Matlab实现M序列的产生及其自相关序列学习资料.doc

发布时间：2022-06-03 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.19M 资料格式：doc 举报版权申诉

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M a t l a b 实现 M 序列的产生及其自相关序列

电子信息工程专业课程设计任务书学生姓名题目专业班级电信 1 班学号 M 序列产生器的 MATLAB 设计与实现课题性质工程技术研究指导教师课题来源同组姓名自拟课题无了解 m 序列的产生、输出及其自相关序列，观察各种成形信号的波形。主要内容任务要求 1、利用 Matlab 实现 M 序列的产生及其自相关序列。 2、观察成形信号波形。 1．樊昌信，曹丽娜编著，通信原理(第六版)，国防工业出版社，2006 2．吴先用，邹学玉，一种 m 序列伪码发生器的产生方法[J].测参考文献控技术，2003，,22(9) 3．肖国镇，梁传甲，王育民.伪随机序列及其应用。[M].长沙：国防工业出版社，1985. 4．吕辉，何晶，王刚。伪随机序列中本原多项式生成算法[J],计审查意见算机工程。指导教师签字：教研室主任签字： 2010 年 12 月 27 日

1 需求分析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. 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 序列是伪随机序列中最重要的一种，是最长线性移位寄存器序列，m 序列易于实现，具有优良的自相关特性，在直扩通信系统中用于扩展要传递的信号。可以通过移位寄存器,利用 MATLAB 编程产生 m 序列。 2 概要设计 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，该序列称为移位寄存器序列。 n 级线性移位寄存器的如图 1 所示：  1c c  0 1  2c   3c nc  1  1nc  1na  2na  3na   1a 0a 输出图 1 n 级线性移位寄存器

图中 iC 表示反馈线的两种可能连接方式， iC =1 表示连线接通，第 n-i 级输出加入反馈中； iC =0 表示连接线断开，第 n-i 级输出未参加反馈。因此，一般形式的线性反馈逻辑表达式为 a  C a 1  C a 2 2 将等式左面的 na 移至右面，并将 1   n n n   a   C a 0 n 0( C a C 0 n n (mod 2)   C a i n i  1 i  1)  代入上式，则上式可改写 n 为定义一个与上式相对应的多项式 0 n   i  0 C a  1 i n 其中 x 的幂次表示元素的相应位置。式称为线性反馈移位寄存器的特征多 ( ) F x n   i  0 i C x i 项式，特征多项式与输出序列的周期有密切关系.当 F(x)满足下列三个条件时，就一定能产生 m 序列： (1) F(x)是不可约的，即不能再分解多项式； (2) F(x)可整除 1px  ,这里 2 1n  ; (3) F(x)不能整除 1qx  ，这里 q

clear all; close all; g=19;%G=10011; state=8;%state=1000 L=1000; %m 序列产生 N=15; mq=mgen(g,state,L); %m 序列自相关 ms=conv(1-2*mq,1-2*mq(15:-1:1))/N; figure(1) %subplot(222) stem(ms(15:end)); axis([0 63 -0.3 1.2]);title('m 序列自相关序列') figure(2) %m 序列构成的信号（矩形脉冲） N_sample=8; Tc=1; dt=Tc/N_sample; t=0:dt:Tc*L-dt;

gt=ones(1,N_sample); mt=sigexpand(1-2*mq,N_sample); mt=conv(mt,gt); figure(2) %subplot(221); plot(t,mt(1:length(t))); axis([0 63 -0.3 1.2]);title('m 序列矩形成形信号') st=sigexpand(1-2*mq(1:15),N_sample); s=conv(st,gt); st=s(1:length(st)); rt1=conv(mt,st(end:-1:1))/(N*N_sample); figure(3) %subplot(223) plot(t,rt1(length(st):length(st)+length(t)-1)); axis([0 63 -0.3 1.2]);title('m 序列矩形成形信号的自相关 ');xlabel('t'); Tc=1; dt=Tc/N_sample; t=-20:dt:20; gt=sinc(t/Tc); mt=sigexpand(1-2*mq,N_sample);

mt=conv(mt,gt); st2=sigexpand(1-2*mq(1:15),N_sample); s2=conv(st2,gt); st2=s2; rt2=conv(mt,st2(end:-1:1))/(N*N_sample); figure(4) %subplot(224); t1=-55+dt:dt:Tc*L-dt; plot(t,mt(1:length(t))); plot(t1,rt2(1:length(t1))); axis([0 63 -0.5 1.2]);title('m 序列 since 成形信号的自相关 ');xlabel('t') 调用的子程序如下： (1)mgen.m： function [out] = mgen(g,state,N) %输入 g:m 序列生成多项式（10 进制输入） %state:寄存器初始状态（10 进制输入） %N:输出序列长度 % test g=11;state=3;N=15; gen = dec2bin(g)-48; M = length(gen); curState = dec2bin(state,M-1) - 48;

for k =1:N out(k) = curState(M-1); a = rem(sum( gen(2:end).*curState),2); curState = [a curState(1:M-2)]; end (2)mseq.m %m 序列发生器及其自相关 mseq.m clear all; close all; g=19;%G=10011; state=8;%state=1000 L=1000; (3)sigexpand.m: function [out] = sigexpand(d,M) N = length(d); out = zeros(M,N); out(1,:)=d; out = reshape(out,1,M*N); 6 调试分析在调试程序中出现过以下问题：Undefined function or variable 'sigexpand'.后来查出是子程序定义和调用方面出的差错，经过修改，成功排除了错误。 m 序列的输出波形在每次运行程序后不尽相同，这是由 m 序列特性决定的，它是一种伪随机序列。

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