精华资料单片机和matlab方式产生伪随机m序列

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1、信息科学与技术学院通信原理课程设计课题名称：伪随机m序列发生器的设计学生姓名：张昕灏2010508087学院：信息科学与技术学院专业年级：电子信息工程2010级指导教师：田敏副教授完成日期：二○一三年七月十二日目录前言1第一章设计内容及要求21.1设计内容21.2设计要求21.3方案选择2第二章m序列的特性分析42.1m序列的原理42.2均衡特性52.3游程分布52.4线性叠加性62.5自相关特性6第三章m序列设计83.1设计流程图83.2特征多项式确定83.3本原多项式确定103.4m序列的最终产生（以五阶移位寄存器举例）11第四章设计成果分析及总结134.1仿真结果分析

2、134.2设计总结14心得体会15参考文献16附录matlab程序17附录51单片机实现方法18电路图18设计说明18结果验证18C51代码及与对应matlab代码20数模转换输出代码：20反馈链接状态及波形输出控制代码22使用器件23前言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，简称扩频通信[1]。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，接收时再采用相应的技术手段将频谱压缩，恢复原来待传信息信号的带宽，从而实现通信。扩频通信具有两个特点：传输信号的带宽远大于原始信息信号的带宽；传输信号的带宽主要有扩频码决定，此扩频码通常是

3、伪随机码。伪随机码(pseudorandomcode)简称PN码，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，其特点是：具有尖锐的自相关函数；互相关函数值应足够小；有足够长的码周期，以确保抗侦破与抗干扰的要求；码的数量足够多，以实现码分多址的要求；平衡性好，以满足抗干扰的要求；工程上易于产生、加工、复制与控制[2]。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。而随着扩频速率的不断提高，扩频码的长度急剧增加，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。通过对伪随

4、机码中常用的m序列的结构和性质进行了分析，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，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。Matlab在编程效率、可读性、可移植性与可扩充性上，远远优于其他高级编程语言，是公认的最优秀的科技应用软件。第一章设计内容及要求1.1设计内容题目：伪随机m序列发生器的设计1、建立通信系统的基本数学模型要根据通信系统的基本原理，确定总的系统功能，将各部分功能模块化，并找出各部分之间的关系，画出系统框图。2、按设计的系统框图组建系统。3、根据系统性能指标，设

5、置和调整各模块参数。4、实现系统运行仿真，观察分析结果(分析窗口、动态探针、实时显示)。1.2设计要求拿到题目后首先根据通信系统原理框图进行建模，然后在微机上进行设计和软件仿真，如仿真结果不满足要求，则修改设计，直到满足要求为止。（1）按题目要求的功能进行设计，电路各个组成部分须有设计说明；（2）设计软件可以是systemview、MaxPlusII（QuartusII）、MatLab、LabView、Protel、Multisim等软件中的一种或几种。1.3方案选择方案一：用C51单片机设计，观察波形优点：直接接触硬件，设计结果更真实可靠。缺点：成本高；不能直接得到序列；

6、当寄存器数目发生变化则相应的程序和硬件都要发生变化，不利于扩展。方案二：采用ＶＨＤＬ硬件描述语言设计优点：可以模拟设计出任何需要的逻辑器件，以实现相应的功能。缺点：语言描述复杂，实际生活中有些逻辑器件是很难甚至不可能实现的。方案三：使用matlab编程，直接输出序列基于上述原因考虑，使用纯软件方式设计是最合适的。首先，不需要依赖硬件环境；其次，程序只需一次编写，即可处处运行；再次，无论是波形或是序列码均可直接得到；最后，在各种设计语言中，matlab是最精通于科学数值计算和图像生成。第二章m序列的特性分析2.1m序列的原理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

7、于重复产生和处理。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。产生伪随机序列的电路包括线性反馈的移位寄存器：m序列和非线性反馈移存器；M序列[3]。m序列是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，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，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。带线性反馈逻辑的移位寄存器设定初始状态后，在时钟触发下，每次移位后各级寄存器会发生变化。其中任何一级寄存器的输出，随着时钟节拍的推移都会产生一个序列，该序列