m序列电路

『壹』 基于systemview的31位m序列发生器怎么设计

通过对m序列的数学模型研究分析,运用System View软件进行了4级移位寄存器模型的仿真,并对4位m序列生成器电路进行了设计研究,探讨了实现m序列的生成过程。
仿真表明所设计的电路合理,其结果与理论分析一致。

『贰』 m序列发生器电路原理图

人君尹浩浩大地皇者之弟乛子

『叁』 请问M序列的产生

伪随机序列可由线性移位寄存器网络产生。该网络由r级串联的双态器件，移位脉冲产生器和模2加法器组成，下面以4级移位寄存器为例，说明伪随机序列的产生。规定移位寄存器的状态是各级从右至左的顺序排列而成的序列，这样的状态叫正状态或简称状态。反之，称移位寄存器状态是各级从左至右的次序排列而成的序列叫反状态。例如，初始状态是0001，那么an-4=0，an-3=0，an-2=0，an-1=1。如果反馈逻辑为an= an-3⊕an-4，对于初始状态为0001，经过一个时钟节拍后，各级状态自左向右移到下一级，未级输出一位数，与此同时模2加法器输出值加到移位寄存器第一级，从而形成移位寄存器的新状态，下一个时钟节拍到来又继续上述过程。未级输出序列就是伪随机序列。其产生的伪随机序列为an=…，这是一个周期为15的周期序列。改变反馈逻辑的位置及数量还可以得到更多不同的序列输出。
从上述例子可以得到下列结论：
1、线性移位寄存器的输出序列是一个周期序列。
2、当初始状态是0状态时，线性移位寄存器的输出全0序列。
3、级数相同的线性移位寄存器的输出序列和反馈逻辑有关。
4、同一个线性移位寄存器的输出序列还和起始状态有关。
5、对于级数为r的线性移位寄存器，当周期p＝2r－1时，改变移位寄存器初始状态只改变序列的初相。这样的序列称为最大长度序列或m序列。

『肆』 电子信息专业的论文题目问题

基带传输系统中扰码与解扰电路的设计
http://ww1.tabobo.cn/soft/20/233/2008/052563515191.html

摘要：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。在接受端再把“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。本次设计用信号发生器产生6Hz的方波作为整个系统的时钟，用三片级联的74LS19474产生长度为31的PRBS序列，作为扰码，和信息序列异或完成加扰过程。解扰端完成相反的过程，恢复信息序列。

关键词：扰码 解扰 M序列

目 录
摘要 1
1绪 论 2
1.1课题研究背景 2
1.2课题研究目的及意义 2
2 原理介绍 3
2.1 m序列 4
2.1.1 m序列的产生 4
2.1.2 m序列的性能以及用途 5
2.2 扰码实现原理 6
2.3 解码实现原理 7
3 设计方案 8
3.1方案对比 8
3.2方案实现 9
3.2.1 m序列的实现路线 9
3.2.2扰码实现路线 11
3.2.3 解码实现路线 12
3.3 所用芯片功能的简单介绍 13
4 电路原理图仿真 14
4.1仿真软件介绍 14
4.2仿真结果 15
4.3 竞争和冒险 17
4.3.1集成芯片电路中毛刺的产生 18
4.3.2毛刺的消除方法 18
5 硬件电路搭建注意事项 20
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附页 24

『伍』 Multisim下的电路仿真 怎样设计电路用5个74LS74D来实现M序列的仿真，设计图怎么画

设计电路用5个74LS74D来实现M序列的仿真，
乭肯定乁嗯

『陆』 数字电路与逻辑设计作业题

1.B周期是6
2.B没有内部时钟,需要外加时钟

『柒』 码分多址的IS-95系统

9.1IS-95系统的空中接口参数
北美开发的第二代蜂窝系统除了IS-136系统以外，还有以CDMA技术为基础的IS-95系统。IS-95系统将一个无线小区中的用户连接到同一频率信道，各自用不同特征的码加以区别。给每个用户分配的伪随机码(或称伪噪声码，因它具有近似白噪声的自相关特性)具有优良的自相关和互相关性能(自相关系数大，互相关系数小)。这些比用户信号速率高得多的码序列，将用户信号变成宽带信号。在发送端，把各用户的信号放在一个公共的频带上传输；在接收端，各用户收到的信号中，除了本用户的有用信号外，还包含有其他用户的信号。这些信号经接收机用与发端相同的该用户的码序列，利用自相关特性，将有用的宽带信号变换成原来的窄带信号，而其他用户的宽带信号由于不相关仍然是宽带信号，经基带滤波后，就能得到具有较高的解扩输出信噪比的有用信号。
IS-95包括IS-95A和IS-95B。IS-95空中接口参数如表1所示。
表1IS-95空中接口参数 带宽 1.25MHz 码片速率 1.2288Mchip/s 上行链路带宽 869~894MHz
1930~1980MHz 下行链路带宽 824~849MHz
1850~1910MHz 帧长度 20ms 比特率 速率集1:9.6kbit/s
速率集2;14.4kbit/s
IS-95B:115.2kbit/s 语音编码器 QCELP8kbit/s
ACELP13kbit/s
KVRC8kbit/s 软切换 是 功率控制 上行：开环+快速闭环
下行：慢性环 RAKE分支数目 4 扩频码 沃尔什函数+长M序列 9.2IS-95系统中的信道
（1）前向信道
IS-95系统在前向信道上采用了频分、伪随机码分和正交信号多址相结合的方式，将可用的蜂窝频谱划分为1.23MHz带宽的频率信道，在一个频率信道上利用沃尔什函数对各用户的信息和不同种类的信令信息进行扩频编码形成逻辑信道。这些逻辑信道包括：
导频信道：移动台利用导频信道作相位定时和频率参考以及在切换时用于信号强度比较(功率控制测量)即移动台使用导频信道进行相干解调、捕获、时间延迟追踪、功率控制测量，并辅助进行切换。
同步信道：使移动台确定系统时间和基站导频偏置。只有在完成同步过程后，移动台才能利用导频信号实现接收解调。同步信道中的信息包括寻呼信道的数据速率，相对系统时间的基站导频伪随机序列的时间等。
寻呼信道：用来传送系统开销信息和移动台特定消息，以寻呼一个移动台。当移动台被呼时，基站就在寻呼信道上广播移动台的识别码，被呼的移动台收到识别码后，在上行接入信道上作出响应。
业务信道：载有编码后的用户业务信息，这些业务信息的速率是可变的。
（2）反向信道
在反向信道上，为要与基站进行信息传输的各移动台分配一个独有相位的长伪随机码对信息进行调制，并在同一频率信道上向基站发送。上行的逻辑信道包括：
接入信道：移动台在接入信道上响应基站的呼叫、发起呼叫和位置登记。各小区接入信道的长码序列相位是预先规定的。
业务信道：载有编码后的用户业务信息，这些业务信息的速率是可变的。
9.3IS-95系统的链路结构
（1）下行链路结构
图6是IS-95系统空中接口的下行链路信道结构。
图6说明如下：
导频信道是由Walsh函数W0进行扩频调制的，用来传送未调制的扩频信号。基站在整个工作期间都发送导频信号。为了便于移动台的准确跟踪，导频信道的发射功率要比其他信号大得多。
同步信道是由Walsh函数W32进行扩频调制的用来传送一个经过编码、重复、交织扩频和调制的同步信号。在获得相位和编码同步后，移动台从同步信道上获得同步信息。因为同步信道帧同步导频序列的帧长度相同，因此同步信道很容易捕获。同步信道的工作速率固定在1.2kbit/s。
寻呼信道是由Walsh函数W1～W7进行扩频调制的，寻呼信道的工作速率固定在9.6kbit/s或4.8kbit/s。经卷积编码、重复和块交织后，用周期为242－1、速率为1.2288Mchip/s的长码，每隔64个码片用一个码片对寻呼信道的信息进行扰码。
导频信道、同步信道和寻呼信道都是公共控制信道，公共信道是一个共享的信道。
业务信道是专用信道。专用信道仅仅分配给单个用户(某一时间内)使用。业务信道是由Walsh函数W8～W31和W33～W63进行扩频调制的。业务信道有两个速率集合。速率集合1支持数据速率9.6kbit/s、4.8kbit/s、2.4kbit/s和1.2kbit/s，速率集合2支持14.4kbit/s、7.2kbit/s、3.6kbit/s和1.8kbit/s。移动台必须能支持速率集合1。
同步、寻呼和业务信道上的信息要进行信道编码、重复、交织和扩频等。在同步、寻呼和业务信道上的数据首先进行分组并放进20ms的帧中(如采用码激励线性预测编码(CELP)，全速率为9.6kbit/s，每帧192bit，其中172bit为信息业务比特，帧质量指示为12bit，用于接收端的纠错和检错以及协助决定接收的速率；编码器尾比特为8bit)，进行信道编码。信道编码是对要传输的数据实施约束长度为K=9、效率R=1/2的卷积编码。因为要传输的数据速率是变化的，所以在交织前要进行符号重复以获得固定的速率。同步信道上的每个卷积编码符号重复一次(即每个符号连续出现两次)。寻呼信道上4800bit/s的每个卷积编码符号重复一次。前向(下行)业务信道上的编码符号重复次数随数据速率的变化而变化。编码符号在14.4kbit/s和9.6kbit/s的速率上不重复；编码符号在7.2kbit/s和4.8kbit/s的速率上重复一次；编码符号在3.6kbit/s和2.4kbit/s的速率上重复3次；编码符号在1.8kbit/s和1.2kbit/s的速率上重复7次。重复后进行块交织。然后与寻呼信道一样，用周期为242－1、速率为1.2288Mchip/s的长码，每隔64个码片用一个码片对寻呼信道的信息进行扰码。在业务信道信息进行扩频前，还要在业务信息中每1.25ms插入一个功率控制比特。插入功率控制比特的作用是控制移动台的发射功率。
导频信道、同步信道、寻呼信道和业务信道在用Walsh函数扩频后，分别被分为两路，用周期为215－1、速率为1.2288Mchip/s的短伪随机码进行正交扩频调制，该短码可以作为基站识别符。最后，分别经各自的基带滤波器后进行载波正交调制，得到扩频后的已调波。如图7所示。
从以上过程可见，一个导频信道、一个同步信道、七个寻呼信道和55个业务信道，最后都被调制在一个相同的载波上发射出去。也就是说，系统内其他用户信号相对于某个用户的信号来说，均为干扰。所以说，IS-95系统是一种受自身干扰的系统。
（2）Walsh函数的生成
在IS-95系统中，区分下行链路中的各信道是用Walsh函数实现的。Walsh函数是正交函数，即各函数之间同步时是互相正交的。
Walsh函数的生成方式如下：
H1中有一个Walsh函数0，称为一阶Walsh函数。H4中有四个互相正交的Walsh函数。它们分别是：0000，0101，0011，0110。称为四阶Walsh函数。在IS-95中使用的是64阶Walsh函数，总共有64个互相正交的Walsh函数W0～W63。
（3）上行链路结构
上行链路信道结构如图8所示。上行链路包括专用业务信道和公共接入信道。
同下行信道相似，业务信道必须支持速率集合1，也可支持速率集合2。
在上行链路上传输的数据首先编组放进20ms的帧中，进行约束长度为K=9、效率为R=1/3(速率集合1)或R=1/2(速率集合2)的卷积编码。再进行与下行时相同的重复和块交织。卷积、重复和交织后的速率为28.8kbit/s。然后是64阶正交调制。编码符号中每6个符号编为一组(码组率为28.8/6=4.8kbit/s)。每组用于选择64个可能的Walsh函数中的一个(每个64位)。在正交调制后，传输速率是4.8kbit/s×64=307.2kbit/s。
上行信道和下行信道中Walsh函数的作用是不同的。在下行信道中，用于区分信道；在上行信道中，用于正交调制(扰码)。扰码后的信号用长伪随机码序列在1.2288Mchip/s的速率上进行扩频，由长度为242－1的伪随机M序列的不同的相位来区分不同的信道。得到扩频信号A0。与下行链路信道相同，将A0送入图21.33所示电路，用周期为215－1、速率为1.2288Mchip/s的短码进行正交扩频调制，最后进行基带滤波和载波正交调制。
移动台使用接入信道发起呼叫，对从基站来的寻呼信道消息进行响应，包括位置更新。每个接入信道与一个下行链路寻呼信道相关，因此最多可以有7个接入信道。接入信道使用固定的发射速率4.8kbit/s，每编码符号重复一次。采用与业务信道相同的卷积和块交织。然后是64阶Walsh正交调制、长码扩频(用于区分信道)。串并变换后的正交扩频使用和下行相同的M序列对。最后进行基带滤波和载波正交调制。
可见，上行链路用正交Walsh函数进行扰码，用长伪随机M序列作为区分信道的扩频码。所有上行的业务信道和接入信道都用相同的射频载波发送，而只是以不同相位的伪随机M序列码来区分不同的业务信道。
由于CDMA在技术上的优势，如频谱利用率高、容量大、覆盖广等优点，可以大量减少投资和运营成本，深为运营商所青睐。另外，CDMA手机所需的发射功率低，有绿色手机之美誉，在人们普遍担心手机电磁辐射影响人体健康的情况下，更具有吸引力。第三代蜂窝移动通信系统空中接口的主流技术也采用宽带CDMA技术。
在CDMA方式中，正交信号
中的λi=Ci。

『捌』 请问5级移位寄存器可以产生多少种m序列短码m序列又可以产生多少种m序列（关于直扩通信）

5级移位寄存器可以产生6种m序列，短码m序列又可以产生6*31=186种m序列。

在数字电路中，移位寄存器在若干相同时间脉冲下工作的以触发器为基础的器件，数据以并行或串行的方式输入到该器件中，然后每个时间脉冲依次向左或右移动一个比特，在输出端进行输出。

这种移位寄存器是一维的，事实上还有多维的移位寄存器，即输入、输出的数据本身就是一些列位。实现这种多维移位寄存器的方法可以是将几个具有相同位数的移位寄存器并联起来。

(8)m序列电路扩展阅读

根据移位方向，常把它分成左移寄存器、右移寄存器和双向移位寄存器三种；

根据移位数据的输入-输出方式，又可将它分为串行输入-串行输出、串行输入-并行输出、并行输入-串行输出和并行输入-并行输出四种电路结构。

此外，有些移位寄存器还具有预置数功能，可以把数据并行地置入寄存器中。

利用移位寄存器能进行数据运算、数据处理，实现数据的串行—并行互相转换，还可接成各种移位寄存器式计数器，如环形计数器、扭环形计数器等。

『玖』 一定速率的pn序列直接扩频与扩频信号带宽的关系是什么

扩频通信技术
长期以来，扩频通信主要用于军事保密通信和电子对抗系统，随着世界范围政治格局的变化和冷战的结束，该项技术才逐步转向"商业化"。数年前扩频通信在我国通信领域仍鲜为人知，有关资料介绍也比较少，一九九三年开始, 吉隆公司即致力于向我国引进扩频产品, 已经在电力、金融、公安、交通等行业收到了明显的社会、经济效益，引起国内通信界人士的广泛注意。
第一章 扩展频谱通信简介
我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。例如语音信息的带宽大约为20Hz~20000Hz、普通电视图像信息带宽大约为6MHz。为了充分利用频率资源，通常都是尽量压缩传输带宽。如电话是基带传输，人们通常把带宽限制在3400Hz左右。如使用调幅信号传输，因为调制过程中将产生上下两个边带，信号带宽需要达到信息带宽的两倍，而在实际传输中，人们采用压缩限幅技术，把广播语音的带宽限制在大约为2×4500Hz=9KHz左右；采用边带压缩技术，把普通电视信号包括语音信号一起限制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通的调频通信上，人们最大也只把信号带宽放宽到信息带宽的十几倍左右，这些都是采用了窄带通信技术。扩频通信属于宽带通信技术，通常的扩频信号带宽与信息带宽之比将高达几百甚至几千倍。有人要问为什么要这么做？这样是不是太浪费频率资源了？这些问题可以用信息论和抗干扰理论来解释。
第二章 扩频通信的定义
扩频通信，即扩展频谱通信技术（Spread Spectrum Communication），它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。除此以外，扩频通信还具有如下特征:
2.1 是一种数字传输方式；
2.2 带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的；
2.3 在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息。
第三章 扩频通信的理论基础
根据仙农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式，即仙农公式：
C = W×Log2(1+S/N)
式中：C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率
由式中可以看出：
为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现，既加大带宽W或提高信噪比S/N。换句话说，当信号的传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
第四章 扩频增益和抗干扰容限
扩频通信系统由于在发送端扩展了信号频谱，在接收端解扩还原了信息，这样的系统带来的好处是大大提高了抗干扰容限。理论分析表明，各种扩频系统的抗干扰性能与信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。一般把扩频信号带宽W与信息带宽△F之比称为处理增益GP，即：

它表明了扩频系统信噪比改善的程度。除此之外，扩频系统的其他一些性能也大都与GP有关。因此，处理增益是扩频系统的一个重要性能指标。
系统的抗干扰容限MJ定义如下：
式中：（S/N）。= 输出端的信噪比，

Ls = 系统损耗
由此可见，抗干扰容限MJ与扩频处理增益GP成正比，扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在一定的噪声湮没下也能正常通信。通常的扩频设备总是将用户信息(待传输信息)的带宽扩展到数十倍、上百倍甚至千倍，以尽可能地提高处理增益。
第五章 频谱的扩展的实现和直接序列扩频
频谱的扩展是用数字化方式实现的。在一个二进制码位的时段内用一组新的多位长的码型予以置换，新码型的码速率远远高出原码的码速率，由傅立叶分析可知新码型的带宽远远高出原码的带宽，从而将信号的带宽进行了扩展。这些新的码型也叫伪随机（PN）码，码位越长系统性能越高。通常，商用扩频系统PN码码长应不低于12位，一般取32位，军用系统可达千位。
目前常见的码型有以下三种：
• M序列，即最长线性伪随机系列；
• GOLD序列；
• WALSH函数正交码。
当选取上述任意一个序列后，如M序列，将其中可用的编码，即正交码，两两组合，并划分为若干组，各组分别代表不同用户，组内两个码型分别表示原始信息"1"和"0"。系统对原始信息进行编码、传送，接收端利用相关处理器对接收信号与本地码型相关进行相关运算，解出基带信号( 即原始信息)实现解扩，从而区分出不同用户的不同信息。微波无线扩频通信的原理见图1：
图1：扩频通信原理

由图可见，一般的无线扩频通信系统都要进行三次调制。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制。接收端有相应的射频解调，扩频解调和信息解调。根据扩展频谱的方式不同，扩频通信系统可分为：直接序列扩频（DS）、跳频（FH）、跳时（TH）、线性调频以及以上几种方法的组合。
图2：信息的频谱扩展过程
所谓直接序列扩频（DS-Direct Scquency），就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。直接序列扩频的频谱扩展和解扩过程见图2和图3所示：
图3：扩频信号的解扩过程
在图上我们可以看出：
在发端，信息码经码率较高的PN码调制以后，频谱被扩展了。在收端，扩频信号经同样的PN码解调以后，信息码被恢复；
信息码经调制、扩频传输、解调然后恢复的过程，类似与PN码进行了二次"模二相加"的过程。
在以下的图4中我们还可以用能量面积图示概念看出：
待传信息的频谱被扩展了以后，能量被均匀地分布在较宽的频带上，功率谱密度下降；
扩频信号解扩以后，宽带信号恢复成窄带信息，功率谱密度上升；
相对与信息信号，脉冲干扰只经过了一次被模二相加的调制过程，频谱被扩展，功率谱密度下降，从而使有用信息在噪声干扰中被提取出来。
第六章 扩频通信的主要特点
图4：扩频通信中，频谱宽度与功率谱密度示意
扩频通信具有许多窄带通信难以替代的优良性能， 使得它能迅速推广到各种公用和专用通信网络之中。简单来说主要有以下几项优点:
6.1 抗干扰性强，误码率低
如上所述，扩频通信系统由于在发送端扩展信号频谱，在接收端解扩还原信息，产生了扩频增益，从而大大地提高了抗干扰容限。根据扩频增益不同，甚至在负的信噪比条件下，也可以将信号从噪声的淹没中提取出来，在目前商用的通信系统中，扩频通信是唯一能够工作于负信噪比条件下的通信方式。
各种形式人为的干扰(如电子对抗中)或其他窄带或宽带(扩频)系统的干扰，只要波形、时间和码元稍有差异，解扩后仍然保持其宽带性，而有用信号将被压缩。从图4可以看出，对于脉冲干扰， 由于在信号的接收过程中，它是一个被一次"模二相加"过程，可以看成是一个被扩频过程，其带宽将被扩展，而有用信号却是一个被二次"模二相加"过程，是一个解扩过程，其信号被恢复(压缩)后，保证高于干扰。由于扩频系统这一优良性能，其误码率很低，正常条件下可达10-10，最差条件下也可达10-6，远高于普通的微波通信（如通常所说的一点多址）的效果，完全能满足目前国内SCADA系统对通信传输质量的要求。应该说，抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点；
6.2 易于同频使用，提高了无线频谱利用率
无线频谱十分宝贵，虽然从长波到微波都已得到开发利用，仍然满足不了社会的需求。为此，世界各地都设计了频谱管理机构， 用户只能使用申请获得的频率，依靠频道划分来防止信道之间发生干扰。
由于扩频通信采用了相关接收这一高技术，信号发送功率极低（<1W，一般为1~100mW），且可工作在信道噪声和热噪声背景中，易于在同一地区重复使用同一频率，也可以与现今各种窄带通信共享同一频率资源；
6.3 抗多径干扰
在无线通信中，抗多径干扰问题一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性；在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。

6.4 扩频通信是数字通信，特别适合数字话音和数据同时传输，扩频通信自身具有加密功能，保密性强，便于开展各种通信业务。扩频通信容易采用码分多址、语音压缩等多项新技术，更加适用于计算机网络以及数字化的话音、图像信息传输；
6.5 扩频通信绝大部分是数字电路，设备高度集成，安装简便，易于维护，也十分小巧可靠，便于安装，便于扩展，平均无故障率时间也很长；
6.6 另外，扩频设备一般采用积木式结构，组网方式灵活，方便统一规划，分期实施，利于扩容，有效地保护前期投资。