M序列的matlab产生方法

目录一、背景 (4)二、基本要求 (4)三、设计概述 (4)四、Matlab设计流程图 (5)五、Matlab程序及仿真结果图 (6)1、生成m序列及m序列性质 (6)2、生成50位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码 (7)3、对扩频前后信号进行BPSK调制，观察其时域波形 (9)4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱 (10)5、仿真经awgn信道传输后，扩频前后信号时域及频域的变化 (11)6、对比经信道前后两种信号的频谱变化 (12)7、接收机与本地恢复载波相乘，观察仿真时域波形 (14)8、与恢复载波相乘后，观察其频谱变化 (15)9、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱 (16)10、观察经过低通滤波器后无扩频与扩频系统的时域波形 (17)11、对扩频系统进行解扩，观察其时域频域 (18)12、比较扩频系统解扩前后信号带宽 (19)13、比较解扩前后信号功率谱密度 (20)14、对解扩信号进行采样、判决 (21)15、在信道中加入2040~2050Hz窄带强干扰并乘以恢复载波 (24)16、对加窄带干扰的信号进行低通滤波并解扩 (25)17、比较解扩后信号与窄带强干扰的功率谱 (27)六、误码率simulink仿真 (28)1、直接扩频系统信道模型 (28)2、加窄带干扰的直扩系统建模 (29)3、用示波器观察发送码字及解扩后码字 (30)4、直接扩频系统与无扩频系统的误码率比较 (31)5、不同扩频序列长度下的误码率比较 (32)6、扩频序列长度N=7时，不同强度窄带干扰下的误码率比较 (33)七、利用Walsh码实现码分多址技术 (34)1、产生改善的walsh码 (35)2、产生两路不同的信息序列 (36)3、用两个沃尔什码分别调制两路信号 (38)4、两路信号相加，并进行BPSK调制 (39)5、观察调制信号频谱，并经awgn信道加高斯白噪和窄带强干扰 (40)6、接收机信号乘以恢复载波，观察时域和频域 (42)7、信号经凯萨尔窗低通滤波器 (43)8、对滤波后信号分别用m1和m2进行解扩 (44)9、对两路信号分别采样，判决 (45)八、产生随机序列Gold码和正交Gold码 (47)1、产生Gold码并仿真其自相关函数 (48)2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数 (50)九、实验心得体会 (51)直接序列扩频系统仿真一、背景直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。

m序列 matlab code实现流程一、引言m序列是一种具有良好性质的伪随机序列，广泛应用于通信、密码学等领域。

本文将介绍如何使用Matlab编写m序列的代码，并给出实现流程。

二、代码实现流程1. 初始化参数我们需要初始化一些参数，包括m序列的阶数n和初始状态寄存器的初值。

可以根据应用需要进行设置。

2. 生成m序列接下来，我们通过循环迭代的方式生成m序列。

在每一次迭代中，我们根据当前状态寄存器的值计算下一个状态寄存器的值，并将该值作为m序列的输出。

具体的实现代码如下：```matlabmSeq = zeros(1, 2^n - 1);reg = initReg;for i = 1:2^n - 1mSeq(i) = reg(n);nextReg = zeros(1, n);for j = 1:nnextReg(j) = mod(sum(reg(1:j-1)), 2);endreg = [nextReg reg(1:n-1)];end```其中，mSeq是用来存储m序列的数组，reg是用来存储当前状态寄存器的数组。

3. 输出m序列生成m序列后，我们可以将其输出，以便后续的应用。

可以使用Matlab的disp函数将m序列打印出来，或者将mSeq保存为文本文件。

具体的实现代码如下：```matlabdisp(mSeq);```或```matlabfileID = fopen('mSeq.txt', 'w');fprintf(fileID, '%d\n', mSeq);fclose(fileID);```4. 示例为了更好地理解m序列的生成过程，我们可以进行一个简单的示例。

假设我们设置n=3、初始状态寄存器的值为[1 0 0]，则根据上述代码，可以得到对应的m序列为[1 1 0 1 1 0 0]。

5. 结果分析m序列具有良好的性质，包括平衡性、最长线性周期等。

在matlab中⽣成m序列实验环境为matlab2013b1、⾸先编写⼀个mseq.m⽂件,内容为:function[mseq]=m_sequence(fbconnection)n=length(fbconnection);N=2^n-1;register=[zeros(1,n-1) 1]; %移位寄存器的初始状态mseq(1)=register(n); %m序列的第⼀个输出码元for i=2:Nnewregister(1)=mod(sum(fbconnection.*register),2);for j=2:nnewregister(j)=register(j-1);end;register=newregister;mseq(i)=register(n);end2、在matlab中打开这个⽂件3、在matlab的命令⾏窗体中执⾏primpoly(7,'all')这个命令的⽬的是得到7阶M序列的全部本原多项式。

假设想得到其它阶的m序列，⾃⾏改动数字7就可以。

4、得到的结果为Primitive polynomial(s) =D^7+D^1+1D^7+D^3+1D^7+D^3+D^2+D^1+1D^7+D^4+1D^7+D^4+D^3+D^2+1D^7+D^5+D^2+D^1+1D^7+D^5+D^3+D^1+1D^7+D^5+D^4+D^3+1D^7+D^5+D^4+D^3+D^2+D^1+1D^7+D^6+1D^7+D^6+D^3+D^1+1D^7+D^6+D^4+D^1+1D^7+D^6+D^4+D^2+1D^7+D^6+D^5+D^2+1D^7+D^6+D^5+D^3+D^2+D^1+1D^7+D^6+D^5+D^4+1D^7+D^6+D^5+D^4+D^2+D^1+1D^7+D^6+D^5+D^4+D^3+D^2+1ans =1311371431451571671711851911932032112132292392412472535、输⼊mseq([1 0 0 0 0 0 1])6、便可得到⼀个127位的m序列，整理之后为1000000111111101010100110011101110100101100011011110110101101100100100011100001011111001010111001101000100111100010100001100000说明。

2012年01月第02期科技视界Science &technology viewSCIENCE &TECHNOLOGY VIEW 科技视界作者简介:刘艳华,盐城工学院信息工程学院教师。

基于matlab的移位寄存器法m序列的产生刘艳华(盐城工学院信息工程学院江苏盐城224051)【摘要】扩频通信是在民用和军用都有广泛应用的一种通信技术,自从其诞生就受到了广泛关注。

扩频通信中频谱的扩展是通过一个独立的伪随机序列来完成的。

其中m 序列是最常用的一种伪随机码,本文在matlab 平台上通过仿真,来研究如何用移位寄存器产生m 序列,虽然matlab 中有现成的m 序列产生模块,但是它的相位是不可以调节的,而本文产生的m 序列相位可以调节。

详细讲解了m 序列的产生原理,和matlab 仿真过程,最后给出了仿真结果,结果表明该方法是可行的。

【关键词】移位寄存器;扩频;m 序列;Design of m-sequence Generator Based on Shift Register with MatlabLIU Yan-hua(Yancheng Institute of Technology,School of Information Engineering,Yancheng Jiangsu,224051)【Abstract 】Spread spectrum communication is widely used in both civilian and military communications,Itis potential and promising which attracts wide attention since its emergence.The spectrum expansion of spreadspectrum communication is through of an independent pseudo-random sequence to complete.m-sequence is one of the most common sequence of pseudo-random code,this paper is in matlab platform to study how to use shift registers to generate m-sequence,although there is ready-made matlab m-sequence generation module,but its phase is not regulation,and phase of m-sequence generated by this paper can be adjusted.Explain in detail theprinciples of the m sequence generation,and the matlab simulation process,the final simulation results,the re⁃sults show that the simulation is feasible.【Key words 】Shift register;Spread spectrum;m-sequence0引言所谓扩频,是扩展频谱的简称。

1 matlab生成m序列的方法
1 matlab生成m序列的方法
1.1 m序列基本知识点
1.2 matlab产生m序列
1.2.1 根据产生原理编写生成函数
1.2.1.1 生成m序列的函数：
1.2.1.2 调用已编写函数生成m序列
1.2.2 利用$idinput$函数
引言
m序列属于伪随机序列的一种。

在通信领域应用较为广泛。

由于其具有很好的伪噪声特性，因此在保密通信中，可以将其应用在高可靠性的保密通道中。

另外，雷达领域也有广泛应用，伪随机相位编码脉冲/连续波雷达中用到的调制信号正是m 序列。

1.1 m序列基本知识点
1. m序列的周期等于，N是m序列的级数，m序列由N级线性反馈移存
器产生。

2. m序列具有均衡性，序列中“1”和“0”的数目基本相等，“1”的个数比“0”多1。

3. m序列的循环自相关函数是双值电平。

4. m序列具有游程分布的规律。

1.2 matlab产生m序列
具体产生原理可参考相关资料（通信原理第七版，樊昌信、曹丽娜），这里只介绍matlab实现方法。

2. 生成其他阶数的m序列则只需要将 primpoly(7,'all') 命令中的数字‘7’更换到
函数
函数可以成成多种不同的序列。

也可以用来产生m序列：
序列的阶数等于7
Order_number)-1),'prbs')';%生成m序列。

实验报告--m序列的产生及其特性实验班级：XXXXXX学号：XXXXX姓名：XXXXXM序列的产生及其特性实验一、实验目的掌握m序列的特性、产生方法及运用二、实验内容（1）编写MATLAB程序生成并观察m序列，识别其特征（2）观察m序列的相关特性三、实验原理m序列是有n级线性移位寄存器产生的周期为2n −1的码序列，是最长线性移位寄存器序列的简称。

码分多址系统主要采用两种长度的m序列：一种是周期为215 −1的m序列，又称短PN序列；另一种是周期为242 −1的m序列，又称为长PN码序列。

m序列主要有两个功能：①扩展调制信号的带宽到更大的传输带宽，即所谓的扩展频谱；②区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号。

四、实验分析在实验中我选择的是n=6的级数，选择了103、147、155这三个反馈系数1：当反馈系数会Ci=(103)8=(1000011)2原理框图2: 当反馈系数会Ci=(147)8=(1100111)2原理框图3: 当反馈系数会Ci=(155)8=(1101101)2原理框图五、实验程序clearclose all;clcG=127;%使用多项式（103)8=(1000011)2产生第一个m序列sd1=[0 0 0 0 0 1];%寄存器的初始状态PN1=[];%第一个序列for j=1:GPN1=[PN1 sd1(1)];if sd1(1)==sd1(2)temp1=0;else temp1=1;endsd1(1)=sd1(2);sd1(2)=sd1(3);sd1(3)=sd1(4);sd1(4)=sd1(5);sd1(5)=sd1(6);sd1(6)=temp1;endsubplot(3,1,1)stem(PN1)title('使用生成多项式（103)8=(1000011)2产生第一个m序列')%使用生成多项式（147)8=(1100111)2产生第二个m序列sd2=[0 0 0 0 0 1];%寄存器的初始状态PN2=[];%第一个序列for j=1:GPN2=[PN2 sd2(1)];if sd2(1)==sd2(2)temp1=0;else temp1=1;endif sd2(5)==temp1temp2=0;else temp2=1;endif sd2(6)==temp2temp3=0;else temp3=1;endsd2(1)=sd2(2);sd2(2)=sd2(3);sd2(3)=sd2(4);sd2(4)=sd2(5);sd2(5)=sd2(6);sd2(6)=temp3;endsubplot(3,1,2)stem(PN2)title('使用生成多项式（147)8=(1100111)2产生第二个m序列')%使用生成多项式（155)8=(1101101)2产生第三个m序列sd3=[0 0 0 0 0 1];%寄存器的初始状态PN3=[];%第一个序列for j=1:GPN3=[PN3 sd3(1)];if sd3(1)==sd3(2)temp1=0;else temp1=1;endif sd3(4)==temp1temp2=0;else temp2=1;endif sd3(5)==temp2temp3=0;else temp3=1;endsd3(1)=sd3(2);sd3(2)=sd3(3);sd3(3)=sd3(4);sd3(4)=sd3(5);sd3(5)=sd3(6);sd3(6)=temp3;endsubplot(3,1,3)stem(PN3)title('使用生成多项式（155)8=(1101101)2产生第三个m序列')六、实验结果七、m序列的相关性质PN1 =0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1PN2 =0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1PN3 =0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 11）均衡性在m序列的一个周期中，0和1的数目基本相等，1的数目比0的数目多一个，由PN1可知总共有32个1和31个0.2）游程分布M序列中取值相同的那些相继的元素合称为一个“游程”。

基于matlab的移位寄存器法m序列的产生作者：刘艳华来源：《科技视界》 2012年第2期刘艳华（盐城工学院信息工程学院江苏盐城 224051）【摘要】扩频通信是在民用和军用都有广泛应用的一种通信技术，自从其诞生就受到了广泛关注。

扩频通信中频谱的扩展是通过一个独立的伪随机序列来完成的。

其中m序列是最常用的一种伪随机码，本文在matlab平台上通过仿真，来研究如何用移位寄存器产生m序列，虽然matlab中有现成的m序列产生模块，但是它的相位是不可以调节的，而本文产生的m序列相位可以调节。

详细讲解了m序列的产生原理，和matlab仿真过程，最后给出了仿真结果，结果表明该方法是可行的。

【关键词】移位寄存器；扩频；m序列；Design of m-sequence Ｇenerator Ｂased on Ｓhift Ｒegister with ＭatlabLＩＵ Yan－hua(Yancheng Institute of Technology, School of Information Engineering, Yancheng Jiangsu,224051)【Abstract】Spread spectrum communication is widely used in both civilian and military communications, It is potential and promising which attracts wideattention since its emergence. The spectrum expansion of spread spectrum communication is through of an independent pseudo-random sequence to complete. m-sequence is one of the most common sequence of pseudo-random code, this paper is in matlab platform to study how to use shift registers to generate m-sequence, although there is ready-made matlab m-sequence generation module, but its phase is not regulation, and phase of m-sequence generated by this paper can be adjusted. Explain in detail the principles of the m sequence generation, and the matlab simulation process, the final simulation results, the results show that the simulation is feasible.【Key words】Ｓhift register;Spread spectrum;m-sequence0 引言所谓扩频，是扩展频谱的简称。

目录前言 (1)第一章设计任务 (2)1.2设计内容 (2)1.2设计要求 (2)1.3系统框图 (2)第二章m序列的分析 (4)2.1m序列的含义 (4)2.2m序列产生的原理 (5)2.2m序列的性质 (6)2.3自相关特性 (7)第三章m序列的设计 (8)3.1特征多项式确定 (8)3.2本原多项式的确定 (9)3.3m序列的发生 (10)第四章程序调试及结果分析 (11)4.1m序列的仿真结果及分析 (12)4.2该设计的序列相关性仿真结果及分析 (13)结论 (14)参考文献 (15)附录：程序代码 (16)前言扩频通信因其具有抗干扰、抗多径衰落、抗侦察等优点在通信领域中得到广泛应用。

扩频序列的设计和选择是扩频通信的关键技术，扩频序列性能的优劣在很大程度上决定了通信系统的多址干扰和符号间干扰的大小，从而直接影响到系统的性能。

因此，深入研究扩频序列的性质，构造设计具有良好相关性的扩频序列，来满足扩频系统的要求，是直接序列扩频系统的核心课题。

白噪声是一种随机过程，它有极其优良的相关特性。

但至今无法实现白噪声的放大、调制、检测、同步及控制等，而只能用类似于白噪声统计特性的伪随机序列来逼近它，并作为扩频系统的扩频码。

常见的伪随机序列有m 序列、GOLD 序列、M 序列、Walsh 序列等。

m 序列是目前研究最为彻底的伪随机序列，m 序列容易产生，有优良的自相关和互相关特性。

序列是伪随机序列的一种情况。

他可以在很多领域中都有重要应用。

由n级移位寄存器所能产生的周期最长的序列。

这种序列必须由非线性移位寄存器产生,并且周期为2n（n为移位寄存器的级数）。

通过对伪随机码中常用的m序列的结构和性质进行了分析，本文给出了基于MATLAB平台的m序列生成算法及代码伪随机序列分析。

第一章 设计任务1.2 设计内容掌握PN 序列的相关知识，掌握m 序列的产生原理及其在matlab 中的产生方法，对特定长度的m 序列，分析其性质，及其用来构造其它序列的方法；研究伪随机序列在跳频通信中的应用方法。

4进制m序列matlab什么是4进制m序列？在数字和通信领域中，m序列是一种特殊的伪随机序列。

m序列是由m位二进制数组成，其中每个m位二进制数都是通过使用特定的反馈多项式生成。

这里的"m"代表序列中的二进制位数。

当m等于1时，m序列退化为标准的伯努利二进制随机序列，而当m大于1时，则可以构造出更长且更复杂的伪随机序列。

在本文中，我们将探讨4进制m序列在Matlab中的实现以及其在通信系统中的应用。

第一步：生成4进制m序列要在Matlab中生成4进制m序列，我们可以使用反馈多项式和移位寄存器来实现。

首先，我们需要选择适当的反馈多项式。

常用的4进制m序列的反馈多项式为"1 + z^3 + z^4"，其中z代表数字滤波器的延迟因子。

然后，我们创建一个移位寄存器，其长度为m位，并将其初始化为一个非零的状态。

接下来，我们使用反馈多项式和移位寄存器的当前状态来计算下一个状态，并将其存储在一个数组中。

重复这个过程，直到我们获得所需长度的序列为止。

在Matlab代码中，这个过程如下所示：matlabfunction sequence = generate_m_sequence(m, length)feedback_polynomial = [1, 0, 0, 0, 1]; % Feedback polynomial: 1 +z^3 + z^4shift_register = [1, 1, 1, 1]; % Initial state of shift registersequence = zeros(1, length); % Initialize sequence arrayfor i = 1:lengthsequence(i) = shift_register(1); % Store current state in sequence arrayfeedback_bit = mod(sum(shift_register .* feedback_polynomial), 2); % Calculate feedback bitshift_register = circshift(shift_register.', -1).'; % Shift register to the leftshift_register(end) = feedback_bit; % Update last bit with feedback bitendend通过调用上述函数，我们可以生成4进制m序列。

基于MATLAB的m序列产生第一章设计内容及要求基于MATLAB产生m序列要求：1．通过matlab编程产生m序列的产生原理及其产生方法。

2．对特定长度的m序列，分析其性质，及其用来构造其它序列的方法。

第二章m序列设计方案的选择2.1 方案一MATLAB编程非常简单，无需进行变量声明，可以很方便的实现m序列。

2.2 方案二图2.1 Simulink实现m序列Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供了一个动态系统建模，仿真和综合分析的集成环境。

在此环境中无需大量书写程序，而只需通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。

Simulink具有适应性广，结构及流程清晰及仿真精细等优点，基于以上优点，Simulink已被广泛的运用到控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

通过比较方案一和方案二，发现方案一的有点具有通用性而方案二利用MATLAB的Simulink直接搭建模块，在移位寄存器较少的情况下利用此方法比较简单，可是当移位寄存器的个数增多时，要搭建那么多的模块就显的很繁琐了，缺乏通用性，因此本次实验选择方案一。

第三章m序列的产生及性质3.1 m序列的产生原理、结构及产生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3.1所示：◇A图3.1 n级线性移位寄存器图中C i表示反馈线的两种可能连接方式，C i=1表示连线接通，第n-i级输出加入反馈中；C i=0表示连线断开，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------表达式3.1将等式左边的a n移至右边，并将a n=C0a n(C0=1)带入上式，则上式可以写成-------表达式3.2定义一个与上式相对应的多项式--------表达式3.3 其中x的幂次表示元素的相应位置。