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1、第8章FPGA电路设计实例8.1m序列产生器8.2任意序列产生器8.3数字相关器8.4汉明距离的电路计算8.5交织编码器8.6直接数字频率合成8.7误码率在线测试8.1m序列产生器在扩展频谱通信系统中，伪随机序列起着十分关键的作用。在直接序列扩频系统的发射端，伪随机序列将信息序列的频谱扩展，在接收端，伪随机序列将扩频信号恢复为窄带信号，进而完成信息的接收。因此，伪随机序列产生器是扩频系统的核心单元。在实际的扩频通信系统中，伪随机序列一般用二进制序列表示，每个码片（即构成伪随机序列的元素）只有“1”和“0”两种取值，分
2、别对应电信号的高电平和低电平。m序列又称为最长线性反馈移位寄存器序列，该序列具有很好的相关性能，所以在直接序列扩频系统中应用十分广泛。m序列的产生比较简单，可以利用r级移位寄存器产生长度为2r-1的m序列。m序列产生器的结构主要分为两类，一类称为简单型码序列发生器（SSRG,SimpleShiftRegisterGenerator），另一类称为模块型码序列发生器（MSRG,ModularShiftRegisterGenerator）。图8.1给出了这两种产生器的基本结构，其中(Cr,Cr-1,...,C0)和(D0,
3、D1,...,Dr)为反馈系数，也是特征多项式系数。这些系数的取值为“1”或“0”，“1”表示该反馈支路连通，“0”表示该反馈支路断开。图8.1m序列产生器的两种结构r级移位寄存器的反馈路径由m序列的特征多项式决定，对于SSRG结构，m序列特征多项式的一般表达式为fSSRG(x)=Grxr+Cr-1xr-1+...+C3x3+C2x2+C1x1+C0x0（8-1）对于MSRG结构，m序列特征多项式的一般表达式为fMSRG(x)=D0xr+D1xr-1+...+Dr-3x3+Dr-2x2+Dr-1x1+Drx0（8-2
4、）可以看出，SSRG结构的特征多项式系数(Cr,Cr-1,...,C0)与MSRG结构特征多项式系数(D0,D1,...,Dr)之间的对应关系为Ci=Dr-i,其中i=0,1,2,...,r特征多项式系数决定了一个m序列的特征多项式，同时也就决定了一个m序列。表8.1给出了部分m序列的反馈系数，这些反馈系数实际上就是m序列特征多项式系数的八进制表示。例如想要产生一个码长为31的m序列，码序列产生器的寄存器级数为5，从表8.1中查到有“45、67、75”三个反馈系数，可从中选择反馈系数“45”来构成m序列产生器。反馈系
5、数“45”是一个八进制数，转换为二进制数为“100101”，这就是特征多项式的系数，对于SSRG结构，特征多项式系数的取值为C5=C2=C0=1,C4=C3=C1=0对于MSRG结构，特征多项式系数的取值为D5=D3=D0=1,D4=D2=D1=0表8.1m序列产生器反馈系数表寄存器级数厂m序列长度m序列产生器反馈系数37134152353l45，67，75663103，147，1557127203，211，217，235，277，313，325，345，3678255435，453，537，543，545，551，
6、703，74795111021，1055，1131，t157，1167，11751010232011，2033，2157，2443，2745，3471ll20474005，4445，5023，5263，6211，736312409510123，11417，12515，13505，14127，15053：13819120033，23261，24633，30741，32535，37505寄存器级数rm序列长度m序列产生器反馈系数141638342103，51761，55753，60153，71147，6740115327
7、67100003，110013，120265，133663，142305，1647051665535210013，233303，307572，311405，347433，37521317131071400011，411335，444257，527427，646775，714303182621431000201，1000241，1025711，1703601195242872000047，2020471，2227023，2331067，2570103，36103532010485754000011，4001051，40
8、04515，600003l根据特征多项式的系数可以构造出该m序列，图8.2是采用SSRG结构的m序列产生器电路。在这里，利用D触发器级联的方式完成移位寄存器的功能。在系统清零后，D触发器输出状态均为低电平，为了避免m序列产生器输出“全0”信号，图8.2在“模二加”运算后添加了一个“非门”，这与图8.1中SSRG典型结构稍有不同。图8.3是该电路
