簡述PN序列設計方法步驟

❶ PN碼的作用是什麼

PN碼的選擇直接影響到CDMA系統的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。CDMA信道的區分是靠PN碼來進行的，因而要求PN碼自相關性要好，互相關性要弱，實現和編碼方案簡單等。目前的CDMA系統就是採用一種基本的PN序列-m序列作為地址碼，利用它的不同相位來區分不同用戶。

❷ pn碼的同步原理

發射機和接收機採用高精確度和高穩定度的時鍾頻率源，以保證頻率和相位的穩定性。但在實際應用中，存在許多事先無法估計的不確定因素，如收發時鍾不穩定、發射時刻不確定、信道傳輸時延及干擾等，尤其在移動通信中，這些不確定因素都有隨機性，不能預先補償，只能通過同步系統消除。因此，在CDMA擴頻通信中，同步系統必不可少。
PN碼序列同步是擴頻系統特有的，也是擴頻技術中的難點。CDMA系統要求接收機的本地偽隨機碼與接收到的PN碼在結構、頻率和相位上完全一致，否則就不能正常接收所發送的信息，接收到的只是一片雜訊。若實現了收發同步但不能保持同步，也無法准確可靠地獲取所發送的信息數據。因此，PN碼序列的同步是CDMA擴頻通信的關鍵技術。

❸ 如何用Verilog產生pn序列

我m序列代碼賦值下來是，發現wire和x中間沒有空格，這可能是導致你沒有輸出的原因，個人建議你的代碼這樣寫： mole prbs(clk,rst,m_out); input clk,rst; output m_out; reg[7:0] reg_buf; reg x; always@(posedge clk or posedge rst) if(!rs...

❹ PN是什麼意思

PN即Nominal Pressure，意思是公稱壓力，是用來表示壓力的一種方法，主要是用來表示管道及管配件、閥門等殼體設備的壓力，主要是應用於與管道系統元件的力學性能和尺寸特性相關、用於參考的字母和數字組合的標識。

(4)簡述PN序列設計方法步驟擴展閱讀：

PN的定義描述在 GB/T 1048-2005 和 被替代的 GB/T 1048-1990 管道元件公稱壓力有很大不同，這既是目前各標准和實際市場應用中公稱壓力的PN表示混亂的根源所在，也是在很長一段時間內需要逐步規范的問題。相比新舊兩個標準的PN定義，主要修改內容如下:

1. 按 ISO/CD 7268:1996 和 BS EN 1333:1997 《管道元件PN的定義和選用》 重新定義了 PN (公稱壓力）；

2. 取消了原標准中的公稱壓力的標記方法，刪去了PN數值後的單位 MPa，明確了PN(公稱壓力)只是「與管道系統元件的力學性能相關、用於參考的字母和數字組合的標識」的基本概念，並在注1中進一步說明了字母PN後跟的數字不代表測量值，不應用於計算目的；

3. 修改了公稱壓力系列的表示方式，例如原標准中的PN 4.0 MPa，現標記為：PN40。並對PN系列的數值進行了簡化，刪去了原標准中 ISO/CD 7268:1996 未列入的非常用的公稱壓力數值，例如：PN 0.05、PN 0.1、PN 0.4、PN 28.0、PN 335.0(MPa)等。

新舊PN標記數值相差10倍，如老標記 PN 4.0 MPa 與新標記 PN 40 等同，因此，有人認為新標記的數值相對老標記的單位MPa，可以理解為bar。實際在新定義中，明確說明了PN後的數值不能代表量值，沒有單位量綱，如果在數值後加上壓力單位bar，則是錯誤的PN標記方法，如：PN 40 bar 是不規范的標識，違背了 公稱壓力 PN系列 的定義。

❺ 一定速率的pn序列直接擴頻與擴頻信號帶寬的關系是什麼

擴頻通信技術
長期以來，擴頻通信主要用於軍事保密通信和電子對抗系統，隨著世界范圍政治格局的變化和冷戰的結束，該項技術才逐步轉向"商業化"。數年前擴頻通信在我國通信領域仍鮮為人知，有關資料介紹也比較少，一九九三年開始, 吉隆公司即致力於向我國引進擴頻產品, 已經在電力、金融、公安、交通等行業收到了明顯的社會、經濟效益，引起國內通信界人士的廣泛注意。
第一章 擴展頻譜通信簡介
我們知道，傳輸任何信息都需要一定的帶寬，稱為信息帶寬。例如語音信息的帶寬大約為20Hz~20000Hz、普通電視圖像信息帶寬大約為6MHz。為了充分利用頻率資源，通常都是盡量壓縮傳輸帶寬。如電話是基帶傳輸，人們通常把帶寬限制在3400Hz左右。如使用調幅信號傳輸，因為調制過程中將產生上下兩個邊帶，信號帶寬需要達到信息帶寬的兩倍，而在實際傳輸中，人們採用壓縮限幅技術，把廣播語音的帶寬限制在大約為2×4500Hz=9KHz左右；採用邊帶壓縮技術，把普通電視信號包括語音信號一起限制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通的調頻通信上，人們最大也只把信號帶寬放寬到信息帶寬的十幾倍左右，這些都是採用了窄帶通信技術。擴頻通信屬於寬頻通信技術，通常的擴頻信號帶寬與信息帶寬之比將高達幾百甚至幾千倍。有人要問為什麼要這么做？這樣是不是太浪費頻率資源了？這些問題可以用資訊理論和抗干擾理論來解釋。
第二章 擴頻通信的定義
擴頻通信，即擴展頻譜通信技術（Spread Spectrum Communication），它的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大於信息本身的帶寬。除此以外，擴頻通信還具有如下特徵:
2.1 是一種數字傳輸方式；
2.2 帶寬的展寬是利用與被傳信息無關的函數(擴頻函數)對被傳信息進行調制實現的；
2.3 在接收端使用相同的擴頻函數對擴頻信號進行相關解調，還原出被傳信息。
第三章 擴頻通信的理論基礎
根據仙農(C.E.Shannon)在資訊理論研究中總結出的信道容量公式，即仙農公式：
C = W×Log2(1+S/N)
式中：C--信息的傳輸速率 S--有用信號功率 W--頻帶寬度 N--雜訊功率
由式中可以看出：
為了提高信息的傳輸速率C，可以從兩種途徑實現，既加大帶寬W或提高信噪比S/N。換句話說，當信號的傳輸速率C一定時，信號帶寬W和信噪比S/N是可以互換的，即增加信號帶寬可以降低對信噪比的要求，當帶寬增加到一定程度，允許信噪比進一步降低，有用信號功率接近雜訊功率甚至淹沒在雜訊之下也是可能的。擴頻通信就是用寬頻傳輸技術來換取信噪比上的好處，這就是擴頻通信的基本思想和理論依據。
第四章 擴頻增益和抗干擾容限
擴頻通信系統由於在發送端擴展了信號頻譜，在接收端解擴還原了信息，這樣的系統帶來的好處是大大提高了抗干擾容限。理論分析表明，各種擴頻系統的抗干擾性能與信息頻譜擴展後的擴頻信號帶寬比例有關。一般把擴頻信號帶寬W與信息帶寬△F之比稱為處理增益GP，即：

它表明了擴頻系統信噪比改善的程度。除此之外，擴頻系統的其他一些性能也大都與GP有關。因此，處理增益是擴頻系統的一個重要性能指標。
系統的抗干擾容限MJ定義如下：
式中：（S/N）。= 輸出端的信噪比，

Ls = 系統損耗
由此可見，抗干擾容限MJ與擴頻處理增益GP成正比，擴頻處理增益提高後，抗干擾容限大大提高，甚至信號在一定的雜訊湮沒下也能正常通信。通常的擴頻設備總是將用戶信息(待傳輸信息)的帶寬擴展到數十倍、上百倍甚至千倍，以盡可能地提高處理增益。
第五章 頻譜的擴展的實現和直接序列擴頻
頻譜的擴展是用數字化方式實現的。在一個二進制碼位的時段內用一組新的多位長的碼型予以置換，新碼型的碼速率遠遠高出原碼的碼速率，由傅立葉分析可知新碼型的帶寬遠遠高出原碼的帶寬，從而將信號的帶寬進行了擴展。這些新的碼型也叫偽隨機（PN）碼，碼位越長系統性能越高。通常，商用擴頻系統PN碼碼長應不低於12位，一般取32位，軍用系統可達千位。
目前常見的碼型有以下三種：
• M序列，即最長線性偽隨機系列；
• GOLD序列；
• WALSH函數正交碼。
當選取上述任意一個序列後，如M序列，將其中可用的編碼，即正交碼，兩兩組合，並劃分為若干組，各組分別代表不同用戶，組內兩個碼型分別表示原始信息"1"和"0"。系統對原始信息進行編碼、傳送，接收端利用相關處理器對接收信號與本地碼型相關進行相關運算，解出基帶信號( 即原始信息)實現解擴，從而區分出不同用戶的不同信息。微波無線擴頻通信的原理見圖1：
圖1：擴頻通信原理

由圖可見，一般的無線擴頻通信系統都要進行三次調制。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制。接收端有相應的射頻解調，擴頻解調和信息解調。根據擴展頻譜的方式不同，擴頻通信系統可分為：直接序列擴頻（DS）、跳頻（FH）、跳時（TH）、線性調頻以及以上幾種方法的組合。
圖2：信息的頻譜擴展過程
所謂直接序列擴頻（DS-Direct Scquency），就是用高碼率的擴頻碼序列在發端直接去擴展信號的頻譜，在收端直接使用相同的擴頻碼序列對擴展的信號頻譜進行解調，還原出原始的信息。直接序列擴頻的頻譜擴展和解擴過程見圖2和圖3所示：
圖3：擴頻信號的解擴過程
在圖上我們可以看出：
在發端，信息碼經碼率較高的PN碼調制以後，頻譜被擴展了。在收端，擴頻信號經同樣的PN碼解調以後，信息碼被恢復；
信息碼經調制、擴頻傳輸、解調然後恢復的過程，類似與PN碼進行了二次"模二相加"的過程。
在以下的圖4中我們還可以用能量面積圖示概念看出：
待傳信息的頻譜被擴展了以後，能量被均勻地分布在較寬的頻帶上，功率譜密度下降；
擴頻信號解擴以後，寬頻信號恢復成窄帶信息，功率譜密度上升；
相對與信息信號，脈沖干擾只經過了一次被模二相加的調制過程，頻譜被擴展，功率譜密度下降，從而使有用信息在雜訊干擾中被提取出來。
第六章 擴頻通信的主要特點
圖4：擴頻通信中，頻譜寬度與功率譜密度示意
擴頻通信具有許多窄帶通信難以替代的優良性能， 使得它能迅速推廣到各種公用和專用通信網路之中。簡單來說主要有以下幾項優點:
6.1 抗干擾性強，誤碼率低
如上所述，擴頻通信系統由於在發送端擴展信號頻譜，在接收端解擴還原信息，產生了擴頻增益，從而大大地提高了抗干擾容限。根據擴頻增益不同，甚至在負的信噪比條件下，也可以將信號從雜訊的淹沒中提取出來，在目前商用的通信系統中，擴頻通信是唯一能夠工作於負信噪比條件下的通信方式。
各種形式人為的干擾(如電子對抗中)或其他窄帶或寬頻(擴頻)系統的干擾，只要波形、時間和碼元稍有差異，解擴後仍然保持其寬頻性，而有用信號將被壓縮。從圖4可以看出，對於脈沖干擾， 由於在信號的接收過程中，它是一個被一次"模二相加"過程，可以看成是一個被擴頻過程，其帶寬將被擴展，而有用信號卻是一個被二次"模二相加"過程，是一個解擴過程，其信號被恢復(壓縮)後，保證高於干擾。由於擴頻系統這一優良性能，其誤碼率很低，正常條件下可達10-10，最差條件下也可達10-6，遠高於普通的微波通信（如通常所說的一點多址）的效果，完全能滿足目前國內SCADA系統對通信傳輸質量的要求。應該說，抗干擾性能強是擴頻通信的最突出的優點；
6.2 易於同頻使用，提高了無線頻譜利用率
無線頻譜十分寶貴，雖然從長波到微波都已得到開發利用，仍然滿足不了社會的需求。為此，世界各地都設計了頻譜管理機構， 用戶只能使用申請獲得的頻率，依靠頻道劃分來防止信道之間發生干擾。
由於擴頻通信採用了相關接收這一高技術，信號發送功率極低（<1W，一般為1~100mW），且可工作在信道雜訊和熱雜訊背景中，易於在同一地區重復使用同一頻率，也可以與現今各種窄帶通信共享同一頻率資源；
6.3 抗多徑干擾
在無線通信中，抗多徑干擾問題一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間的相關特性；在接收端可以用相關技術從多徑信號中提取分離出最強的有用信號，也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。

6.4 擴頻通信是數字通信，特別適合數字話音和數據同時傳輸，擴頻通信自身具有加密功能，保密性強，便於開展各種通信業務。擴頻通信容易採用碼分多址、語音壓縮等多項新技術，更加適用於計算機網路以及數字化的話音、圖像信息傳輸；
6.5 擴頻通信絕大部分是數字電路，設備高度集成，安裝簡便，易於維護，也十分小巧可靠，便於安裝，便於擴展，平均無故障率時間也很長；
6.6 另外，擴頻設備一般採用積木式結構，組網方式靈活，方便統一規劃，分期實施，利於擴容，有效地保護前期投資。

❻ pn序列具有哪些特徵使它具有雜訊的性質

雖然PN序列是確定的，但是具有很多類似隨機二進制序列的性質，例如0和1的數目大致相同，將序列平移後和原序列的相關性很小，任意兩個序列的互相關函數很小等。

❼ pn碼的同步過程

CDMA系統中的PN碼同步過程分為PN碼捕獲（精同步）和PN碼跟蹤（細同步）兩部分。 PN碼序列捕獲指接收機在開始接收擴頻信號時，選擇和調整接收機的本地擴頻PN序列相位，使它與發送的擴頻PN序列相位基本一致，即接收機捕捉發送的擴頻PN序列相位，也稱為擴頻PN序列的初始同步。在CDMA系統接收端，一般解擴過程都在載波同步前進行，實現捕獲大多採用非相干檢測。接收到擴頻信號後，經射頻寬頻濾波放大及載波解調後，分別送往2N擴頻PN序列相關處理解擴器（N是擴頻PN序列長）。2N個輸出中哪個輸出最大，該輸出對應的相關處理解擴器所用的擴頻PN序列相位狀態，就是發送的擴頻信號的擴頻PN序列相位，從而完成擴頻PN序列捕獲。
捕獲的方法有多種，如滑動相干法、序貫估值法及匹配濾波器法等，滑動相關法是最常用的方法。
1 滑動相關法
接收系統在搜索同步時，它的碼序列發生器以與發射機碼序列發生器不同的速率工作，致使這兩個碼序列在相位上互相滑動，只有在達到一致點時，才停下來，因此稱之為滑動相關法。
接收信號與本地PN碼相乘後積分，求出它們的互相關值，然後與門限檢測器的某一門限值比較，判斷是否已捕獲到有用信號。它利用了PN碼序列的相關徨性，當兩個相同的碼序列相位一致時，其相關值輸出最大。一旦確認捕獲完成，捕獲指示信號的同步脈沖控制搜索控制鍾，調整PN碼發生器產生的PN碼重復頻率和相位，使之與收到的信號保持同步。
由於滑動相關器對兩個PN碼序列按順序比較相關，所以該方法又稱順序搜索法。滑動相關器簡單，應用簋廣，缺點是當兩個PN碼的時間差或相位差過大時，相對滑動速度簋慢，導致搜索時間過長，特別是對長PN碼的捕獲時間過長，必須採取措施限定捕獲范圍，加快捕獲時間，改善其性能。 使滑動相關器實用的有效方法之一是採用特殊碼序列，特殊碼序列要足夠短，以便在合理時間內對所有碼位進行搜索。至於短到什麼程度，由滿足相關性要求限定。這種加前置碼的方法稱同步引導法。引導碼同步要求低、簡單易實現，是適合各種應用的同步方法。
可捕碼由若干較短碼序列組合而成，其碼序列應與各組成碼序列保持一定的相關關系。這類碼中最著名的是JPL碼。
2 序貫估值法
序貫估值法是另一種減少長碼捕獲時間的快速捕獲方法，它把收到的PN碼序列直接輸入本地碼發生器的移位寄存器，強制改變各級寄存器的起始狀態，使其產生的PN碼與外來碼相位一致，系統即可立即進行同步跟蹤狀態，縮短了本地PN碼與外來PN碼相位一致所需的時間。
該方法先檢測收到碼信號中的PN碼，通過開關，送入n級PN碼發生器的移位寄存器。待整個碼序列全部進入填滿後，在相關器中，將產生的PN碼與收到的碼信號進行相關運算，在比較器中將所得結果與門限進行比較。若未超過門限，則繼續上述過程。若超過門限，則停止搜索，系統轉入跟蹤狀態。理想情況下，捕獲時Ts=nTc，（Tc為PN碼片時間寬度）。該方法捕獲時間雖短，但存在一些問題，它先要對外來的PN碼進行檢測，才能送入移位寄存器，要做到這一點有時很困難。另外，此法抗干擾能力很差，因為逐一時片進行估值和判決，並未利用PN碼的抗干擾特性。但在無干擾條件下，它仍有良好的快速初始同步性能。
3 匹配濾波器法
用於PN同步捕獲的匹配濾波器一般採用延時線匹配濾波器，其目的是識別碼序列，它能在特殊結構中識別特殊序列，而且只識別該序列。假設一個輸入信號是7bit碼序列1110010雙相調制的信號，每當碼有1-0過渡時，反相信號進入延時線，直到第1bit在T7，第2bit在T6。當全部時延元件都填滿，而且信號調制碼與濾波器時延元件相位一致時，T2的信號相位與T5、T6、T7的相位相同，時延元件T1、T3、T4也具有相同的信號相位。把{T2、T5、T6、T7}與{T1、T3、T4}兩組分別相加，把{T1、T3、T4}之和倒相輸出，再將這兩個結果相加，包含在全部7個元件中的信號能量同相相加，整個輸出是未處理的7倍。根據該能量關系可以識別碼序列。要增強產生的信號，可以靠附加更多的時延元件實現，在這種結構中得到的處理增益為Gp=10lgn（n是參加求和的時延元件數）。
在要求快速鎖定及使用長碼的CDMA擴頻通信中，宜採用SAW-TDL-MF作同步器。對於待定信號，匹配濾波器具有時間自動能力，無需PN碼時鍾同步與RF載波相位鎖定，既避免了數據信息比特以外的同步，又完成了擴頻信號的相關處理。引導碼進入程式控制編碼SAW-TDL-MF後，其輸出是雜訊基底上的底尖相關峰。在擴頻通信中，雜訊功率控制接收機的AGC，因而信號功率（即相關峰值）在起伏的雜訊環境中變化很大。門限計算器的功能根據包絡檢測輸出，確定動態門限電平，提供給同步檢測器，保證在低SNR時有可允許的同步誤差。動態門限電平取在主峰高度與最大旁峰之間時，雜訊引起的底同步誤差最小。當SAW-TDL檢波輸出包絡超過動態門限時，同步檢測器為接收機寬頻頻率合成器提供一個邏輯電平同步信號。
當同步系統完成捕獲過程後，同步系統轉入跟蹤狀態。所謂跟蹤，是使本地碼的相位一直隨接收到的偽隨機碼相位改變，與接收到的偽隨機碼保持較精確的同步。跟蹤環路不斷校正本地序列的時鍾相位，使本地序列的相位變化與接收信號相位變化保持一致，實現對接收信號的相位鎖定，使同步誤差盡可能小，正常接收擴頻信號。跟蹤是閉環運行的，當兩端相位出現差別後，環路能根據誤差大小自動調整，減小誤差，因此同步系統多採用鎖相技術。
跟蹤環路可分為相干與非相干兩種。前者在確知發端信號載波頻率和相位的情況下工作，後者在不確知的情況下工作。實際上大多數應用屬於後者。常用的跟蹤環路有延遲鎖定環及τ抖動環兩種，延遲鎖定環採用兩個獨立的相關器，τ抖動環採用分時的單個相關器。
1 延遲鎖相環
當本地PN碼產生器第（n－2）和第n級移位寄存器輸出PN碼相位超前於接收到的偽隨機碼相位時（即兩碼的相對時差0<τ
2 τ抖動跟蹤環
抖動環是跟蹤環的另一種形式，與延時鎖定環相同，接收信號與本地產生PN序列的超前滯後形式相關，誤差信號由單個相關器以交替的形式相關後得到。PN碼序列產生器由一個信號驅動，時鍾信號的相位二元信號的變化來回「擺動」，去除了必須保證兩個通道傳遞函數相同的要求，因此抖動環路實現簡單。與延時鎖定環相比，信噪比性能惡化大約3dB。 延遲鎖定環及τ抖動環不僅能起跟蹤作用，如果採用滑動相關概念，使本地VCO開始時就與接收信號有一定頻差，也能起到捕獲作用。此外，另加一相關器，還可以起到解碼作用。上述兩種跟蹤環路的主要跟蹤對象是單徑信號，但在移動信道中，由於受到多徑衰落及多普勒頻移等多種復雜因素影響，不能得到令人滿意的跟蹤性能，所以CDMA擴頻通信系統應採用適合多徑衰落信道的跟蹤環。基於能量窗重心的定時跟蹤環就是其中之一。

CDMA數字蜂窩移動系統採用擴頻技術，其擴頻帶寬使系統具有較強的多徑分辨能力。接收機不斷搜索可分辨多徑信號分量，選出其中能量最強的J個多徑分量作為能量窗，利用基於能量窗重心的定時跟蹤演算法，觀察相鄰兩次工作窗內多徑能量分布變化，計算跟蹤誤差函數，根據能量重心變化，調整本地PN碼時鍾，控制PN碼滑動，達到跟蹤目的。採用該跟蹤環的目的是使用於RAKE接收的工作窗內多徑能量之和最大，接收機性能更好。模擬結果表明，與DLL跟蹤單徑相比，採用基於能量窗重心的定時跟蹤法跟蹤有效多徑成分具有更好的性能。

❽ matlab中如何產生pn序列

for k=1:length(x) gfpretty(x(k,:));end

m偽隨機序列Matlab源代碼
%5階m序列
% 在MATLAB命令窗口輸入以下：
% fbconnection=[0 1 0 0 1];
% mseq="m"_sequence(fbconnection);
% mseq

function mseq="m"_sequence(fbconnection)
n=length(fbconnection);
N=2^n-1;
register=[ones(1,n-1) 1]; %移位寄存器的初始狀態
mseq(1)=register(n); %m序列的第一個輸出碼元
for i="2:N"
newregister(1)=mod(sum(fbconnection.*register),2);
for j="2:n",
newregister(j)=register(j-1);
end;
register="newregister";
mseq(i)=register(n);
end

保存為m_sequence.m;

❾ pn碼的簡介

偽隨機（或偽雜訊，Pseudorandom Noise，PN）碼序列是一種常用的地址碼。偽隨機碼序列具有類似於隨機序列的基本特性，是一種貌似隨機但實際上是有規律的周期性二進制序列。如果發送數據序列經過完全隨機性的加擾，接收機就無法恢復原始序列。在實際系統中使用的是一個足夠隨機的序列，一方面這個隨機序列對非目標接收機是不可識別的，另一方面目標接收機能夠識別並且很容易同步地產生這個隨機序列。
常見PN offset就是指PN碼偏置指數，在IS-95A CDMA 系統中，PN短碼的周期是32768 (就是你看到的2的15次方=32768) chip，將短碼每隔64 chip進行劃分,於是得到了512 (= 32768 / 64)個不同相位的短碼，將這些短碼按0至511順序編號，將該編號稱為PN 碼偏置指數。而這512個PN Offset值並不一定能全部被使用，需要根據網路的規模等實際情況確定了步長（Pilot INC）後才能最終確定可以使用的PN Offset值

❿ 什麼叫pn序列

PN序列（Pseudo-noise Sequence）偽雜訊序列。
這類序列具有類似隨機雜訊的一些統計特性，但和真正的隨機信號不同，它可以重復產生和處理，故稱作偽隨機雜訊序列。PN序列有多種，其中最基本常用的一種是最長線形反饋移位寄存器序列，也稱作m序列，通常由反饋移位寄存器產生。
PN序列一般用於擴展信號頻譜。
如果我的回答對你有幫助，記得採納！謝謝！