M序列发生器的设计与实现毕业论文

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1、 第 1 页 共 32 页 1 1 引言引言 本文的主要内容是移位寄存器74LS194的研究和m序列码发生器的产生原理 以及基于 MAX+PLUS II、Protel 99SE 软件的实现。m 序列码发生器的产生原理 和实现是 CDMA 通信中的核心，具有重要的理论价值和广阔的应用前景。文中基 于对 74LS194 移位寄存器的研究， 对伪随机序列的特性及对 m 序列发生器的结构 进行了分析， 运用 MAX+PLUS II 的模拟仿真和 Protel 99SE 进行印刷电路板设计， 验证其正确性，最终产生 m 序列码。 1.1 1.1 研究此课题的目的研究此课题的目的 伪随机序列系列具有良好的

2、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。 1 1.2 .2 伪随机序列的应用和意义伪随机序列的应用和意义 1.2.1在通信加密中的应用 m序列自相关性较好，容易产生和复制，而且具有伪随机性，利用m序列加密 数字信号使加密后的信号在携带原始信息的同时具有伪噪声的特点， 以达到在信 号传输的过程中隐藏信息的目的；在信号接收端，再次利用m序列加以解密，恢 复出原始信号 1。 1.2.2 1.2.2 在雷达信号设计中的应用在雷达信号设计中的应用 近年兴起的扩展频谱雷达所采用的信号是已调制的具有类似噪声性质的伪 随机序列，它具有很高的距

3、离分辨力和速度分辨力。这种雷达的接收机采用相关 解调的方式工作，能够在低信噪比的条件下工作，同时具有很强的抗干扰能力。 该型雷达实质上是一种连续波雷达， 具有低截获概率性， 是一种体制新、 性能高、 适应现代高技术战争需要的雷达。 采用伪随机序列作为发射信号的雷达系统具有 许多突出的优点。首先，它是一种连续波雷达，可以较好地利用发射机的功率。 其次，它在一定的信噪比时，能够达到很好的测量精度，保证测量的单值性，比 单脉冲雷达具有更高的距离分辨力和速度分辨力。最后，它具有较强的抗干扰能 第 2 页 共 32 页 力，敌方要干扰这种宽带雷达信号，将比干扰普通的雷达信号困难得多 2。 1.2.3 1

4、.2.3 在通信系统中的应用在通信系统中的应用 伪随机序列是一种貌似随机，实际上是有规律的周期性二进制序列，具有类 似噪声序列的性质，在CDMA中，地址码都是从伪随机序列中选取的，在CDMA中使 用一种最易实现的伪随机序列：m序列，利用m序列不同相位来区分不同用户；为 了数据安全， 在CDMA的寻呼信道和正向业务信道中使用了数据掩码 （即数据扰乱） 技术，其方法是用长度为2的42次方减1的m序列用于对业务信道进行扰码（注意 不是扩频） ，它在分组交织器输出的调制字符上进行，通过交织器输出字符与长 码PN码片的二进制模工相加而完成。 1 1.3 .3 伪随机序列研究现状伪随机序列研究现状 迄今为

5、止，人们获得的伪随机序列仍主要是PC（相控）序列，移位寄存器 序列（m和M序列） ，Gold序列，GMW序列，级联GMW序列，Kasami序列，Bent 序列，No序列。 其中 m 序列是最有名和最简单的,也是研究的最透彻的序列。m 序列还是研 究其它序列的基础。它序列平衡，有最好的自相关特性，但互相关满足一定条件 的族序列数很少(对于本原多项式的阶数小于等于 13 的 m 序列， 互为优选对的序 列数不多于 6)，且线性复杂度很小。 1 1.4 .4 研究内容研究内容 首先研究生成序列的反馈移位寄存器、 反馈逻辑函数。 主要研究它们的生成、 随机特性以及相关特性。最后在理论证明的基础上应用

6、Quartus II 仿真验证它 们的正确性并仿真作出 m 序列相关特性图形，用 PROTEL 99SE 绘制原理图及 PCB 图。 第 3 页 共 32 页 2 2 移位寄存器移位寄存器 2.1 2.1 移位寄存器概述移位寄存器概述 移位寄存器是数字系统中的重要逻辑部件，具有移位和寄存的功能，简称移 存器。移存器从结构上看，是将若干触发器级联起来。按数据输入方式来分，有 串行和并行两种；而移位方向，则有左移和右移；按数据输出也有串出和并出之 分。商品化通用寄存器可使数据串并出入，并可左右移位，应用灵活方便。为了 准确分析移位，正确使用移存器，灵活运用移存器，这一节将做进一步的讨论。 在数字系统中，常常要将寄存器中的数码按时钟的节拍向左移或右移一位 或多位，能实现这种移位功能的寄存就称为移位寄存器。顾名思义，移位寄存器 具有数码的寄存和移位两个功能。若在时钟脉冲的作用下，寄存器的数码向左移 动一位，则称左移；若数码依次向右移动一位，成为右移。 移位寄存器的每一位也是由触发器组成的，但由于它需要有移位功能，所以 每位触发器的输出端与下一位触发器的数