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在Verilog中，PRBS31（Pseudo Random Binary Sequence, 31）是一种伪随机二进制序列发生器，是数字系统设计中常用的一种功能模块。
Verilog PRBS31 本原多项式是PRBS31序列生成器中的关键部分，它决定了PRBS31序列的周期和性质。
在本文中，我们将深入探讨Verilog中PRBS31本原多项式的作用、原理和应用，并共享个人观点和理解。
1. PRBS31序列介绍PRBS31序列是一种长度为2^31-1的伪随机二进制序列，它具有良好的统计特性和伪随机性质，在数字通信和测试领域有着广泛的应用。
在Verilog中，我们通过设计PRBS31序列生成器来实现其功能，而PRBS31本原多项式则是生成器设计中的核心部分。
2. PRBS31本原多项式的作用在Verilog中，PRBS31本原多项式被用来生成PRBS31序列中的每一位数据。
它通过一定的逻辑运算和反馈路径，不断地产生新的伪随机二进制数据，从而形成完整的PRBS31序列。
PRBS31本原多项式的选择和设计将直接影响到生成的PRBS31序列的周期、统计特性和性质。
3. PRBS31本原多项式的原理PRBS31本原多项式通常是一个31位的多项式，其选取要符合特定的数学规律和性质。
在Verilog中，我们可以通过递归的方式实现PRBS31序列的生成，其中本原多项式扮演了关键的角色。
通过不断地将本原多项式作用于当前状态，我们可以得到新的PRBS31序列数据，从而完成序列的生成过程。
4. PRBS31本原多项式的应用PRBS31序列在数字通信和系统测试中有着重要的应用。
在Verilog中，我们可以将PRBS31序列作为测试数据或者通信数据使用，以验证系统设计的正确性、稳定性和可靠性。
而正确选择和设计PRBS31本原多项式，将直接影响到所生成的PRBS31序列的质量和性能。
总结通过本文的介绍，我们深入探讨了Verilog中PRBS31本原多项式的作用、原理和应用。
课程名称：通信系统集成电路设计实验名称：PN9序列与计数器的实现姓名：学号：班级：日期：XXXX年XX月XX日实验二PN9序列与计数器的实现一、实验目的1、了解伪随机序列的应用和产生原理、方法。
2、掌握在FPGA上利用线性反馈移位寄存器实现伪随机码发生器的方法。
3、通过波形仿真验证此实现方法的正确性和伪随机序列的周期性。
4、学会使用VHDL的结构化描述风格设计9~0的计数器。
二、实验环境1、Quartus II 9.1 (32-Bit)2、ModelSim-Altera 6.5a (Quartus II 9.1)3、Win2000操作系统三、实验要求1、PN9(a)利用VHDL语言编程实现伪随机码发生器的设计，在FPGA 内利用线性反馈移位寄存器结构实现伪随机码的产生；(b)将仿真结果dataout.txt文件中的数据导入matlab，统计伪随机序列的周期。
2、计数器采用VHDL结构化描述风格，编程实现9~0的十进制减法计数器。
四、实验内容1、PN9伪随机信号并非随机生成的信号，而是通过相对复杂的一定算法得出的有规律可循的变化信号，具有良好的随机性和接近于白噪声的相关函数，并且有预先的可确定性和可重复性。
这些特性使得伪随机序列得到了广泛的应用，常用于跳频通讯和加密通讯。
伪随机序列虽然不是真正的随机序列，但是当伪随机序列周期足够长时，它便具有随机序列的良好统计特性。
一个n级线性移位寄存器可以用n次多项式来表征，称以此式为特征多项式。
一般情况下，由n级移位寄存器组成的线性反馈电路所产生的序列周期不会超过2n-1。
下图为由n级具有线性反馈逻辑移存器所组成的码序列发生器的框图。
其中反馈系数C k的取值决定了反馈逻辑。
反馈逻辑可由特征多项式f(x)表示：f(x)=c0+c1x+c2x2+c3x3+……+c n x n，其中，n为移存器级数。
m序列：最长线性反馈移存器序列，是最常见和常用的一种伪随机序列，由具有线性反馈的移位寄存器产生的周期最长的序列。
随机序列的产生方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随机序列的产生方法是数据科学领域中的一个重要问题，对于模拟实验、加密算法、随机化算法等领域都有着重要的应用。
随机序列是一组数字的排列，这组数字的出现顺序是无法预测的，且每个数字出现的概率是相同的。
在实际应用中，我们往往需要生成大量的随机序列，以满足各种需求。
本文将介绍几种常见的随机序列生成方法，希望能帮助读者更好地理解和应用随机序列的产生方法。
一、伪随机序列的产生方法在计算机领域中，常用的随机序列产生方法是伪随机序列的生成。
所谓的伪随机序列是指通过确定性算法生成的序列，虽然看起来像是随机序列，但实际上是可以被预测的。
伪随机序列的生成方法主要有以下几种：1. 线性同余法：线性同余法是一种较为简单的伪随机序列生成方法，其数学表达式为Xn+1=(a*Xn+c) mod m，其中a、c和m为常数，Xn为当前的随机数，Xn+1为下一个随机数。
这种方法产生的随机数序列具有周期性，并且很容易受到种子数的选择影响。
2. 梅森旋转算法（Mersenne Twister）：梅森旋转算法是一种较为先进的伪随机数生成算法，其周期长达2^19937-1，被广泛应用于科学计算领域。
3. 随机噪声源：随机噪声源是一种通过外部物理过程产生的伪随机序列，如大气噪声、热噪声等。
这种方法产生的随机序列具有较高的随机性和统计性质。
真随机序列是指通过物理过程产生的随机序列，其随机性是无法被预测的。
真随机序列的生成方法主要有以下几种：1. 环境噪声源：利用环境中的噪声源生成随机序列是一种常见的真随机数生成方法，如利用光传感器、声音传感器等产生的随机数序列。
2. 量子随机数生成器：量子随机数生成器利用量子力学的随机性质产生真正的随机序列，其随机性是无法被预测的。
目前，量子随机数生成器在密码学、随机数模拟等领域有着广泛的应用。
3. 核裂变反应：核裂变反应是一种非常稳定的自然过程，其产生的中子数是一个很好的随机数源。
prbs原理PRBS原理。
PRBS（Pseudo Random Binary Sequence）是一种伪随机二进制序列，它在通信系统和数字电路中具有重要的应用。
本文将介绍PRBS的原理及其在通信系统和数字电路中的应用。
PRBS的原理主要基于线性反馈移位寄存器（LFSR）的工作原理。
LFSR是一种基本的序列发生器，它能够产生一系列的伪随机序列。
LFSR由若干个触发器和异或门组成，其中触发器的输出作为下一个触发器的输入，而异或门则用于实现反馈。
通过适当的选择触发器的初始状态和反馈多项式，LFSR可以产生不同长度的伪随机序列。
当LFSR产生的序列达到最大周期时，就可以得到最长的伪随机序列，这种序列被称为最大长度序列（Maximum Length Sequence, MLS）。
在通信系统中，PRBS被广泛应用于误码率测试和性能评估。
通过发送PRBS序列并与接收到的序列进行比对，可以快速准确地评估信道的质量和系统的性能。
此外，PRBS还可以用于同步检测和时钟恢复等应用，对于数字通信系统的设计和调试具有重要意义。
在数字电路中，PRBS被用作测试信号以验证电路的功能和性能。
通过将PRBS序列输入待测电路，并将输出与预期序列进行比对，可以有效地检测电路中的故障和缺陷。
此外，PRBS还可以用于模拟真实数据流，对于验证数据采集系统和通信接口的正确性具有重要作用。
总之，PRBS作为一种伪随机序列，在通信系统和数字电路中具有广泛的应用。
它不仅可以用于误码率测试和性能评估，还可以用作测试信号对电路进行功能验证。
因此，了解PRBS的原理和应用对于工程师和研究人员来说是非常重要的。
希望本文能够对读者有所帮助，谢谢阅读！。
一种伪随机控制的2ASK调制解调电路实现作者：程钦潘玲佼任艳玲来源：《江苏理工学院学报》2014年第06期摘要：设计一种以现场可编程门阵列（FPGA）作为伪随机序列信号发生器，通过级联方式实现幅度键控（ASK）数字调制的电路实现方法。
首先通过FPGA程序控制产生“0”、“1”等概的周期长度为15的伪随机基带序列，直接数字式频率合成器（DDS）电路生成模拟载波信号，输入序列与载波信号进行ASK调制，再将ASK已调信号进行包络检波，还原出数字序列。
电路测试表明，利用FPGA可以产生正确伪随机序列，ASK调制解调波形与理论分析一致，具有良好的应用价值。
关键词：伪随机码；2ASK调制；FPGA；DDS中图分类号：TN761.8文献标识码：A文章编号：2095-7394（2014）06-0051-051 伪随机序列与2ASK数字调制1.1伪随机序列伪随机序列[1]，也称为PN序列，m序列，是一种能够事先确定、可不断重复，具有二进制随机序列统计特性，广泛应用于通信领域的数字码序列。
实现PN序列有多种方法，其中，用通用数字器件[2]构成m序列，速度快，但硬件电路修改不便，产生序列单一。
用软件方式具有获得任意级数的本原多项式系数的特点，但速度受限。
使用FPGA电路开发[3]，能够有效节约设计时间，减少PCB板占用，使系统变得可靠，并且能进行灵活设计，可实现较大规模的通信电路。
1.22ASK调制与解调二进制振幅键控（2ASK）是一种利用载波幅度变化来传递数字信息的二进制数字信号调制方式，它是研究其他数字调制技术的基础。
2ASK时域表达式为eASK（t）=∑nan g（g-nTs）cosωct=s（t）cosωct（1）2ASK调制波形如图1所示，通过载波幅度变化作为控制信息，频率和初始相位不变。
载波的幅度变化对应二进制信息的符号“0”或“1”。
产生2ASK信号的方法包括模拟法和键控法两种，如图2所示。
图12ASK调制波形图 2 2ASK调制方法2ASK解调方法包括两种：相干解调和非相干解调，接收系统如图3所示。
中北大学课程设计任务书2014/2015 学年第二学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：课程设计题目：用Matlab产生伪随机序列，实现扰码解扰起迄日期：6月29日～7月10日课程设计地点：指导教师：程耀瑜、李永红学科部主任：程耀瑜下达任务书日期: 2015 年 6 月 29日课程设计任务书1．设计目的：通过本课程设计, 主要训练和培养学生综合应用所学过的信号及信息处理等课程的相关知识，独立完成信号仿真以及信号处理的能力。
包括：查阅资料、合理性的设计、分析和解决实际问题的能力，数学仿真软件Matlab和C语言程序设计的学习与应用，培养规范化书写说明书的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：用Matlab产生伪随机序列，实现扰码和解扰（1）利用周期为255的m序列发生器；（2）利用周期为127的m序列发生器；（3）利用周期为63的m序列发生器；3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：课程设计说明书仿真结果课程设计任务书4．主要参考文献：要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例：1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985（5篇以上）5．设计成果形式及要求：课程设计说明书仿真结果6．工作计划及进度：2015年6 月29 日~ 7月3 日了解设计题目及熟悉资料；7月4日~ 7月5日确定各题目要求计算相关参数；7月6日~ 7月7 日结合各题目确定具体设计方案；7月8日~ 7月9日结合要求具体设计并仿真、整理报告；7月10日答辩。
学科主任审查意见：签字：年月日。
目录第一章前言 (1)第二章伪随机信号 (2)2.1 2n伪随机信号简介 (2)第三章伪随机信号的时域分析 (3)第四章伪随机信号发生器的VHDL描述 (8)4.1 用VHDL设计产生双频波 (9)4.2用VHDL设计产生三频波 (9)4.3 主要构思及设计图 (10)4.4 各种波的程序及波形 (14)第五章结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第一章前言伪随机信号处理最早是从空间工程和军事等应用中发展起来的，至今已有40多年的历史。
在这些应用中，重点主要集中在寻求某种信号格式以及信号处理技术，以保证信息的完整性，尤其在受到干扰攻击的时候更是如此。
随着数字移动通信系统的发展、对定位系统需求的持续增长以及集成电路集成度的日益提高，伪随机信号处理作为一种可行的技术在民用和商用系统中得到越来越多的应用。
伪随机序列通过设置数学乱源产生,它的伪随机性表现在预先的可确定性、可重复产生与处理,伪随机序列虽然不是真正的随机序列,但是当伪随机序列周期足够长时,伪随机序列具有随机序列的良好统计特性。
伪随机序列广泛应用于密码学、扩频通讯、导航、集成电路的可测性设计等许多重要领域[3]。
比如,密码学中伪随机序列通常被作为密钥,流密码中通过密钥流生成器产生性能优良的密钥流序列,使用该序列加密信息流得到密文序列,所以流密码的安全强度完全决定于密钥流序列的好坏。
扩频通信中伪随机序列作为扩频码,利用伪随机序列码把基带信号的频谱进行扩展,形成相当带宽的低功率谱密度信号进行发射。
使用不同的伪随机序列编码,不同通信用户可以在同一频段、同一时间工作,互不影响或影响极小。
具有良好的伪随机特性的扩频编码对扩频通信及其技术的应用是非常重要的。
基于伪随机序列具有的科学和社会价值, 对伪随机序列已经有了比较深入的研究。
伪随机序列信号在雷达、遥控、遥测、通信加密和无线电测量系统领域有着广泛的应用。
第二章伪随机信号简介2n系列伪随机信号为中国工程院院士何继善发明和命名（He，jishan，1997，何继善，1998）。
《通信信号处理》专题姓名：杨晶超学号：s2*******目录1 伪随机序列的概念2 伪随机序列的相关函数3 m序列• 3.1 m序列的定义• 3.2 m序列的构造• 3.3 m序列的性质• 3.4 m序列的相关性4 M序列5 Gold序列• 5.1 m序列优选对• 5.2 Gold序列的产生方法• 5.3 Gold序列的相关特性6 伪随机序列的应用• 6.1 扩展频谱通信• 6.2 码分多址(CDMA)通信• 6.3 通信加密• 6.4 误码率的测量• 6.5 数字信息序列的扰码与解扰• 6.6 噪声产生器• 6.7 时延测量1 伪随机序列的概念扩频系统的扩频运算是通过伪随机序列来实现的。
从理论上来讲，用纯随机序列来扩展信号的频谱是最理想的，但是接收端必须复制同一个随机序列，由于随机序列的不可复制性，因此在工程中，无法使用纯随机序列，而改为采用伪随机序列。
随机序列通信的基本理论源于香农的编码定理。
香农编码定理指出：只要信息速率R d 小于信道容量C ，则总可以找到某种编码方法，使得在码字相当长的条件下，能够几乎无差错地从高斯白噪声干扰的信号中恢复出原发送的信号。
伪随机序列应当具有类似理想随机序列的性质。
在工程上常用二元{0，1}序列来产生伪随机序列，它具有以下三个特点：(1)随机序列中的“0”的个数和“1”的个数接近相等；(2)随机序列中长度为1的游程约占游程总数的1/2，长度为2的游程约占游程总数的(1/2)2，长度为3的游程约占游程总数的(1/2)3…… 在同长度的游程中，“0”的游程数和“1”的游程数大致相等；(3)随机序列的自相关函数具有类似白噪声自相关函数的性质。
2 伪随机序列的相关函数(1) 凡自相关函数满足()120111,011,0N i i a N i i j i a j N R j a a j N N -=-+=⎧==⎪⎪=⎨⎪=-≠⎪⎩∑∑ 则为狭义伪随机序列。
(2) 凡自相关函数满足()1201011,011,0N i i aN i i j i a j N R j a a c j N -=-+=⎧==⎪⎪=⎨⎪=<≠⎪⎩∑∑ 则为广义伪随机序列。
1 绪论近年来,以FPGA为代表的可编程ASIC器件发展极快,从最初的数百个门发展到现今的数百万个门，系列品种增多, 功能更强, 速度更快, 功耗更小, 价格更低。
因此,愈来愈受到电子界的青睐, 开发基于FPGA的数字集成系统设计的新技术方法将逐渐成为主流。
FPGA技术发展出现几个新动向：一是在FPGA中嵌人处理器（包括CPU、微处理器、微控制器）；二是高速并行I/O口；三是实现数字信号处理功能。
针对以上动态, 本课题通过对FPGA技术的研究, 对在FPGA中实现伪随机序列发生器做了有益的研究与实践, 设计中充分运用了自上而下、结构化、模块化设计思想。
伪随机序列具有良好的随机性, 它的相关函数接近白噪声的相关函数(函数) , 即有窄的高峰或宽的功率谱密度, 使它易于从其他信号或干扰中分离出来。
伪随机序列的伪随机性表现在: 预先的可确定性、可重复性, 使它易于实现相关接收和匹配接收, 故有良好的抗干扰性能。
伪随机序列(又称伪噪声序列)广泛应用于通信、雷达、导航等重要的技术领域。
近年来, 在自动控制、计算机、声学、光学测量、数字式跟踪和测距系统, 以及数字网络系统的故障分析检测也得到广泛的应用。
1.1 课题背景在现代工程实践中, 伪随机信号在移动通信、导航、雷达和保密通信、通信系统性能的测量等领域中有着广泛的应用。
例如, 在连续波雷达中可用作测距信号, 在遥控系统中可用作遥控信号, 在多址通信中可用作地址信号, 在扩频通信系统中, 抗干扰、抗噪声、抗截获、信息数据隐蔽和保密、抗衰落、多址通信、实现同步与捕获等都与扩频码的设计密切相关。
在数字通信中可用作群同步信号, 还可用作噪声源以及在保密通信中的加密作用等。
伪随机发生器在测距、通信等领域的应用日益受到人们重视。
EDA(电子设计自动化) 技术就是以计算机为工具,在EDA软件平台上,对以硬件描述语言V HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动的完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑综合及优化、逻辑仿真,直至对特定目标芯片的适配编译、逻辑映像和编程下载等工作(本文选用的开发工具为Altera 公司的QuartusⅡ) 。
16????1
实验七 伪随机序列发生器设计
一、 实验目的
1． 掌握伪随机序列（m序列）发生器的基本原理和设计方法；
2． 深入理解VHDL中signal和variable的不同及其应用；
二、 设计描述及方法
1． 伪随机序列概述
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得发射端，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。
m序列又称为最长线形反馈移位寄存器序列，该序列具有很好的相关性能。m序列发生器的基本
结构为：
其中（Cr，Cr-1，…，C0）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。
下图为实际m序列发生器的电路图：
图中利用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序列发生器输出全“0”信号，图中在“模二加”运算后添加了一个“非门”。从
图中A、B、C、D四个节点均可得到同一m序列，只是序列的初始相位不同。
特征多项式系数决定了一个m序列的特征多项式，同时也决定了一个m序列。下表给出了部分
m序列的反馈系数（表中的反馈系数采用八进制表示）
16????1
2． 电路设计基本方法
本实验要设计一个寄存器级数为5的m序列发生器，从m序列发生器反馈系数表可知，有三个反
馈系数可选，即可以产生三种不同的m序列；在以下设计的接口描述中choice（1 downto0）为m序
列选择输入信号，clk为时钟输入信号，reset为复位信号，psout为m序列输出信号。
三、 程序代码
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity mps is
port (clk,reset : in std_logic;
choice : in std_logic_vector(1 downto 0);
psout: out std_logic );
end mps;
architecture behave of mps is
signal a :std_logic_vector(4 downto 0);
signal k:std_logic;
begin
process(clk,reset,choice,a)
clk
reset
mps.vhd
choice(1 downto 0)
psout
16????1
begin
case choice is
when "00"=> k<=not(a(3) xor a(2));
when "01"=> k<=not(a(4) xor a(3)xor a(2)xor a(0));
when "10"=> k<=not(a(4) xor a(2)xor a(1)xor a(0));
when others =>k<='X';
end case;
if clk'event and clk='1' then
a(0)<=k;
for i in 1 to 4 loop
a(i)<=a(i-1);
end loop;
end if;
if(reset='1') then
a<="00000";
end if;
end process;
psout<=a(4);
end behave;
四、 功能仿真
16????1
五、 RTL级电路
