Matlab實(shí)現(xiàn)M序列的產(chǎn)生及其自相關(guān)序列.doc

電子信息工程 專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級 電信1班學(xué)號題 目M序列產(chǎn)生器的MATLAB設(shè)計與實(shí)現(xiàn)課題性質(zhì)工程技術(shù)研究課題來源自擬課題指導(dǎo)教師同組姓名無主要內(nèi)容 了解m序列的產(chǎn)生、輸出及其自相關(guān)序列，觀察各種成形信號的波形。 任務(wù)要求1、 利用Matlab實(shí)現(xiàn)M序列的產(chǎn)生及其自相關(guān)序列。2、 觀察成形信號波形。參考文獻(xiàn)1樊昌信，曹麗娜編著，通信原理(第六版)，國防工業(yè)出版社，20062吳先用，鄒學(xué)玉，一種m序列偽碼發(fā)生器的產(chǎn)生方法J.測控技術(shù)，2003，,22(9)3肖國鎮(zhèn)，梁傳甲，王育民.偽隨機(jī)序列及其應(yīng)用。M.長沙：國防工業(yè)出版社，1985.4呂輝，何晶，王剛。偽隨機(jī)序列中本原多項(xiàng)式生成算法J,計算機(jī)工程。審查意見指導(dǎo)教師簽字：教研室主任簽字： 2010年 12月 27日 1 需求分析偽隨機(jī)信號既有隨機(jī)信號所具有的優(yōu)良的相關(guān)性,又有隨機(jī)信號所不具備的規(guī)律性. 因此,偽隨機(jī)信號既易于從干擾信號中被識別和分離出來,又可以方便地產(chǎn)生和重復(fù),其相關(guān)函數(shù)接近白噪聲的相關(guān)函數(shù), 有隨機(jī)噪聲的優(yōu)點(diǎn),又避免了隨機(jī)噪聲的缺點(diǎn). 偽隨機(jī)序列具有可確定性、可重復(fù)性,易于實(shí)現(xiàn)相關(guān)接受或匹配接受,故有很好的抗干擾性能. 因此偽隨機(jī)序列在相關(guān)辯識、偽碼測距、導(dǎo)航、遙控遙測、擴(kuò)頻通信、多址通信、分離多徑、誤碼測試、線形系統(tǒng)測量、數(shù)據(jù)加擾、信號同步等方面均有廣泛的應(yīng)用. m序列是偽隨機(jī)序列中最重要的一種，是最長線性移位寄存器序列，m序列易于實(shí)現(xiàn)，具有優(yōu)良的自相關(guān)特性，在直擴(kuò)通信系統(tǒng)中用于擴(kuò)展要傳遞的信號?？梢酝ㄟ^移位寄存器,利用MATLAB編程產(chǎn)生m序列。2 概要設(shè)計m 序列是最長線性反饋移位寄存器序列的簡稱，m 序列是由帶線性反饋的移位寄存器產(chǎn)生的.由n級串聯(lián)的移位寄存器和和反饋邏輯線路可組成動態(tài)移位寄存器，如果反饋邏輯線路只由模2和構(gòu)成，則稱為線性反饋移位寄存器。帶線性反饋邏輯的移位寄存器設(shè)定初始狀態(tài)后，在時鐘觸發(fā)下，每次移位后各級寄存器會發(fā)生變化。其中任何一級寄存器的輸出，隨著時鐘節(jié)拍的推移都會產(chǎn)生一個序列，該序列稱為移位寄存器序列。n級線性移位寄存器的如圖1所示：輸出 圖1 n級線性移位寄存器圖中表示反饋線的兩種可能連接方式，=1表示連線接通，第n-i級輸出加入反饋中；=0表示連接線斷開，第n-i級輸出未參加反饋。因此，一般形式的線性反饋邏輯表達(dá)式為將等式左面的移至右面，并將代入上式，則上式可改寫為定義一個與上式相對應(yīng)的多項(xiàng)式其中x的冪次表示元素的相應(yīng)位置。式稱為線性反饋移位寄存器的特征多項(xiàng)式，特征多項(xiàng)式與輸出序列的周期有密切關(guān)系.當(dāng)F(x)滿足下列三個條件時，就一定能產(chǎn)生m序列：(1) F(x)是不可約的，即不能再分解多項(xiàng)式；(2) F(x)可整除,這里;(3) F(x)不能整除，這里qp.滿足上述條件的多項(xiàng)式稱為本原多項(xiàng)式.這樣產(chǎn)生m序列的充要條件就變成了如何尋找本原多項(xiàng)式.根據(jù)m 序列的特征方程:并根據(jù)其聯(lián)接多項(xiàng)式編寫Matlab 程序.3 運(yùn)行環(huán)境硬件環(huán)境：Window xp軟件環(huán)境：Matlab 6.54 開發(fā)工具和編程語言Matlab 6.55 詳細(xì)設(shè)計主程序Untitled.m：%m序列發(fā)生器及其自相關(guān) mseq.mclear all;close all;g=19;%G=10011;state=8;%state=1000L=1000;%m序列產(chǎn)生N=15;mq=mgen(g,state,L);%m序列自相關(guān)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序列自相關(guān)序列)figure(2)%m序列構(gòu)成的信號（矩形脈沖）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序列矩形成形信號)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序列矩形成形信號的自相關(guān));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成形信號的自相關(guān));xlabel(t)調(diào)用的子程序如下：(1)mgen.m：function out = mgen(g,state,N)%輸入 g:m序列生成多項(xiàng)式（10進(jìn)制輸入）%state:寄存器初始狀態(tài)（10進(jìn)制輸入）%N:輸出序列長度% 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序列發(fā)生器及其自相關(guān) mseq.mclear all;close all;g=19;%G=10011;state=8;%state=1000L=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 調(diào)試分析在調(diào)試程序中出現(xiàn)過以下問題：Undefined function or variable sigexpand.后來查出是子程序定義和調(diào)用方面出的差錯，經(jīng)過修改，成功排除了錯誤。m序列的輸出波形在每次運(yùn)行程序后不盡相同，這是由m序列特性決定的，它是一種偽隨機(jī)序列。7 測試結(jié)果 圖2 m序列自相關(guān)序列 圖3 m序列矩形成形信號 圖4 m序列矩形成形信號的自相關(guān) 圖5 m序列since成形信號的自相關(guān)8 參考文獻(xiàn)1樊昌信，曹麗娜編著，通信原理(第六版)，國防工業(yè)出版社，20062吳先用，鄒學(xué)玉，一種m序列偽碼發(fā)生器的產(chǎn)生方法J.測控技術(shù)，2003，,22(9)3肖國鎮(zhèn)，梁傳甲，王育民.偽隨機(jī)序列及其應(yīng)用。M.長沙：國防工業(yè)出版社，1985.4呂輝，何晶，王剛。偽隨機(jī)序列中本原多項(xiàng)式生成算法J,計算機(jī)工程。 心得體會本次課程設(shè)計完全實(shí)現(xiàn)了設(shè)計要求，利用軟件實(shí)現(xiàn)m序列的生成及成形信號，通過這次實(shí)踐不但加深了我對m序列的了解，而且對MATLAB編程有了很好的掌握，在不斷的程序調(diào)錯中提高了自己尋錯的能力。m序列可以