基于Matlab的m序列发生器的说明书

目录洗手第一章绪论洗手11背景及意义洗手12设计内容及要求洗手121设计内容洗手122设计要求洗手13系统框图洗手第二章M序列的分析洗手21M序列的原理22M序列的相关特性洗手221均衡特性平衡性）洗手222游程分布游程分布的随机性洗手223移位相加特性线性叠加性洗手224自相关特性洗手第三章M序列的设计洗手31特征多项式确定洗手32本原多项式的确定洗手33M序列的发生洗手第四章程序调试及结果分析洗手结论洗手参考文献洗手附录一BEEF程序代码洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手第一章绪论洗手11背景及意义洗手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，吃饭简称扩频通信。洗手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；BEEF接收时再采用相应的技术手段将频谱压缩，吃饭恢复原来待传信息信号的带宽，吃饭从而实现通信。洗手扩频通信具有两个特点BEEF传输信号的带宽远大于原始信息信号的带宽；BEEF传输信号的带宽主要有扩频码决定，吃饭此扩频码通常是伪随机码。洗手伪随机码PSEUDORANDOMCODE简称PN码，吃饭可以人为产生与复制，吃饭具有类似白噪声的性质，吃饭相关函数具有尖锐的特性，吃饭功率谱占据很宽的频带，吃饭易于从其他信号或干扰中分离出来，吃饭具有优良的抗干扰特性，吃饭其特点是BEEF具有尖锐的自相关函数；BEEF互相关函数值应足够小；BEEF有足够长的码周期，吃饭以确保抗侦破与抗干扰的要求；BEEF码的数量足够多，吃饭以实现码分多址的要求；BEEF平衡性好，吃饭以满足抗干扰的要求；BEEF工程上易于产生、BEEF加工、BEEF复制与控制。洗手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。洗手而随着扩频速率的不断提高，吃饭扩频码的长度急剧增加，吃饭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。洗手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，吃饭给出了基于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，吃饭MALAB是美国MATHWORKS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。洗手MATLAB在编程效率、BEEF可读性、BEEF可移植性与可扩充性上，吃饭远远优于其他高级编程语言，吃饭是公认的最优秀的科技应用软件。洗手洗手12设计内容及要求洗手121设计内容洗手基于MATLAB的M序列发生器的设计。洗手洗手洗手122设计要求洗手M序列的本原多项式为BEEF，吃饭移位寄存器结构为BEEF洗手521AX洗手洗手洗手洗手各寄存器初值分别为0000115，吃饭参照该移位寄存器的结构图，吃饭用MATLAB语言编写程序，吃饭生成M序列。洗手洗手13系统框图洗手图11程序框图洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手图11系统框图洗手第二章M序列的分析洗手21M序列的原理洗手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。洗手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。洗手产生伪随机序列的电路包括线性反馈的移位寄存器BEEFM序列和非线性反馈移存器；BEEFM序列洗手M序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，吃饭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，吃饭如果反馈逻辑线路只由模2和构成，吃饭则称为线性反馈移位寄存器。洗手带线性反馈逻辑的移位寄存器设定初始状态后，吃饭在时钟触发下，吃饭每次移位后各级寄存器会发生变化。洗手其中任何一级寄存器的输出，吃饭随着时钟节拍的推移都会产生一个序列，吃饭该序列称为移位寄存器序列。洗手洗手M序列码发生器是一种反馈移位型结构的电路，吃饭它由N位移位寄存器加异或反馈网络组成，吃饭其序列长度M2N1，吃饭只有一个多余状态即全0状态，吃饭所以称为最大线性序列码发生器。洗手由于其结构已定型，吃饭且反馈函数和连接形式都有一定的规律，吃饭因此利用查表的方式就设计出M序列码。洗手列出部分M序列码的反馈函数F和移存器位数N的对应关系。洗手如果给定一个序列信号长度M，吃饭则根据M2N1求出N，吃饭由N查表21便可以得到相应的反馈函数F。洗手洗手表21反馈函数FN12N反馈函数F3731Q,32415445315352,663617127737,Q8255881951194101023107Q112047212409512541洗手22M序列的相关特性洗手221均衡特性平衡性）洗手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。洗手码的平衡性由码序列中的直流分量决定。洗手平衡性好，吃饭则载波抑制度大，吃饭从而有利扩频通信的抗干扰能力以及保密和抗侦破能力。洗手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，吃饭从而易于被检测而导致保密能力的降低。洗手洗手222游程分布游程分布的随机性洗手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，吃饭所谓的游程长度就是一个游程中元素的个数。洗手而M序列的分布特性为洗手M序列的一个周期P2N1中，吃饭游程总数为2N1。洗手洗手当游程长度KN1,游程数目占总数2K洗手当KN2,连“”和连”“游程各占一半洗手223移位相加特性线性叠加性洗手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序列洗手224自相关特性洗手周期为P的M序列的自相关函数为BEEF洗手洗手洗手其中BEEF洗手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洗手D该序列与其J次移位序列一个周期中对应元素不同目洗手P序列周期洗手上式可改写为BEEF洗手式中XI0或。洗手洗手PDADAJRPAAJRJIIJII10的数目的数目由移位相加特性和均衡特性，吃饭可知M序列的自相关函数为BEEF洗手J0洗手洗手J1,2,P1洗手从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，吃饭其自相关值取得最大值为2N一1，吃饭移位值取其他值时，吃饭其自相关值恒为一1。洗手其自相关函数如图21所示。洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手图21M序列的自相关函数洗手洗手洗手M序列的设计洗手31特征多项式确定洗手N级线性移位寄存器的如图31所示BEEF洗手洗手洗手洗手洗手PJR1RJ1123123PP1PJ0AN11AN22A1N1A0C1C2CN1CN1C01N输出AK洗手洗手图31N级线性移位寄存器洗手图中表示反馈线的两种可能连接方式，吃饭1表示连线接通，吃饭第NI级输出加ICIC入反馈中；BEEF0表示连接线断开，吃饭第NI级输出未参加反馈。洗手洗手I因此，吃饭一般形式的线性反馈逻辑表达式为BEEF洗手洗手1201MOD2NNNIAAA将上式左面的移至右面，吃饭并将代入上式，吃饭则上式可改写为洗手NC洗手10II定义一个与上式相对应的多项式洗手洗手0NIIFX根据上式可以确定M序列的特征多项式BEEF洗手洗手洗手FX的次数N表示移存器的级数。洗手CI取值或确定反馈线连接状态。洗手线性移位寄存器的相继状态具有周期性，吃饭周期P2N1。洗手用多项式FX来描述线性反馈移位寄存器的反馈连接状态。洗手洗手其中X的幂次表示元素的相应位置。洗手上式称为线性反馈移位寄存器的特征多项式。洗手洗手洗手洗手洗手32本原多项式的确定洗手特征多项式与输出序列的周期有密切关系当FX满足下列三个条件时，吃饭就NIINXCXCXCXF010一定能产生M序列BEEF洗手1FX是不可约的，吃饭即不能再分解多项式；BEEF洗手2FX可整除,这里BEEF洗手1PX21N3FX不能整除，吃饭这里QP洗手Q满足上述条件的多项式称为本原多项式这样产生M序列的充要条件就变成了如何寻找本原多项式。洗手寻找本原多项式是一件繁琐的工作，吃饭计算的到的结果已列表。洗手洗手表22本原多项式系数N洗手本原多项式的八进制系数表达式代数式2712X31334234X54512561036X7211378435148XX9102191020111310X114005212101234612XX表22给出其中部分结果，吃饭每个N只给出一个本原多项式为了使序列发生器尽量简单，吃饭常用的只有3项的本原多项式表中列出的本原多项式都是项数最少的，吃饭为了简便起见，吃饭用八进制数字记载本原多项式的系数。洗手由系数写出本原多项式非常方便。洗手本文探讨N5时，吃饭本多项式系数的八进制表示为45，吃饭将45写为二进制码100101，吃饭从右向左第一个1对应于0C，吃饭按系数可写出XF125X。洗手从左向右的第一个1对应于，吃饭按系数可写出对应的寄存器函数00101。洗手洗手C234533M序列的发生洗手根据M序列的特征方程洗手洗手1洗手洗手可知本原多项式为的5阶移位寄存器为521FX1C23400101，吃饭移位寄存器结构为洗手5C洗手1D23D45D0C5M序列初始化寄存器为00001，吃饭寄存器首先左移位可54321知0，吃饭这时依据（1）式得知反馈。洗手由于为5阶寄存器，吃饭码长洗手0M35CD。洗手故要循环31次，吃饭得到所需的M序列。洗手洗手325L程序代码如下BEEF洗手FUNCTIONMMXUCNCN为移位寄存器洗手LENLENGTHANBEEF所需的移位寄存器的长度洗手L2LEN1BEEFM序列的长度洗手ANZEROS1,LEN1,1BEEF初始寄存器内容洗手M1AN1BEEFM序列的第一个输出码元洗手FORI2L洗手AN11LEN1AN2LENBEEF洗手AN1LENMODSUMCNAN,2BEEF寄存器与反馈的模2和洗手ANAN1BEEF移位后的寄存器洗手MIAN1BEEF新的寄存器输出洗手END洗手STAIRSM；BEEF对M序列绘图洗手AXIST04012BEEF洗手将以上代码命名为MXUM洗手0120NINIFCCCXCX以上可根据阶位不同而做出不同的M序列洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手第四章程序调试及结果分析洗手在MATLAB的COMMANDWINDOW里输入洗手AN00101BEEF洗手MMXUANBEEF洗手得到图31所示BEEF洗手图31运行结果洗手得到M序列返回值为BEEF洗手COLUMNS1THROUGH11洗手00001110100洗手COLUMNS12THROUGH22洗手11101001110洗手COLUMNS23THROUGH31洗手100111010洗手通过运行结果可以看出是由0、BEEF1组成的阶梯形图形，吃饭STAIRS函数功能是画阶梯形，吃饭生成一系列的M序列，吃饭成功实现了要求。洗手洗手由于M序列全为01的集合，吃饭直接的STAIRS绘制使得0，吃饭1的位置不清楚，吃饭使用STEMMXU重新运行得到图32。洗手洗手图32新运行图形洗手这样就明显看到M序列的位置。洗手洗手或者使用AXISTXMINXMAXYMINYMAXBEEF调整图形在面板中的位置。洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手结论洗手本文设计的题目是M序列发生器的设计，吃饭文中介绍的扩频伪随机码M序列的MATLAB生成源程序是基于线性反馈移位寄存器结构而编写的，吃饭更清楚的描述了M序列的生成过程中的数字逻辑。洗手本方法应用移位寄存器理论，吃饭从M序列的本原多项式出发，吃饭其算法核心是找到M序列本原多项式与线性M序列移位寄存器反馈逻辑式之间的关系，吃饭然后采用C语言编程，吃饭并借助MATLAB开发平台实现序列。洗手洗手M序列可以软件实现，吃饭也可以硬件实现，吃饭但是通过本次设计可以看到软件设计的许多优点。洗手在课程设计的过程中，吃饭查询了大量的资料，吃饭通过相关资料的查阅，吃饭还掌握了通信领域的有关知识，吃饭扩大了知识面。洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手参考文献洗手1查光明熊贤祚扩频通信LM西安BEEF西安电子科技大学出版社1990洗手2田日才扩频通信M北京BEEF清华大学出版社2007洗手3孙屹，吃饭李妍MATLAB通信仿真开发手册M北京国防工业工业出版社，吃饭2006,5洗手4王哲伪随机序列的MATLAB实现与分析J科技创新导报200823洗手5樊昌信，吃饭张甫翊，吃饭吴成柯现代通信M北京高等教育出版社，吃饭2001洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗手洗