[收稿日期]20060525
[作者简介]邹学玉(1965)，男,1988年大学毕业，副教授，博士生，现主要从事现代通信理论与技术、网络通信新技术方面的教学与
研究工作。一类基于FP GA 的m 序列发生器的设计 邹学玉，易国华 (长江大学电子信息学院，湖北荆州434023)
[摘要]基于F P G A 的存储器结构，设计了产生m 序列的本原多项式的存储格式及其查询算法，并且提出 了对任意级数n 的m 序列发生器的产生方法。试验表明，使用该方法实现的m 序列发生器，结构简单,
[关键词]m 序列；信号发生器;FP G A
[中图分类号]TP312;TN91414[文献标识码]A [文章编号]16731409(2006)03008403
m 序列是伪随机序列[1～3]的一种，结构简单，实现方便。在现代工程实践中,m 序列在通讯、导航、雷达、通信系统性能的测量等领域中有着广泛的应用。例如，在连续波雷达中可用作测距信号，在遥控系
统中可用作遥控信号，在多址通信中可用作地址信号，在数字通信中可用作同步信号，还可用作噪声源及在保密通信中起加密作用等。伪噪声发生器在测距、通信等领域的应用日益受到人们重视。有关产生m 序列发生器的方法很多。其中，用通用数字器件构成[4]的特点是速度可以很快，但硬件电路不便修改特性，只能产生单一n 级m 序列；用软件方式构成的特点是采用灵活的数据查询方式可以获得任意级数n 的本原多项式系数，从而实现m 序列的产生，但速度受到单片机工作速度的限制[5]。而F P G A 具有硬件电路实现的优点，又具有设计上的灵活性，并且由于FP GA 便于实现大规模的数字系统，其中内嵌了一定数量的E 2PROM 。为此，笔者将m 序列的本原多项式系数以表格的形式存储于F PGA 的E 2P ROM 中，根据级数n 来查询本原多项式系数表，以得到其相应的本原多项式系数，由此设计出m 序列发生器。
1 基于F P GA 的m 序列产生原理
m 序列信号发生器是在n 级线性移位寄存器[2]的基础上，加上反馈逻辑电路构成的。m 序列信号发生器有2种结构:Fa bo nacci 型和G aloi s 型[2]。笔者采用Fabonacci 型移位寄存器产生m 序列。该结构的特点是移位寄存器的反馈抽头位置与本原多项式一致，序列与初始状态相对应，码序列的产生速度主要受反馈网络的时延限制。一个p 元n 级Fa bo nacci 型移位寄存器模型如图1所示，笔者主要讨论p =2时的情形。 图1 p 元n 级Fa bona cci 型线性移位寄存器模型图1中,n 个小方框表示n 个寄存器D ，把它们从
左至右依次叫做第1级，第2级,…，第n 级寄存器。对
于系数c i ，当c i =1时，表示第i 级输出a i 参与反馈;
当c i =0时，表示第i 级输出a i 不参与反馈。开始时,
设第1级的内容为a n-1，第2级的内容为a n-2,…，第n
级的内容为a 0，即n 级移位寄存器的初始状态为(a 0,
a 1,…,a n-1)(非0初态)。则加法器的输出，即反馈到第1级的输入为:
a n =-
6n
i =1c i a n-i (1)
该序列的递推关系式为:
48长江大学学报(自科版) 2006年9月第3卷第3期理工卷Journal of Yangtze U niver sity (N at Sc i Edit) Sep 12006,Vol 13No 13S ci &Eng V
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