m序列产生和性能的MATLAB仿真
m序列 matlab code实现流程

m序列 matlab code实现流程一、引言m序列是一种具有良好性质的伪随机序列,广泛应用于通信、密码学等领域。
本文将介绍如何使用Matlab编写m序列的代码,并给出实现流程。
二、代码实现流程1. 初始化参数我们需要初始化一些参数,包括m序列的阶数n和初始状态寄存器的初值。
可以根据应用需要进行设置。
2. 生成m序列接下来,我们通过循环迭代的方式生成m序列。
在每一次迭代中,我们根据当前状态寄存器的值计算下一个状态寄存器的值,并将该值作为m序列的输出。
具体的实现代码如下:```matlabmSeq = zeros(1, 2^n - 1);reg = initReg;for i = 1:2^n - 1mSeq(i) = reg(n);nextReg = zeros(1, n);for j = 1:nnextReg(j) = mod(sum(reg(1:j-1)), 2);endreg = [nextReg reg(1:n-1)];end```其中,mSeq是用来存储m序列的数组,reg是用来存储当前状态寄存器的数组。
3. 输出m序列生成m序列后,我们可以将其输出,以便后续的应用。
可以使用Matlab的disp函数将m序列打印出来,或者将mSeq保存为文本文件。
具体的实现代码如下:```matlabdisp(mSeq);```或```matlabfileID = fopen('mSeq.txt', 'w');fprintf(fileID, '%d\n', mSeq);fclose(fileID);```4. 示例为了更好地理解m序列的生成过程,我们可以进行一个简单的示例。
假设我们设置n=3、初始状态寄存器的值为[1 0 0],则根据上述代码,可以得到对应的m序列为[1 1 0 1 1 0 0]。
5. 结果分析m序列具有良好的性质,包括平衡性、最长线性周期等。
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
基于MATLAB的m序列仿真

3.1 系统结构功能设计 ......................................................................................... 9 3.2 GUI 界面设计 ................................................................................................. 9 第四章 系统调试结果分析 ......................................... 11
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
Ns (2n 1) / n
其中, ( x) 为欧拉函数,其值小于等于 x ,并与 x 互质的正整数的个数(包括 1 在内)。例如对于 4 级移位寄存器,则小于 24 1 15 并与 15 互质的数为 1、2、4、 7、8、11、13、14,共 8 个,所以 (15) 8, Ns 8/ 4 2 ,所以 4 级移位寄存器最多能 产生的 m 序列数为 2。 总之,移位寄存器的反馈系数决定是否产生 m 序列,起始状态决定序列的起始 点,不同的反馈系数产生不同的码序列。 在 Matlab 的 GUI 环境中,程序代码如下:
第一章
1.1 设计内容及要求
1.1.1 设计内容
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
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。
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。
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Key words:spread spectrum sequence;m sequence;correlation function
N级移位寄存器
O
引言
有很多应用(尤其在扩频系统中)会用囊伪随祝
序列,伪随机序列常以PN(Pseudo—Nosie)表示,又 称伪码。伪码的构造和相关性能直接影响扩频频谱 的带宽、系统容量及抗予抗髓力等性锈。因此,对伪 随机序列有以下要求:伪码的比特率满足扩展带宽 要求;有尖锐的自相关性;有近似噪声的频谱特性。 常采强的伪码序列有m序列、Gold_|挚爱等,在所有 伪码序列中,m序列是最蘸要、最基本的一种伪随机
,g
m序列
In序列是Ell带线性反馈的移位寄存器产生的周
麓最长的一种序列,又称最长线性移位寄存器序列。 其产生原理可Eli图1所示的PN序列发生器说明。
l|雯稿羰期:2007—10-23
N扩o
作者简介:王昆(1977一),男,河南周口人,郑州大学信息工程学院在读硕士研究生,主要从事通信多用户检测技术教学和研究方面的工作。
to
the theory、proper-
ty and genernation means of the m sequences is given first}and the generation and analysis by programming with MATLAB
are
given.The simulation results show the validity and feasibility of this method.
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。
第29卷第12期
2007年12月
拳利电力机械
WATER CONSERVANCY&ELECTRIC POWER MACHINERY
¥ol。29
No.12
Dec.2007
m序列产生和性能的MATLAB仿真
Generation of m sequence and future MATLAB simulation
拓展的条件,根据目前浙江火电钢结构加工业务今、 明2年的业务量,目前的生产能力已经无法满足需 求,在电力钢结构定单充足而钢结构加工行业增长 迅速的大形势下,浙江火电钢结构加工业务根据目 前的竞争实力,可以进行生产设备及厂房的扩建,扩 大生产能力,增强企业在该行业的竞争实力。
5.4
火电施工业务的维持战略
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
axis([0 30—2 35]);
程序运行结果如图2所示,输出的m序罗lJ与随
机二进制波形相似,并舆有尖锐的自相关性,而且为 二值函数,即在0处取值为31,其余各处取值为 一1。其自棋关函数近缎为冲激函数,所以功率谱密 度近似为白色。
尺m)。fⅣ
’
【一1
m=壳Ⅳ_j}=o,±l,±2,…。。
。
其他m
2
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,
本原多项式
l
rm(1)=sum(m.水m);
for k=1:n一1
3 4 5 5
3
l 4
rm(k+1)=sum(m。枣circshift(m,[◇,k]))
[2 [1
34 2 5
r!} 1{j
2 5 l 6
5] 6]
[1 [2
2 4 3 5
5] 6]
end nl=0:30:
在m序列的产生和性能分析上,往往关注以下 几个特性: (1)平衡特性。在m序列的一个完整周絮漆,0 的个数和l的个数总是相差为l。 (2)游程特性。m序列的总游程数为 (N÷1)/2,长度为1豹游程数占1/2,长度为2的游 程数占1/4,长度为3的游程数占1/8,…… (3)相关特性。m序列的自相关函数R(m)是 周期的二篷函数,
N
back=yakgx。
下驻以5级移位寄存器为铡,利用MATLAB产 生周期N=31的m序列,并对其相关特性惊醒仿真 分析。以下是使用M语言编写的仿真程序:
clear
g=[0
1 0 0
1];%generate
0 0 0
m sequence
图2
m序列和自相关性
minitial=[0
1];
3结束语
本文基于MATLAB强大的矩阵运算和优秀的 图形处理能力,对m序歹Ij的产生和(下转第200页)
王昆1,陈昕志2
WANG Kun,CHEN Xin—zhi
(1.郑州大学信息工程学院,河南郑州450046;2.河南职业技术学院,河南郑州450046)
(1.College of
Information
Engineering of Zhengzhou University,Zhengzhou 450046,China;
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
参考文献: [1]吴伟陵,牛凯.移动通信原理[M].北京:电子工业出版
社,2005.
[2]苏晓生.掌握MATLAB6.0及其工程应用[M].北京:科
学出版社,2002.
[3]韦岗.通信系统建模与仿真[M].北京:电子工业出版
社,2007.
(实习编辑:涂毅)
万 方数据
2。Henan Vocational Technology College,Zhengzhou 450046,China)
摘要:农扩频系统中通常采用扩频序列对信号进行频谱扩展,因而扩频序列时系统性能起漪决定性作用, 镄随机序列中的m序列意最常耀鼹基本序列,余绍了m序列砖原理,蛙能及产生方法,并在MATLAB中遮行 了实现和分析,仿真结果表明了该方法的正确性和可行憾。
万 方数据
第29卷第12期
王昆,等:m序列产生和性能的MATLAB仿真
while k==0:
n=n+1:
・17l・
如果gi=l,剡第i级移位寄存器秘模二加法器 之间有连接;如果gi=0,则第i级移位器存器和模 --1JⅡ法器之间没有连接,多项式g(D)中goDo和 g,D再都等于1。它的周期楚2“一1,N是移位寄存 器的级数。当且仅当多项式g(D)是本原多项式 时,才可以达到这个周期,这意味着,对于一个Ⅳ级 移位寄存器麓产生的m序列个数是有限的,在文献 [1]中提供了大量本原多项式的表格,表l给出了 部分本原多项式。
关键词:伪随机序列;m序列;相荧函数
中图分类号:仰332.1+1
文献标识码:A
文耄编号:1006—6446f2007}12—0170—02
l
Abstract:To expand the signal spectrum in spread spectrum system the signal spectrum is generally expanded by
表1部分零潆多项式
m
m(1,n)=mregister(1,1); back=把m((mregister零嚣令,2);
mregister=[back,mregister(1,1:4)];
if mregister==minitial;
k=l: end
end
m=2宰m一1:%the auto—correlation
a
spread spectrum sequence.The character of spread spectrum sequence affects the communication quality.In all PN
sequenceslIn sequence is
often used
as
basic spread spectrum sequence.The brief introduction
图1 PN序列发生器
序列,另一种Gold序列则是由m序列引出的。
1
PN序列发生器嘲Ⅳ级移位寄存器、模二加法器 和连接向量3个基本部分缓成。这个连接向量吴舔 定义了移位寄存器各级与模二加法器之间的连接。 它确定了发生器的性能特点,并由以下多项式定义
g(D)2 goD。+glD÷92D2+…gN-1D岸一1+
, ”
讳士.害 硐/。”日 通过对浙江火电的全面分析,明确了企业在未
来发展中应侧重的方向。对于面对新形势的火电施 工企业,有一定的参考价值。如何调整企业的发展 战略,迎接挑战,将直接影响到火电施工企业的生存 与发展,是一个值得探讨的问题。