简述PN序列设计方法步骤

❶ PN码的作用是什么

PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。CDMA信道的区分是靠PN码来进行的，因而要求PN码自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。目前的CDMA系统就是采用一种基本的PN序列-m序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同用户。

❷ pn码的同步原理

发射机和接收机采用高精确度和高稳定度的时钟频率源，以保证频率和相位的稳定性。但在实际应用中，存在许多事先无法估计的不确定因素，如收发时钟不稳定、发射时刻不确定、信道传输时延及干扰等，尤其在移动通信中，这些不确定因素都有随机性，不能预先补偿，只能通过同步系统消除。因此，在CDMA扩频通信中，同步系统必不可少。
PN码序列同步是扩频系统特有的，也是扩频技术中的难点。CDMA系统要求接收机的本地伪随机码与接收到的PN码在结构、频率和相位上完全一致，否则就不能正常接收所发送的信息，接收到的只是一片噪声。若实现了收发同步但不能保持同步，也无法准确可靠地获取所发送的信息数据。因此，PN码序列的同步是CDMA扩频通信的关键技术。

❸ 如何用Verilog产生pn序列

我m序列代码赋值下来是，发现wire和x中间没有空格，这可能是导致你没有输出的原因，个人建议你的代码这样写： 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是什么意思

PN即Nominal Pressure，意思是公称压力，是用来表示压力的一种方法，主要是用来表示管道及管配件、阀门等壳体设备的压力，主要是应用于与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关、用于参考的字母和数字组合的标识。

(4)简述PN序列设计方法步骤扩展阅读：

PN的定义描述在 GB/T 1048-2005 和 被替代的 GB/T 1048-1990 管道元件公称压力有很大不同，这既是目前各标准和实际市场应用中公称压力的PN表示混乱的根源所在，也是在很长一段时间内需要逐步规范的问题。相比新旧两个标准的PN定义，主要修改内容如下:

1. 按 ISO/CD 7268:1996 和 BS EN 1333:1997 《管道元件PN的定义和选用》 重新定义了 PN (公称压力）；

2. 取消了原标准中的公称压力的标记方法，删去了PN数值后的单位 MPa，明确了PN(公称压力)只是“与管道系统元件的力学性能相关、用于参考的字母和数字组合的标识”的基本概念，并在注1中进一步说明了字母PN后跟的数字不代表测量值，不应用于计算目的；

3. 修改了公称压力系列的表示方式，例如原标准中的PN 4.0 MPa，现标记为：PN40。并对PN系列的数值进行了简化，删去了原标准中 ISO/CD 7268:1996 未列入的非常用的公称压力数值，例如：PN 0.05、PN 0.1、PN 0.4、PN 28.0、PN 335.0(MPa)等。

新旧PN标记数值相差10倍，如老标记 PN 4.0 MPa 与新标记 PN 40 等同，因此，有人认为新标记的数值相对老标记的单位MPa，可以理解为bar。实际在新定义中，明确说明了PN后的数值不能代表量值，没有单位量纲，如果在数值后加上压力单位bar，则是错误的PN标记方法，如：PN 40 bar 是不规范的标识，违背了 公称压力 PN系列 的定义。

❺ 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。

❻ pn序列具有哪些特征使它具有噪声的性质

虽然PN序列是确定的，但是具有很多类似随机二进制序列的性质，例如0和1的数目大致相同，将序列平移后和原序列的相关性很小，任意两个序列的互相关函数很小等。

❼ pn码的同步过程

CDMA系统中的PN码同步过程分为PN码捕获（精同步）和PN码跟踪（细同步）两部分。 PN码序列捕获指接收机在开始接收扩频信号时，选择和调整接收机的本地扩频PN序列相位，使它与发送的扩频PN序列相位基本一致，即接收机捕捉发送的扩频PN序列相位，也称为扩频PN序列的初始同步。在CDMA系统接收端，一般解扩过程都在载波同步前进行，实现捕获大多采用非相干检测。接收到扩频信号后，经射频宽带滤波放大及载波解调后，分别送往2N扩频PN序列相关处理解扩器（N是扩频PN序列长）。2N个输出中哪个输出最大，该输出对应的相关处理解扩器所用的扩频PN序列相位状态，就是发送的扩频信号的扩频PN序列相位，从而完成扩频PN序列捕获。
捕获的方法有多种，如滑动相干法、序贯估值法及匹配滤波器法等，滑动相关法是最常用的方法。
1 滑动相关法
接收系统在搜索同步时，它的码序列发生器以与发射机码序列发生器不同的速率工作，致使这两个码序列在相位上互相滑动，只有在达到一致点时，才停下来，因此称之为滑动相关法。
接收信号与本地PN码相乘后积分，求出它们的互相关值，然后与门限检测器的某一门限值比较，判断是否已捕获到有用信号。它利用了PN码序列的相关徨性，当两个相同的码序列相位一致时，其相关值输出最大。一旦确认捕获完成，捕获指示信号的同步脉冲控制搜索控制钟，调整PN码发生器产生的PN码重复频率和相位，使之与收到的信号保持同步。
由于滑动相关器对两个PN码序列按顺序比较相关，所以该方法又称顺序搜索法。滑动相关器简单，应用簋广，缺点是当两个PN码的时间差或相位差过大时，相对滑动速度簋慢，导致搜索时间过长，特别是对长PN码的捕获时间过长，必须采取措施限定捕获范围，加快捕获时间，改善其性能。 使滑动相关器实用的有效方法之一是采用特殊码序列，特殊码序列要足够短，以便在合理时间内对所有码位进行搜索。至于短到什么程度，由满足相关性要求限定。这种加前置码的方法称同步引导法。引导码同步要求低、简单易实现，是适合各种应用的同步方法。
可捕码由若干较短码序列组合而成，其码序列应与各组成码序列保持一定的相关关系。这类码中最着名的是JPL码。
2 序贯估值法
序贯估值法是另一种减少长码捕获时间的快速捕获方法，它把收到的PN码序列直接输入本地码发生器的移位寄存器，强制改变各级寄存器的起始状态，使其产生的PN码与外来码相位一致，系统即可立即进行同步跟踪状态，缩短了本地PN码与外来PN码相位一致所需的时间。
该方法先检测收到码信号中的PN码，通过开关，送入n级PN码发生器的移位寄存器。待整个码序列全部进入填满后，在相关器中，将产生的PN码与收到的码信号进行相关运算，在比较器中将所得结果与门限进行比较。若未超过门限，则继续上述过程。若超过门限，则停止搜索，系统转入跟踪状态。理想情况下，捕获时Ts=nTc，（Tc为PN码片时间宽度）。该方法捕获时间虽短，但存在一些问题，它先要对外来的PN码进行检测，才能送入移位寄存器，要做到这一点有时很困难。另外，此法抗干扰能力很差，因为逐一时片进行估值和判决，并未利用PN码的抗干扰特性。但在无干扰条件下，它仍有良好的快速初始同步性能。
3 匹配滤波器法
用于PN同步捕获的匹配滤波器一般采用延时线匹配滤波器，其目的是识别码序列，它能在特殊结构中识别特殊序列，而且只识别该序列。假设一个输入信号是7bit码序列1110010双相调制的信号，每当码有1-0过渡时，反相信号进入延时线，直到第1bit在T7，第2bit在T6。当全部时延元件都填满，而且信号调制码与滤波器时延元件相位一致时，T2的信号相位与T5、T6、T7的相位相同，时延元件T1、T3、T4也具有相同的信号相位。把{T2、T5、T6、T7}与{T1、T3、T4}两组分别相加，把{T1、T3、T4}之和倒相输出，再将这两个结果相加，包含在全部7个元件中的信号能量同相相加，整个输出是未处理的7倍。根据该能量关系可以识别码序列。要增强产生的信号，可以靠附加更多的时延元件实现，在这种结构中得到的处理增益为Gp=10lgn（n是参加求和的时延元件数）。
在要求快速锁定及使用长码的CDMA扩频通信中，宜采用SAW-TDL-MF作同步器。对于待定信号，匹配滤波器具有时间自动能力，无需PN码时钟同步与RF载波相位锁定，既避免了数据信息比特以外的同步，又完成了扩频信号的相关处理。引导码进入程控编码SAW-TDL-MF后，其输出是噪声基底上的底尖相关峰。在扩频通信中，噪声功率控制接收机的AGC，因而信号功率（即相关峰值）在起伏的噪声环境中变化很大。门限计算器的功能根据包络检测输出，确定动态门限电平，提供给同步检测器，保证在低SNR时有可允许的同步误差。动态门限电平取在主峰高度与最大旁峰之间时，噪声引起的底同步误差最小。当SAW-TDL检波输出包络超过动态门限时，同步检测器为接收机宽带频率合成器提供一个逻辑电平同步信号。
当同步系统完成捕获过程后，同步系统转入跟踪状态。所谓跟踪，是使本地码的相位一直随接收到的伪随机码相位改变，与接收到的伪随机码保持较精确的同步。跟踪环路不断校正本地序列的时钟相位，使本地序列的相位变化与接收信号相位变化保持一致，实现对接收信号的相位锁定，使同步误差尽可能小，正常接收扩频信号。跟踪是闭环运行的，当两端相位出现差别后，环路能根据误差大小自动调整，减小误差，因此同步系统多采用锁相技术。
跟踪环路可分为相干与非相干两种。前者在确知发端信号载波频率和相位的情况下工作，后者在不确知的情况下工作。实际上大多数应用属于后者。常用的跟踪环路有延迟锁定环及τ抖动环两种，延迟锁定环采用两个独立的相关器，τ抖动环采用分时的单个相关器。
1 延迟锁相环
当本地PN码产生器第（n－2）和第n级移位寄存器输出PN码相位超前于接收到的伪随机码相位时（即两码的相对时差0<τ
2 τ抖动跟踪环
抖动环是跟踪环的另一种形式，与延时锁定环相同，接收信号与本地产生PN序列的超前滞后形式相关，误差信号由单个相关器以交替的形式相关后得到。PN码序列产生器由一个信号驱动，时钟信号的相位二元信号的变化来回“摆动”，去除了必须保证两个通道传递函数相同的要求，因此抖动环路实现简单。与延时锁定环相比，信噪比性能恶化大约3dB。 延迟锁定环及τ抖动环不仅能起跟踪作用，如果采用滑动相关概念，使本地VCO开始时就与接收信号有一定频差，也能起到捕获作用。此外，另加一相关器，还可以起到解码作用。上述两种跟踪环路的主要跟踪对象是单径信号，但在移动信道中，由于受到多径衰落及多普勒频移等多种复杂因素影响，不能得到令人满意的跟踪性能，所以CDMA扩频通信系统应采用适合多径衰落信道的跟踪环。基于能量窗重心的定时跟踪环就是其中之一。

CDMA数字蜂窝移动系统采用扩频技术，其扩频带宽使系统具有较强的多径分辨能力。接收机不断搜索可分辨多径信号分量，选出其中能量最强的J个多径分量作为能量窗，利用基于能量窗重心的定时跟踪算法，观察相邻两次工作窗内多径能量分布变化，计算跟踪误差函数，根据能量重心变化，调整本地PN码时钟，控制PN码滑动，达到跟踪目的。采用该跟踪环的目的是使用于RAKE接收的工作窗内多径能量之和最大，接收机性能更好。仿真结果表明，与DLL跟踪单径相比，采用基于能量窗重心的定时跟踪法跟踪有效多径成分具有更好的性能。

❽ matlab中如何产生pn序列

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

m伪随机序列Matlab源代码
%5阶m序列
% 在MATLAB命令窗口输入以下：
% 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]; %移位寄存器的初始状态
mseq(1)=register(n); %m序列的第一个输出码元
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

保存为m_sequence.m;

❾ pn码的简介

伪随机（或伪噪声，Pseudorandom Noise，PN）码序列是一种常用的地址码。伪随机码序列具有类似于随机序列的基本特性，是一种貌似随机但实际上是有规律的周期性二进制序列。如果发送数据序列经过完全随机性的加扰，接收机就无法恢复原始序列。在实际系统中使用的是一个足够随机的序列，一方面这个随机序列对非目标接收机是不可识别的，另一方面目标接收机能够识别并且很容易同步地产生这个随机序列。
常见PN offset就是指PN码偏置指数，在IS-95A CDMA 系统中，PN短码的周期是32768 (就是你看到的2的15次方=32768) chip，将短码每隔64 chip进行划分,于是得到了512 (= 32768 / 64)个不同相位的短码，将这些短码按0至511顺序编号，将该编号称为PN 码偏置指数。而这512个PN Offset值并不一定能全部被使用，需要根据网络的规模等实际情况确定了步长（Pilot INC）后才能最终确定可以使用的PN Offset值

❿ 什么叫pn序列

PN序列（Pseudo-noise Sequence）伪噪声序列。
这类序列具有类似随机噪声的一些统计特性，但和真正的随机信号不同，它可以重复产生和处理，故称作伪随机噪声序列。PN序列有多种，其中最基本常用的一种是最长线形反馈移位寄存器序列，也称作m序列，通常由反馈移位寄存器产生。
PN序列一般用于扩展信号频谱。
如果我的回答对你有帮助，记得采纳！谢谢！