(Y3,Y1);L(i)=Y1;endfor i=1:mM(i)=1-2*L(i); %将单极性m序列变为双极性m序列endk=1:1:m;figure(1)subplot(3,1,1) %做m序列图stem(k-1,M);axis([0,7,-1,1]);xlabel('k');ylabel('M序列');title('移位寄存器产生的双极性7位M序列') ;subplot(3,1,2)ym=fft(M,4096);magm=abs(ym); %求双极性m序列频谱fm=(1:2048)*200/2048;plot(fm,magm(1:2048)*2/4096);if x_rand(i)>=0.5 %大于等于0.5的取1，小于0.5的取0x(i)=1;a=a+1;else x(i)=0;endendt=0:N-1;figure(2) %做信息码图subplot(2,1,1)stem(t,x);title('扩频前待发送二进制信息序列');tt=0:349;subplot(2,1,2)l=1:7*N;y(l)=0;for i=1:Nk=7*i-6;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k =k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);ends(l)=0;for i=1:350 %扩频后，码率变为100/7*7=100Hzs(i)=xor(L(i),y(i));endtt=0:7*N-1;stem(tt,s);axis([0,350,0,1]);title('扩频后的待发送序列码');N=400000;ybb=fft(s_bpskb,N); %无扩频信号BPSK调制频谱magb=abs(ybb);fbb=(1:N/2)*100000/N;subplot(2,1,1)plot(fbb,magb(1:N/2)*2/N);axis([1700,2300,0,0.8]);title('扩频前调制信号频谱');xlabel('Hz');subplot(2,1,2)yb=fft(s_bpsk,N); %扩频信号BPSK调制频谱mag=abs(yb);fb=(1:N/2)*100000/N;plot(fb,mag(1:N/2)*2/N);axis([1700,2300,0,0.8]);title('扩频后调制信号频谱');xlabel('Hz');title('扩频后经加噪过信道后的信号与原信号时域波形对比'); xlabel('t');axis([0.0675,0.0725,-1.2,1.2]);subplot(2,2,2)ybba=fft(s_bpskba,N); %无扩频调制信号经信道后频谱分析magba=abs(ybba);plot(fbb,magba(1:N/2)*2/N);title('扩频前经信道调制信号频谱');axis([1700,2300,0,0.8]);xlabel('Hz');subplot(2,2,4)yba=fft(s_bpska,N); %扩频调制信号经信道后频谱分析maga=abs(yba);fb=(1:N/2)*100000/N;plot(fb,maga(1:N/2)*2/N);axis([1700,2300,0,0.8]);xlabel('Hz');title('扩频后经信道调制信号频谱');幅，符合高斯白噪声的原理。

m序列扩频码的生成

一、扩频码序列
在扩频系统中，信号频谱的扩展是通过扩频码实现的。

扩频系统的性能和扩频码的性能有很大关系，对扩频码通常有下列要求：易于产生；具有随机性；扩频码应该具有尽肯能长的周期，使干扰者难以从扩频码的一小段中重建整个码序列；扩频码具有良好的自相关和互相关特性，以利于接收时的捕获和跟踪，以及多用户检测等。

从理论上说，用纯随机序列去扩展频谱是最理想的。

例如，高斯白噪声，但在接收机中为解扩的需要，应当有一个同发送端扩频码同步的副本，因此，实际上只能用伪随机或防噪声序列作为扩频码。

伪随机序列具有类似噪声的性质，但它又是周期性有规律的，易于产生和处理。

扩频码中应用最多的是m序列，又称最大长度序列，还有Gold序列、Walsh码序列等。

二、m序列
三、仿真实现
本程序实现的功能：生成n=3的m序列，其中第一个寄存器与第三个寄存器与反馈加法器相连，寄存器的初始值都为1。

程序源代码请参考m_sequence.m。

（注：使用时需要修改m_sequence.txt文件后缀格式，修改为m_sequence.m，然后用MATLAB打开运行。

其他程序也是如此。

）
其中产生m序列的功能通过调用函数mseq来实现，mseq函数代码请参考mseq.m，函数中第28行的shift函数是完成序列的循环移位，它的代码请参考shift.m。

完成相关的设定（寄存器连接方式，初始值）后，直接调用mseq函数即可生成对应的m序列。

程序运行结果为
mout =
1 1 1 0 1 0 0。

m序列原理

m序列原理m序列是一种特殊的伪随机序列，具有良好的随机性质和周期性，广泛应用于通信、密码学、雷达、遥感等领域。

m序列的原理是基于线性反馈移位寄存器（LFSR）的工作原理，通过适当的初值和反馈多项式，可以生成具有良好随机性质的序列。

m序列的生成原理是基于LFSR的工作原理。

LFSR是一种线性反馈移位寄存器，它由若干个存储单元和适当的反馈电路组成。

在LFSR中，存储单元中的数据按照时钟信号不断移位，同时根据反馈电路的控制，将某些位上的数据进行异或运算，得到新的输入数据，从而实现序列的生成。

通过适当选择LFSR的初值和反馈多项式，可以得到不同长度的m序列。

m序列具有良好的随机性质和周期性。

由于m序列的生成原理是基于LFSR的移位和异或运算，使得序列中的数据呈现出随机分布的特性。

同时，由于LFSR的结构和反馈多项式的选择，m序列具有很长的周期，甚至可以达到最大周期2^n-1，其中n为LFSR的位数。

这使得m序列在伪随机序列中具有较好的性能。

m序列在通信、密码学、雷达、遥感等领域有着广泛的应用。

在通信系统中，m序列可以作为扩频序列，用于码分多址（CDMA）通信系统中的信道编码和解码，提高通信系统的抗干扰能力和安全性。

在密码学中，m序列可以作为密钥序列，用于数据加密和解密，保障通信的安全性。

在雷达和遥感领域，m序列可以作为调制序列，用于信号的调制和解调，提高信号的分辨率和抗干扰能力。

总之，m序列作为一种特殊的伪随机序列，具有良好的随机性质和周期性，在通信、密码学、雷达、遥感等领域有着广泛的应用前景。

通过深入理解m序列的生成原理和特性，可以更好地应用于实际系统中，提高系统的性能和安全性。

扩频通信中M序列的产生及其应用

图2-1直接序列扩频通信系统简化图
2.3.2
跳频扩频技术是通过伪随机码的调制,使载波工作的中心频率不断跳跃改变,而噪声和干扰信号的中心频率却不会改变。这样只要收、发信机之间按照固定的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达到同步，排除噪音和其他干扰信号。频率跳变系统主要由码产生器和频率合成器两部分组成。快速响应的频率合成器是频率跳变系统的关键部件。频率跳变系统的发射机在一个预定的频率集中由码序列控制频率合成器，使发射频率随机地由一个跳到另一个。接收机中的频率合成器也按相同的顺序跳变，产生一个与发射频率只差一个中频的本振频率，经混频后得到一个频率固定的中频信号。这一中频信号经放大后送到解调器取出传送的信息
Key words:Spread spectrum communication;Random sequence;Correlation;Simulation
第
1.1 PN
PN伪随机码也称为伪噪声，本论文中M序列就属于PN码的一种，在扩频通信中的扩频与解扩部分采用相应的PN码制，不同的PN码对系统的影响也不同，简单的说来周期较短的伪码扩频以后所占频谱较窄，但是其抗干扰能力也相对较弱，如果需要获得很好的系统性能，在伪码周期选择上既要保证信号频谱不太宽也要考虑到期抗干扰能力。伪码序列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在本文中选用n=7的M序列来研究其产生和扩频通信系统中的性能。
C=Blog2(1+S/N)（2-1）
这个公式指示出：如果信息传输速率C不变，则带宽B和信噪比P/N是可以互换的，就是说增加带宽就可以在较低的信噪比的情况下以相同的信息率来可靠的传输信息，甚至在信号被噪声淹没的情况下，只要相应的增加信号带宽，仍然保持可靠的通信，也就是可以用扩频方法以宽带传输信息来换取信噪比上的好处[1]。

m序列的原理及应用

m序列的原理及应用1. 什么是m序列？m序列，全名为最大长度线性反馈移位寄存器序列（Maximum Length Sequence），是一种特殊的二进制序列。

m序列的特点是具有最长的周期，并且波形均匀随机分布。

m序列可以通过一个线性反馈移位寄存器（LFSR）来生成。

2. m序列的生成原理m序列的生成原理基于线性反馈移位寄存器（LFSR）的运算。

LFSR是一种用于产生伪随机序列的硬件电路。

LFSR由寄存器和反馈函数组成。

寄存器是一组存储数据的单元，通常是一组触发器，每个触发器存储一个二进制位。

反馈函数根据寄存器的当前状态产生下一个状态。

反馈函数一般采用异或操作。

m序列的生成就是通过不断移位和反馈计算，使得LFSR的状态变化遍历所有可能的状态，从而生成了m序列。

3. m序列的应用m序列由于其随机性和均匀性，被广泛应用于通信、加密、导航等领域。

3.1 通信领域在通信领域中，m序列被用作伪随机序列发生器。

伪随机序列在信号传输、数据调制等方面起到关键作用。

m序列具有具有良好的互相关性和自相关性性质，能够提供伪随机的编码和解码功能。

3.2 加密领域m序列在加密领域中作为密钥序列广泛使用。

由于m序列的随机性和不可预测性，能有效地保护数据的安全性。

一种常见的应用是m序列与明文进行异或运算，生成密文，从而实现加密功能。

3.3 导航领域在导航领域中，m序列被用于全球卫星导航系统（GNSS）中的扩频码。

扩频码是通过将原始导航信号与m序列进行乘法运算而生成的。

m序列的均匀随机性使得扩频码具有良好的抗多径和抗干扰性能。

4. m序列的特点4.1 最长周期m序列具有最长的周期，周期长度为2^N-1，其中N为LFSR的位数。

这意味着m序列可以生成非常长的伪随机序列。

4.2 均匀随机性m序列的波形均匀分布，具有良好的随机性。

这个特性使得m序列在各个应用领域都能发挥重要作用。

4.3 线性可预测性m序列是由线性反馈移位寄存器生成的，其生成过程可以被完全预测。

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。

5g m序列

5G M序列简介在5G通信技术中，M序列（M-sequence）是一种用于生成伪随机码（Pseudo Random Code）的序列。

M序列具有良好的随机性和周期性，并且在5G系统中具有广泛的应用。

本文将对5G M序列进行详细介绍，包括其定义、特性、生成方法以及应用场景等。

定义M序列是一种由二进制数字（0和1）组成的序列，具有良好的随机性和周期性。

M序列的长度通常为2的幂次方减1，例如15、31、63等。

M序列的生成是通过反馈移位寄存器（Feedback Shift Register，FSR）实现的，其中寄存器中的位通过特定的异或运算进行更新，从而生成下一个位的值。

特性1.随机性：M序列具有良好的随机性，其序列中的0和1的分布接近均匀分布，能够提供高度的随机性，从而增强数据的安全性和抗干扰能力。

2.周期性：M序列的周期性非常好，其周期长度为2的幂次方减1。

例如，一个15位的M序列的周期长度为2^15-1=32767，能够满足5G系统对长周期序列的需求。

3.自相关性：M序列的自相关性非常低，即序列与其自身进行互相关运算后，得到的结果接近于0。

这种特性使得M序列在通信系统中能够提供良好的互相干扰抑制能力。

生成方法M序列的生成方法基于反馈移位寄存器（FSR），其具体步骤如下：1.初始化寄存器：将FSR中的所有位初始化为非零的值，通常选择全1或全0。

2.生成序列：通过不断进行异或运算来更新FSR中的位，从而生成M序列。

具体更新方法根据FSR的结构和反馈多项式来确定。

3.输出序列：根据需要，可以选择输出M序列的全部或部分位。

如果只需要部分位，则可以通过截取序列的方式来实现。

应用场景M序列在5G系统中有许多重要的应用场景，包括：1.扩频技术：M序列被广泛用于扩频技术中，通过将原始数据序列与M序列进行异或运算，可以将信号的频带扩展，从而提高系统的抗干扰能力和容量。

2.导频序列：在5G系统中，M序列被用作导频序列，用于信道估计、频率同步等关键环节。

(完整word版)实验九--m序列产生及其特性实验

实验九 m 序列产生及其特性实验一、实验目的通过本实验掌握m 序列的特性、产生方法及应用。

二、实验内容1、观察m 序列，识别其特征。

2、观察m 序列的自相关特性。

三、基本原理m 序列是有n 级线性移位寄存器产生的周期为21n -的码序列，是最长线性移位寄存器序列的简称。

码分多址系统主要采用两种长度的m 序列：一种是周期为1521-的m 序列，又称短PN 序列；另一种是周期为4221-的m 序列，又称为长PN 码序列。

m 序列主要有两个功能：①扩展调制信号的带宽到更大的传输带宽，即所谓的扩展频谱；②区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号。

1、产生原理图9-1示出的是由n 级移位寄存器构成的码序列发生器。

寄存器的状态决定于时钟控制下输入的信息（“0”或“1”），例如第I 级移位寄存器状态决定于前一时钟脉冲后的第i －1级移位寄存器的状态。

图中C 0，C 1，…，C n 均为反馈线，其中C 0＝C n ＝1，表示反馈连接。

因为m 序列是由循环序列发生器产生的，因此C 0和C n 肯定为1，即参与反馈。

而反馈系数C 1，C 2，…，C n－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。

图9-1 n 级循环序列发生器的模型一个线性反馈移动寄存器能否产生m 序列，决定于它的反馈系数(0,1,2,,)i c i n =，下表中列出了部分m 序列的反馈系数i c ，按照下表中的系数来构造移位寄存器，就能产生相应的m 序列。

表9-1 部分m 序列的反馈系数表根据表9-1中的八进制的反馈系数，可以确定m 序列发生器的结构。

以7级m 序列反馈系数8(211)i C =为例，首先将八进制的系数转化为二进制的系数即2(010001001)i C =，由此我们可以得到各级反馈系数分别为：01C =、10C =、30C =、41C =、50C =、60C =、71C =，由此就很容易地构造出相应的m 序列发生器。

实验三移动通信信息码与扩频码的产生实验(M、Gold序列)

实验三移动通信信息码与扩频码的产生实验（M、Gold序列）（一）M序列产生实验一、实验目的1．了解M序列的性质和特点2．熟悉M序列的产生方法3．了解M序列的CPLD实现方法二、实验仪器设备HD8670型移动通信实验箱、示波器等三、实验内容1．熟悉M序列的产生方法2．测试M序列的波形四、实验原理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。

M序列在一定的周期内具有自相关特性。

它的自相关特性和白噪声的自相关特性相似。

虽然它是预先可知的，但性质上和那些随机序列具有相同的性质。

比如：具有相同数目的0和1码，系列的不同部分具有很小的相关性，任何两串序列具有很小的相关性等。

1、M序列的产生M序列是由带线性反馈的移存器产生的。

现在，我们先给出一个M序列的例子。

在图3-1中示出一个4级反馈移存器。

若其初始状态为（a3,a2 ,a1 ,a0 ）=（1，0，0，0），则在移位一次时，由a3和a0模2相加产生新的输入a4=01 =1新的状态变为（a4,a3,a2 ,a1 ）=(1,1,0,0)这样移位15次后又回到初始状态（1，0，0，0），不难看出，若初始状态为全“0”，即“0，0，0，0”，则移位后得到的仍为全“0”状态。

这就意味着在这种反馈移存器中应避免出现全“0”状态。

不然移存器的状态将不会改变。

因为4级移存器共有24=16种可能的不同状态。

除全“0”状态外，只剩15种状态可用。

即由任何4级反馈移存器产生的序列的周期最长为15。

我们常常希望用尽可能小的级数产生尽可能长的序列。

由上例可见，一般说来，一个n级反馈移存器可能产生的最长周期等于（2n –1）。

我们将这种最长的序列称为最长线性反馈移存器序列，简称M序列。

图3-1 M序列的产生2、M序列的CPLD实现在图3-2中示出一个一般的线性反馈移存器的组成。

图中一级移存器的状态用a i表示，a i=0或1，i＝整数。

反馈线的连接状态用Ci 表示，Ci=1表示此线接通（参加反馈），Ci=0表示此线断开。

扩频码序列

扩频码序列姓名：***学号： *********m序列m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。

二进制的m序列是一种重要的伪随机序列，有优良的自相关特性。

容易产生、规律性强，但其随机性接近于噪声和随机序列。

m序列在扩展频谱及码分多址技术中有着广泛的应用，并在m 序列基础上还能够成其它码序列，因此无论从m序列直接应用还是从掌握伪随机序列基本理论而言，应该熟悉m序列的产生及其主要特性。

顾名思义，m序列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。

在二进制移位寄存器发生器中，若n为级数，则所能产生的最大长度的码序列为2n－1位。

现在来看看如何由多级移位寄存器经线性反馈产生周期性的m序列。

图3-2 (a)为一最简单的三级移位寄存器构成的m序列发生器。

图中Dl、D2、D3为三级移位寄存器，为模二加法器。

移位寄存器的作用为在时钟脉冲驱动下，能将所暂存的“1”或“0”逐级向右移。

模二加法器的作用为图中(b)所示的运算，即0十0＝0，0十1＝1，1十0＝l，l十1＝0。

图(a)中D2、D3输出的模二和反馈为Dl的输入。

在图(c)中示出，在时钟脉冲驱动下，三级移位寄存器的暂存数据按列改变。

D3的变化即输出序列。

如移位寄存器各级的初始状态为111时，输出序列为1110010。

在输出周期为32－1＝7的码序列后，D1、D2、D3又回到111状态。

在时钟脉冲的驱动下，输出序列作周期性的重复。

因7位为所能产生的最长的码序列，1110010则为m序列。

钟脉冲（a）三级移位寄存器构成的m序列发生器这一简单的例子说明：m序列的最大长度决定于移位寄存器的级数，而码的结构决定于反馈抽头的位置和数量。

不同的抽头组合可以产生不同长度和不同结构的码序列。

有的抽头组合并不能产生最长周期的序列。

对于何种抽头能产生何种长度和结构的码序列，已经进行了大量的研究工作。

现在已经得到3 -100级m序列发生器的连接图和所产生的m序列的结构。

pn码，m序列产生原理

pn码，m序列产⽣原理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。

如图1所⽰，m序列可由⼆进制线性反馈移位寄存器产⽣。

它主要由n个串联的寄存器、移位脉冲产⽣器和模2加法器组成。

图中第i级移存器的状态a i表⽰，a i=0 或a i=1，i=整数。

反馈线的连接状态⽤c i表⽰，c i=1表⽰此线接通（参加反馈），c i=0表⽰此线断开。

由于反馈的存在，移存器的输⼊端受控地输⼊信号。

不难看出，若初始状态为全“0”,则移位后得到的仍为全“0”，因此应避免出现全“0”状态，⼜因为n级移存器共有2n-1种可能的不同状态，除全“0”状态外，剩下2n-1种状态可⽤。

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：该式称为递推⽅程。

图1 线性反馈移位寄存器上⾯曾经指出，c i的取值决定了移位寄存器的反馈连接和序列的结构。

现在将它⽤下列⽅程表⽰：这⼀⽅程称为特征多项式。

式中x i仅指明其系数c i的值（1或0），x本⾝的取值并⽆实际意义，也不需要去计算x的值。

例如，若特征⽅程为f(x)=1+x+x4则它仅表⽰x0,x1和x4的系数c0=c1=c4=1,其余为零。

经严格证明：若反馈移位寄存器的特征多项式为本原多项式，则移位寄存器能产⽣m序列。

只要找到本原多项式，就可构成m系列发⽣器。

m序列的基本性质如下：(1)周期性：m序列的周期p取决于它的移位寄存器的级数, p=2n-1(2)平衡特性：m序列中0和1的个数接近相等；m序列中⼀个周期内“1”的数⽬⽐“0”的数⽬多1个。

(3)游程特性：m序列中长度为1的游程约占游程总数的1/2，长度为2的游程约占游程总数的1/22 ,长度为3的游程约占游程总数的1/23 …(4)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。

m序列扩频 matlab代码

序1：序列扩频技术概述序2：m序列的定义和特点序3：m序列扩频的原理序4：m序列扩频的应用序5：m序列扩频的matlab代码实现序1：序列扩频技术概述序列扩频（Code Division Multiple Access，CDMA）是一种先进的通信技术，其核心是采用扩频码将数据信号进行扩频处理，以实现在同一频段内传输多个用户数据。

m序列是一种经典的扩频序列，被广泛应用于CDMA系统中。

通过m序列的扩频，可以使得信号在传输过程中具有更好的抗干扰性能和更高的安全性，从而提高系统的通信质量和可靠性。

序2：m序列的定义和特点m序列是一种由线性移位寄存器（LFSR）产生的伪随机序列，具有周期性和均匀性的特点。

m序列的长度由寄存器的位数决定，通常被表示为2^n-1，其中n为寄存器的位数。

m序列的特点是具有良好的自相关性和互相关性，以及较高的扩频增益，在CDMA系统中具有重要的应用价值。

序3：m序列扩频的原理m序列扩频的原理是将原始数据信号通过与m序列进行异或运算，从而实现信号的扩频处理。

具体来说，m序列的每个元素与原始数据信号的每个比特进行异或运算，得到扩频后的信号。

这样做的好处是可以使得信号的频谱扩展到更宽的频带，从而提高信号的抗干扰性能和安全性。

序4：m序列扩频的应用m序列扩频技术被广泛应用于各种通信系统中，包括无线通信、卫星通信、军事通信等领域。

在CDMA系统中，m序列扩频技术可以实现多用户间的信号隔离和同时传输，从而提高系统的通信容量和灵活性。

在其他领域，m序列扩频技术也被应用于信号处理、频谱扩展和加密等方面。

序5：m序列扩频的matlab代码实现以下是一个简单的matlab代码示例，实现了m序列扩频的过程：```matlab定义m序列m_sequence = [1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1];定义原始数据信号data_signal = [0 1 0 1 1 0 1 1];对原始数据信号进行扩频spread_signal = zeros(1, length(data_signal) *length(m_sequence));for i = 1:length(data_signal)spread_signal((i-1)*length(m_sequence)+1:i*length(m_sequence)) =xor(data_signal(i), m_sequence);end显示扩频后的信号disp('扩频后的信号为：');disp(spread_signal);```以上代码通过matlab实现了m序列扩频的过程，首先定义了一个m 序列和原始数据信号，然后对原始数据信号进行扩频处理，最后展示了扩频后的信号。

m序列扩频码发生器及伪码特性研究

论文题目：m序列扩频码发生器及伪码特性研究专业名称通信与信息系统学生姓名张伟学号1199080072012年07月11日摘要：扩频码设计是扩频系统的关键技术,利用计算机实现伪随机码的生成和性能评估是扩频系统设计的必由之路。

本文采用simulink仿真设计m序列发生器，并基于MATLAB平台编制了m序列的生成及性能评估程序，程序具有友好的用户接口。

可以直接读取文献中提供的八进制本原多项式，随即输出所需扩频码并进行自相关性和互相关性指标的评估分析。

仿真结果验证了该方法的正确性、先进性和简洁性。

关键词：扩频码；MATLAB；m序列发生器；相关特性Abstract: The design of spread spectrum code is the key technology of spread spectrum system, while the computer aided design is the only way of spread spectrum code design. Based on the simulink tool to design m-sequence generator, and Using MATLAB software, the generation and analysis programs for m-sequence is given. The programs serve as a friendly, feasible environment for users. The loctal primitive polynomial can be read by computer directly, and subsequently, the computer outputs the performance evaluation results of the code.The simulation results show the correctness, superiority and conciseness.Key words:Spread spectrum code; MATLAB; m-sequence generator; related performance1 引言扩频系统通过信息与扩频码相乘来实现扩频。

m序列的原理及应用总结

m序列的原理及应用总结1. 概述m序列（maximum-length sequence），也称为伪随机噪声序列或m序列码，是一种特殊的二进制序列。

m序列具有良好的随机性和周期性，具有广泛的应用领域，例如通信系统中的扩频技术、密码学中的序列密码以及信号处理中的相关分析等。

本文将介绍m序列的原理和应用。

2. m序列的生成原理m序列是通过线性移位寄存器（LSR）和反馈逻辑实现的。

下面是m序列的生成原理：1.首先，选择一个m阶多项式，表示为G(x)=g0+g1x+g2x2+…+gm-1xm-1，其中gi ∈ {0, 1}，且m大于1。

2.初始化一个m位寄存器，将其所有位都设置为1。

3.对于每个时钟周期，将寄存器的最低位输出作为m序列的输出，并根据反馈逻辑更新寄存器的状态。

4.反馈逻辑根据G(x)的系数进行计算，具体计算方式为将寄存器的值与G(x)的系数进行与运算，然后将结果进行异或操作，并将计算结果作为寄存器的新状态。

5.重复步骤3和步骤4，直到生成所需的m序列。

3. m序列的特性m序列具有以下几个特性：•最大长度：m序列的周期长度为2m-1，即n=2m-1。

•等自相关性：m序列与其自身进行互相关时，对于任意的偏移量k （0≤k≤n-1），互相关系数均为0。

•平衡性：m序列的周期内0和1的个数相等，即0和1出现的次数相差不超过1。

•异构性：m序列的任意m位子序列都是一个伪随机序列。

4. m序列的应用m序列具有良好的性质，因此在许多领域都有重要的应用。

以下是m序列的几个主要应用：4.1 扩频技术扩频技术是将原始数据序列通过与m序列进行逐位异或得到扩频序列的技术。

扩频序列具有较大的频带宽度，在通信系统中广泛应用于抗干扰、低功率传输以及多用户接入等方面。

m序列被广泛应用于扩频码的产生。

4.2 序列密码系统m序列在密码学中有重要的应用，可以用于产生密钥序列。

由于m序列具有较长的周期和良好的随机性质，能够提供较高的安全性。

扩频第5章(4)

艘 “ 俄亥俄 ”级弹道导战斗群的安全。这一问题非常严肃，毕潜艇。除了将４弹核潜艇改装为巡航导弹核潜艇，美军竟航空母舰、几十架舰载机、十几艘辅弗吉尼亚”级多用途核潜艇。助舰船及其搭载的武器装备，都是非常还在建造 “
重要的资产。
深度更是高达６００米，但其单艘了８座ＣＭ一３４６通用垂直发射装
亚森 ”级装备的武器战术性能，均表明 “ 亚森 ” 超过５（）枚鱼雷／导弹，极限下潜计要求。最终， “ 级核潜艇有能力完成多种任务，即便面对防御完备的敌方，也可造价也因此飙升至２４亿美元以置，可容纳３２枚Ｐ一８００“ 红宝石 ” 上。因此，美国海军仅仅建造了
－
，
军近期服役的新型潜艇所配备先进的巡对性的参考。这种思想的产物就是 ‘ ‘ 海狼 ”级多航导弹和重型鱼雷，一枚就足以重创一用途核潜艇。该级潜艇设计目标只有一艘大型水面舰艇，这令美方忧心忡忡。
容纳３２枚ｐ－８００“ 红宝石”重型超声速反舰
Ｉ交锋观点ｌＰＯＩＮＴＳＣＯＮＦＲＯＮＴＡＴＩＯＮ
“ 亚森 ”有能力威肋１美海上优势
俄罗斯战略与预测评估网站２０１６年９月１日发表文章，简要
介绍了俄新型 “ 亚森 ”级核潜艇的作战性能及未来俄海军潜艇力量
用途攻击型核潜艇。在此基础上，