基于Matlab的m序列发生器的
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
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
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
（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 ＝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
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
周洪霞;刘水;唐金元;李洪烈
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2009(000)033
【摘要】扩频通信目前在通信领域中应用非常广泛,扩频序列的设计和选择是扩频通信的关键技术,m序列是最常用的扩频序列.该文首先简单介绍了m序列的原理、性能和构造方法,接着在Matlab中用M语言编程实现它们的产生和相关性能分析.仿真结果表明m序列满足扩频序列设计要求,具有广泛应用前景.
【总页数】2页(P887,881)
【作者】周洪霞;刘水;唐金元;李洪烈
【作者单位】中国人民解放军海军航空工程学院青岛分院,山东,青岛,266041;中国
人民解放军海军航空工程学院青岛分院,山东,青岛,266041;中国人民解放军海军航
空工程学院青岛分院,山东,青岛,266041;中国人民解放军海军航空工程学院青岛分院,山东,青岛,266041
【正文语种】中文
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1.基于Matlab的m序列的仿真与实现
2.一种基于Matlab的扩频伪码M序列的产生方法
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基于Matable的扩频通信m伪随机序列的产生_图文.
*******************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Matable 的扩频通信m伪随机序列的产生专业班级：通信四班姓名：学号： 07250435指导教师：成绩：中文摘要伪随机信号既有优良的相关性，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识别和分离出来，又可以方便的产生和重复，其相关函数接近于白噪声的相关函数，既有随机噪声的优点，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之一。
其具有的尖锐的自相关特性；尽可能小的互相关值；足够多的序列数；序列均衡性好；工程上易实现等的要求，使得它在扩频通信系统中得都了广泛的应用。
它可以通过移位寄存器实现，本文利用MATABLE 编码实现了m 序列的生成，通过仿真对m 序列的自相关特性及功率谱密度函数进行了分析和验证。
关键字：扩频通信；伪随机序列；m 序列；MATABLE 编码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。
随机码具有某种随机序列的随机特性，因为同样具有随机特性，无法从一个已经产生的序列中判断是随机序列还是伪随机序列，只能根据序列的产生办法来判断。
伪随机序列具有良好的随机性和接近白噪声的相关函数，并且有预先的可确定性和可重复性。
而这些特性正好满足了扩频通信中对扩频序列尖锐的自相关特性；尽可能小的互相关值；足够多的序列数；序列均衡性好；工程上易实现等的要求。