M序列发生及眼图观测实验
实验八 M序列发生及眼图观测实验
实验八 M序列发生及 眼图观测实验
【实验性质】：验证性实验
2020/2/19
通信工程专业实验室 1
实验八 M序列发生及眼图观测实验
一、实验目的
1、掌握M序列等伪随机码的发生原理。 2、了解伪随机码在通信电路中的作用。 3、掌握眼图的观测。
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通信工程专业实验室2
an
1、M序列
an－1
an－2
an－3
an－4
输出
当初始状态改为1011时，反馈逻辑 an an2 an4
n级线性反馈移位寄存器的输出序列是一个周期 序列，周期的长度由三个条件决定：
（1）移位寄存器的级数 （2）线性反馈逻辑 （20230）/2/1初9 始状态
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n级线性反馈移位寄存器的输出是一周期序列，其 周期长短取决于移位寄存器的级数、线性反馈逻辑 和初始状态。
若周期最长，则初始状态非全0即可，关键是线性 反馈逻辑。
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四、实验原理
1、M序列
反馈逻辑符合下式：
an an3 an4
该移位寄存器的状态具有周期性，且周期长度为15。设 初始状态为0001，则得到的序列为：
an4 000100110101111
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四、实验原理
1、M序列
移位时 钟节拍
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
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三、实验仪器仪表
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四、实验原理
1、M序列
m序列是一种最常见的伪随机序列，它是最长线性 反馈移位寄存器序列的简称，并具有最长周期。
• 任何一级寄存器的输出，在脉冲的触发下，都会 产生一寄存器序列。
通信工程专业实验室 x19+x5+x2+x+1
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x20+x3+1
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四、实验原理
1、M序列
4阶的本原多项式： F1（x）＝x4＋x3＋1
an an3 aann4
an－1
an－2
0 1 0 1 0 0 0
序列发生器状态0 1 0 1 0 0
第3级
an3
0 0 0 1 0 1 0
第4级
an4
1 0 0 0 1 0 1
反馈值
an an2 an4
1 0 1 0 0 0 1
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四、实验原理
四、实验原理 1、M序列
一般形式的n级线性反馈移位寄存器见下图。
其反馈逻辑表达式为： n an C1an1 C2an2 L Cna0 Ciani i 1
其中， C表i 示1 连线贯通， 表C示i 连0线断开。
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四、实验原理 1、M序列
n
设 an C0an (C0
定义多项式
1) ，则有 0 n
F(x) Ci xi
Ciani
，i其0 中i表示元素的位置。
该多项式称为线性反馈移i位0 寄存器特征多项式。
可以证明，当F(x) 满足下列3个条件时，就一定能产生m序
列：
（1） F(x) 是不可约的，即不能再分解因式；
2100
x10+x3+1
4005
x11+x2+1
10123
x12+x6+x4+x+1
20033
x13+x4+x3+x+1
42103
x14+x10+x6+x+1
100003
x15+x+1
210013
x16+x12+x3+x+1
400011
x17+x3+1
1000201 2000047 4000011
x18+x7+1
反馈值
an4
an an3 an4
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
通信0 工程专0 业实验室8
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四、实验原理
an－4＝100010011010111 an－3＝000100110101111 an－2＝001001101011110 an－1＝010011010111100 an＝100110101111000
（2） F(x)可整除 x p 1，这里 p 2n 1 ；
（3） F(x)不能整除 xq 1，这里 q p 。
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四、实验原理 1、M序列
表3 本原多项式系数表
n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
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表1 m序列发生器状态转移流程图
第1级 a n 1
0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1
第2级
an2
0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0
第3级
an3
0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0
第4级
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二、实验预习要求
认真预习《通信原理》中关于M序列及 眼图有关章节的内容。
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三、实验仪器仪表
1、70MHz双踪数字存储示波器一台 2、实验模块：
数字编码模块——M序列输出 数字时钟信号源模块 眼图观测及白噪声输出模块
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20
本原多项式的八进制表示
代数式
7
x2+x+1 111
13
x3+x|+1 1 011
23
x4+x+1 10 011
45
x5+x2+1 100 101
103
x6+x+1 1 000 011
211
x7+x3+1 10 001 001
435
x8+x4+x3+x2+1
1021
x9+x4+1
1、M序列
线性反馈逻辑改为： an an2 an4 若初始状态仍为0 0 0 1
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四、实验原理
an
1、M序列
an－1
an－2
an－3
an－4
输出
移位时 钟节拍
0 1 2 3 4 5 6
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表2
第1级
a n 1
