M序列加扰解扰仿真实验系统

郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题目M序列加扰解扰仿真实验系统学生姓名xxx专业班级信息工程200x级1班学号xxxxxxxxxxxx院（系）计算机与通信工程学院指导教师张娜(讲师）完成时间2011年6月1日郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目M序列加扰解扰仿真实验系统专业信息工程学号xxxxxxxxxxxxxxxx姓名xxx主要内容、基本要求：本文设计的是数字通信系统中扰码与解码电路，由于通常假设信源序列是随机序列，而实际信源发出的序列不一定满足这个条件，特别是出现长0串时，给接受端提取定时信号带来一定困难。解决这个问题可用M序列对信源序列进行“加扰”处理，以使信源序列随机化。在接收端再把“加乱”了的序列，用同样的M序列“解扰”，恢复原有的信源序列。最后完成对M序列加扰解扰的仿真实验,完成毕业设计。预期成果及表现形式：设计严谨、功能完备；界面流畅、使用方便；扩充性强、易于维护；性能良好，安全可靠。主要参考资料等：[1]Kenneth.R.CastleMan，数字图像处理技术[M]，北京电子工业出版社,1998[2]张辉,曹丽娜，现代通信原理与技术，西安电子科技大学出版社，2008[3]樊昌信等，《通信原理》，国防工业出版社，1995年10月[4]肖国镇等，《伪随机序列及其应用》，国防工业出版社，1985[5]倪维桢,数据通信原理[M],中国人民大学出版社,1999[6]周炯，庞沁华,通信原理[M],北京邮电本学出版社，2002完成期限：2011年6月1日指导教师签章：专业负责人签章：2011年1月25日M序列加扰解扰仿真实验系统目录中文摘要.......................................................................I英文摘要......................................................................II1绪论.........................................................................11.1课题研究背景.........................................................11.2课题研究目的及意义.................................................21.3M序列研究现状.......................................................22原理介绍...................................................................42.1M序列.................................................................42.1.1M序列的产生.......................................................52.1.2M序列的性质.......................................................82.1.3M序列的计数......................................................122.2M序列的应用........................................................132.2.1M序列在扩频通信中的应用........................................142.2.2M序列在通信加密中的应用........................................152.2.3在雷达信号设计中的应用..........................................152.3仿真软件介绍........................................................162.3.1MATLAB产生的历史背景..........................................162.3.2MATLAB软件的语言特点..........................................173设计方案.................................................................203.1扰码和解码实现原理................................................213.2扰码解码实现电路...................................................243.3扰解码电路实验步骤................................................264仿真结果.................................................................28结束语........................................................................31致谢...........................................................................32参考文献.....................................................................33M序列加扰解扰仿真实验系统IM序列加扰解扰仿真实验系统摘要M序列又叫做伪随机序列、伪噪声(PN)码或伪随机码。可以预先确定并且可以重复实现的序列称为确定序列；既不能预先确定又不能重复实现的序列称为随机序列。M序列是目前广泛应用的一种伪随机序列，其在通信领域有着广泛的应用，如扩频通信，卫星通信的码分多址，数字数据中的加密、加扰、同步、误码率测量等领域。本文设计的是数字通信系统中扰码与解码电路，由于通常假设信源序列是随机序列，而实际信源发出的序列不一定满足这个条件，特别是出现长0串时，给接受端提取定时信号带来一定困难。解决这个问题可用M序列对信源序列进行“加扰”处理，以使信源序列随机化。在接收端再把“加乱”了的序列，用同样的M序列“解扰”，恢复原有的信源序列。在图像通信中，扰码可以很好地抑制静态图像的抖动，能使数字传输系统对各种数字信息具有透明性。关键词M序列/加扰/解扰M序列加扰解扰仿真实验系统IIDOCUMENTMANAGESYSTEMBASEDONTHEIWEBOFFICEMIDDLEWAREABSTRACTMsequenceisalsocalledpseudo-randoMsequence,pseudo-noise(PN)codeorpseudo-randoMcode.AndcanberepeatedtoachieveapredeterMinedsequenceasdeterMinedsequence;ItcannotachieveapredeterMinedsequenceandcannotrepeatasrandoM.Mseriesiswidelyusedasapseudo-randoMsequence,whicharewidelyusedincoMMunicationsapplicationssuchasspreadspectruMcoMMunications,satellitecoMMunications,CDMA,digitaldataencryption,scraMbling,synchronization,biterrorrateMeasureMentandsoon.ThispaperdescribesthedesignofdigitalcoMMunicationsysteMcodeanddecodescircuit,asisusuallyassuMedsourcesequenceisrandoMsequence.TheactualsourceofthelettersequencesdonotnecessarilyMeettheconditions,inparticularthereisalongstringof0,toacceptthesignal-tiMingextractionbringcertaindifficulties.CanbeusedtosolvethisprobleMsequenceofMsourcesequencescraMblingtodealwith,sothatsourceofrandoMsequences.Inthenend,addingtotheconfusionoftheseries,withthesaMeM-sequenceencryptionandrestoretheoriginalsourcesequence.IMagecoMMunication,codecanbeusedtoinhibitthestaticiMagejitter;enabledigitaltransMissionsysteMforalldigitalinforMationistransparent.KEYWORDSMSeries,ScraMbling,DescraMblingM序列加扰解扰仿真实验系统11绪论1.1课题研究背景人类社会建立在信息交流的基础上，通信是推动人类社会文明，进步与发展的巨大动力。改革开放以来，我国的通信建设有了迅速的发展，但与一些发达国家相比还很落后，因此，现代通信系统的建设与发展是一项十分重要而又艰巨的任务。各种各样的信息多采用数字信号传输，这已成为了通信的基础。目前世界各国已在组建综合业务数字网，这是一种将话音，图像，数据等各种信息规范为数字信号的形式，并进行高速传输的网络。通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂目前，无论是模拟通信还是数字通信，在不同的通信业务中都得到了广泛的应用。但是，数字通信的发展速度已明显超过了模拟通信，成为当代通信技术的主流。与模拟通信相比，数字通信具有以下一些优点：抗干扰能力强，且噪声不积累；传输差错可控；便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。数字通信的缺点是，一般需要较大的带宽。另外，由于数字通信对同步要求高，因而系统设备复杂。但是，随着微电子技术、计算机技术的广泛应用以及超大规模集成电路的出现，数字系统的设备复杂程度大大降低。同时高效的数据压缩技术以及光纤等大容量传输媒质的使用正逐步使带宽问题得到解决。因此，数字通信的应用必将越来越广泛。因此，在通信系统的设计研发环节中，在进行实际硬件系统试验之前，软件仿真已成为必不可少的一部分。本课程设计根据当今现代通信技术的发展，对信号的加扰与解扰等原理进行了研究和实验[1]。伪随机序列是由一个标准的伪随机序列发生器生成的，其中“0”与“1”出现的概率接近50%。由于二进制数值运算的特殊性质，用伪随机序列对输入的传送码流进行扰乱后，无论原始传送码流是何种分布，扰乱后的数据码流中“0”与“1”的出现概率都接近50%。扰乱虽然改变了原始传送码流，但这种扰乱是有规律的，因而也是可以解除的，在接收端解除这种扰乱的过程称为解扰。完成扰码和解扰的电路相应称为扰码器和解扰器。随着通信技术的日益成熟，越来越多的人掌握了通信的基本原理，有些不法份子为了获得高额利润，不惜利用高科技来破坏正常通信，获取商业机密，从而获得巨大的经济效益，损害别人的利益，这就给通信带来了极大的不便，为了能够解决这些问题，本文着重讨论了M序列加