m序列产生及其特性实验

湖南科技大学移动通信实验报告姓名：吴文建学号：1208030104专业班级：应用电子技术教育一班实验名称：m序列产生及其特性实验实验目的：掌握m序列的特性、产生方法及其应用实验仪器：1、pc机一台2、实验原理：1、m序列的产生：m序列是由带线性反馈的移存器产生的。结构如图：an-1an-r...an-3an-2C1CrC3C2...C0输出输出为反馈移位寄存器的结构，其中an-i为移位寄存器中每位寄存器的状态，Ci为第i位寄存器的反馈系数。Ci＝1表示有反馈，Ci＝0表示无反馈。一个线性反馈移位寄存器能否产生m序列，取决于它的反馈系数Ci(例如上图的C3)。对于m序列，Ci的取值必须按照一个本原多项式：niiixCxf0)(中的二进制系数来取值。n级移位寄存器可以产生的m序列个数由下式决定：rNr)12(其中φ(x)为欧拉函数，表示小于等于x并与x互质的正整数个数（包括1在内）。表1-1-1列出了部分m序列的反馈系数Ci，按照下表中的系数来构造移位寄存器，就能产生相应的m序列。表1-1-1m序列的反馈系数表m序列的级数nm序列的周期P反馈系数Ci(八机制)37134152353145,67,75663103,147,1557127203,211,217,235,277,313,325,345,3678255435,453,537,543,545,551,703,74795111021,1055,1131,1157,1167,11751010232011,2033,2157,2443,2745,32711120474005,4445,5023,5263,6211,736312409510123,11417,12515,13505,14127,1505313819220033,23261,24633,30741,32535,37505141638342103,51761,55753,60153,71147,674011532765100003,110013,120265,133663,142305m序列的具有以下性质：（1）均衡性。m序列中0和1的数目基本相等（2）游程分布（3）移位相加性（4）相关特性。自相关波形如图1-1-3所示－1/p1P图1-1-3m序列的自相关波形（5）周期性（6）伪随机性。分布无规律，具有与白噪声相似的伪随机特性实验步骤：（1）预习m序列产生原理及其性质，独立设计m序列产生方法。（2）画出m序列仿真流程图（3）编写MATLAB程序并上机调试。（4）验证m序列的相关性质。（5）撰写实验报告。实验数据、结果表达及误差分析：仿真实验结果如图所示：编写程序如下：clearclcG=63sd1=[00001];PN1=[];forj=1:GPN1=[PN1sd1(5)];ifsd1(1)==sd1(4)temp1=0;elsetemp1=1;endsd1(1)=sd1(2);sd1(2)=sd1(3);sd1(3)=sd1(4);sd1(4)=sd1(5);sd1(5)=temp1;endsubplot(3,1,1)stem(PN1)title('使用生成多项式（45）8=（100101）2产生第一个m序列')sd2=[00001];PN2=[];forj=1:GPN2=[PN2sd2(5)];ifsd2(1)==sd2(2)temp1=0;elsetemp1=1;endifsd2(4)==temp1temp2=0;elsetemp2=1;endifsd2(5)==temp2temp3=0;elsetemp3=1;endsd2(1)=sd2(2);sd2(2)=sd2(3);sd2(3)=sd2(4);sd2(4)=sd2(5);sd2(5)=temp3;endsubplot(3,1,2)stem(PN2)title('使用生成多项式（67）8=（110111）2产生第一个m序列')sd3=[00001];PN3=[];forj=1:GPN3=[PN3sd3(5)];ifsd3(1)==sd3(2)temp1=0;elsetemp1=1;endifsd3(3)==temp1temp2=0;elsetemp2=1;endifsd3(4)==temp2temp3=0;elsetemp3=1;endsd3(1)=sd3(2);sd3(2)=sd3(3);sd3(3)=sd3(4);sd3(4)=sd3(5);sd3(5)=temp3;endsubplot(3,1,3)stem(PN3)title('使用生成多项式（75）8=（111101）2产生第一个m序列')（45）8的5级m序列表达为而机制序列可知为（100101）2，输入为[00001]D4+D1为输入我们可知道输出状态状态时钟D1D2D3D4D5D4+D1输出状态00000101100010102001010130101010410101115010111161011101701110108111011191101101101011000110110000121100010131000111140001111150011111160111111171111101181111000191110010201100111211001101220011010230110101241101000251010010260100101271001000280010000290100000301000010数据分析：通过仿真的到的图形我们可以知道，我们所采用的程序所产生的（45）8的m序列为：1010111011000111110011010010000.我们通过实际计算出来的结果为：1010111011000111110011010010000通过对比我们知道我们所采用的m序列的产生方法，通过仿真的到的结果与我们的预期值完全一致，后面的第二个和第三个m序列的产生原理与第一个一致经检验得到的实验结果于我们预期值也是完全一致的。本次实验成功！误差：本实验束腰用过MATLAB软件仿真从而得到我们所需的实验结果，主要误差来自于软件的编写。思考题：m序列自相关函数具有二值特点，互相关函数是一个多值函数，有的值较小，有的值不是很小，我们便可取互相关特性较好的m序列作为地址码，将其运用在CDMA系统中。