PN 序列生成器

伪噪序列发生器

类型: PNSequenceGenerator

图书馆中的路径:

/Communication Systems/Sources/Sequence Generators/PN Sequence Generator

说明

*PN 序列发生器*模块使用线性反馈移位寄存器（LFSR）生成伪随机二进制数序列。伪随机序列常用于伪随机扰码和通过直接序列法扩展频谱的系统中。更多信息，请参阅。单选.

端口

输出

# 外出 — 伪随机噪声序列
二进制向量

Details

以二进制向量形式返回的 PN 序列。输出数据类型由 Output data type 参数定义。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

输入

# Rst — 重置序列
0 | 1

Details

复位信号序列，值可以是 0 或 1。更多信息，请参阅 [Reset Behaviour（复位行为）]。复位行为。

依赖关系

要使用此设置，请选中 Reset on nonzero input 复选框。

数据类型	布尔型
复数支持	无

# 面罩 — 输出掩码
二进制向量

Details

从初始时间开始延迟 PN 序列的输出掩码，以二进制向量的形式给出，元素为。 - 生成多项式的阶数。

依赖关系

要使用此参数，请将*输出掩码源*参数设置为 "输入端口"。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

主体

# 发生器多项式 — 生成多项式
String

Details

定义移位寄存器反馈的产生多项式。定义为

常数项为 "1 "的多项式字符向量或字符串标量。
长度为的二进制字符串向量，按降序表示多项式的系数。该向量的长度必须等于，其中是多项式的度数。第一个和最后一个值必须等于 "1"，表示阶数为的前导项和等于 "1 "的常数项。
整数向量字符串，指定多项式中按强度降序排列的非零项的指数。最后一个元素必须等于 0，表示常数项等于 1。

默认值	`z^6 + z + 1`
程序使用名称	`GeneratorPolynomial`
可调谐	无
可计算	是

# 初始状态 — 移位寄存器的初始状态

Details

PN 序列发生器移位寄存器启动模拟时的初始状态，以二进制矢量字符串形式指定。矢量的长度必须等于*生成器多项式*参数指定的生成多项式的阶数。更多信息，请参阅简单移位寄存器发生器和多项式阶数和移位寄存器方向。

要使程序块生成非零序列，*初始状态*参数的向量必须至少包含一个非零元素。

默认值	`[0 0 0 0 0 1]`
程序使用名称	`InitialStates`
可调谐	无
可计算	是

# 输出掩膜源 — 输出掩码源
对话参数 | 输入端口

Details

输出掩码源，表示如何将输出掩码信息传递给数据块。定义为

Dialog parameter - 使用 Output mask vector (or scalar shift value) 参数。
Input port - 添加并使用 Mask 输入端口。

值	`Dialog parameter` \| `Input port`
默认值	`Dialog parameter`
程序使用名称	`OutputMaskSource`
可调谐	无
可计算	无

# 输出掩码向量（或标量移位值） — 输出掩码向量或标量移位值

Details

输出掩码向量或标量位移值，指定为长度为的整数标量或二进制字符串向量，其中是生成多项式的阶数。该参数决定 PN 序列从初始时间开始的延迟。更多信息，请参阅PN-序列起始点偏移。

依赖关系

要使用此参数，请将*输出掩码源*参数设置为 "对话框参数"。

默认值	`0`
程序使用名称	`OutputMaskVector`
可调谐	无
可计算	是

# 取样时间 — 采样期
Real number

Details

以正标量指定的信号采样周期。

设置为"-1 "时，输出信号继承下游信号的采样时间。关于*采样时间*和*每帧采样*之间的关系，请参阅采样周期。

例如：`1`指定采样周期为 1 秒

默认值	`1`
程序使用名称	`SampleTimeValue`
可调谐	无
可计算	是

# 每帧采样 — 每帧样本数
Real number

Details

输出信号中一个通道每帧的采样数目，以正整数表示。关于*采样时间*和*每帧采样数*之间的关系，请参阅采样周期。

默认值	`1`
程序使用名称	`SamplesPerFrame`
可调谐	无
可计算	是

# 非零输入时复位 — 非零输入时复位
Logical

Details

选择该复选框可添加 Rst 输入端口。详情请参阅复位行为。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`Reset`
可调谐	无
可计算	无

# 输出数据类型 — 输出数据类型
Float64 | Bool

Details

指定为 Float64 或 Bool 的输出数据类型。

值	`Float64` \| `Bool`
默认值	`Float64`
程序使用名称	`OutputDataType`
可调谐	无
可计算	无

此外

*简单移位寄存器生成器

线性反馈移位寄存器（LFSR）作为简单移位寄存器发生器（SSRG）实现，用于生成 PN 序列。这种类型的移位寄存器也称为斐波那契实现。

pn sequence generator 1 cn

多项式定义了移位寄存器的反馈。它是一个原始的二进制多项式。对于商，其中从 0 到，如果有一个从到加法器的链接，则商为 1。生成多项式的前导项和常数项必须等于 1，因为多项式必须是原始的。在每个时间步长内，发生器中的所有寄存器都会根据移位寄存器中输入箭头的值更新其值。加法器执行模 2 加法。LFSR 的输出反映了掩码向量中所有连接的总和。

由*生成器多项式*参数设置。
初始值由*初始状态*参数设定。
输出掩码向量（或标量移位值）]* 参数或*掩码*端口设置。

本表显示了与生成多项式相对应的两组参数值。

数量例 1 例 2

数量	例 1	例 2
	`g1 = [1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1]`	`g2 = [8 2 0]`
生成多项式的度数，	`8`, 即 `length(g1)-1`	`8`
初始状态	`[1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0]`	`[1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0]`

g1 = [1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1]

g2 = [8 2 0]

生成多项式的度数，

8, 即 length(g1)-1

8

初始状态

[1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0]

[1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0]

多项式阶数和移位寄存器方向

实现时，移位寄存器从左到右定向，生成多项式 ( )、初始状态和掩码输出按降序定义。具体来说， .

在尝试建模和比较文献中的结果时，您需要了解您的数据源是否使用相同的约定或该约定的镜像，并按升序定义。

*PN 序列起点的偏移。

要平移 PN 序列的起点，请指定*输出掩码向量（或标量平移值）*参数为：

一个代表移位长度的整数。

输出掩码向量（或标量移位值）*参数的默认值为 "0"，表示不移位。如简单移位寄存器发生器中的 LFSR 移位寄存器图所示，当唯一的连接是沿着标有的箭头时，没有移位。

本表显示了将 * 输出掩码向量（或标量移位值）* 参数设置为 "0 "时，在正整数上发生的移位。

T = 0

T = 1

T = 2

…

T =

Shift =

…

Shift =

…

长度等于生成多项式阶数的二进制向量。简单移位寄存器发生器中的 LFSR 移位寄存器图显示了一个*输出掩码向量（或标量移位值）*，定义为掩码向量，。二进制向量必须包含元素，其中是生成多项式的阶数。

二进制向量对应的多项式，阶数不高于。与上的移位相对应的掩码向量是 modulo 的向量，其中是生成多项式。

例如，如果生成多项式的阶数是 4，那么与 , 对应的掩码向量是 [0 1 0 0] ，表示多项式。

*重置行为

在重置序列发生器之前，必须检查 Reset on nonzero input 参数，以启用 Rst 输入端口。假设 PN 序列发生器 块在未复位时输出"[1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1]"。下表显示了指定参数值对 PN 序列发生器 块输出的影响。

复位信号复位信号参数 *PN 序列发生器*单元复位信号和输出信号

复位信号	复位信号参数	PN 序列发生器单元	复位信号和输出信号
无复位	采样时间参数值`1 每帧采样时间参数值`1 在Rst*端口上的值`[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]`	采样时间参数的值`1 每帧采样*参数的值`1 输出端口上的值`[1 0 0 0 1 1 0 1 1 1]`。
标量复位信号	参数 Sample time 的值 `1`. 参数每帧采样的值`1 在Rst端口上的值`[0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0]`	采样时间参数的值`1 每帧采样*参数的值`1.2+

无复位

*采样时间*参数值`1
每帧采样时间*参数值`1
在*Rst*端口上的值`[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]`

*采样时间*参数的值`1
每帧采样*参数的值`1
输出端口上的值`[1 0 0 0 1 1 0 1 1 1]`。

pn sequence generator 2

标量复位信号

参数 Sample time 的值 1.
参数*每帧采样*的值`1
在*Rst*端口上的值`[0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0]`

*采样时间*参数的值`1
每帧采样*参数的值`1.2+

pn sequence generator 3

在无复位的情况下，程序块输出无复位的序列。对于标量和矢量复位信号，程序块向 Rst 端口提供复位信号 [0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0]。由于复位信号的第四位为 "1"，且*采样时间*为 "1"，因此程序块复位第四位输出的序列。

*最大长度的序列

要为阶数为的生成多项式生成最大长度序列，请将 生成多项式 参数设置为下表中的值。序列的最大长度为。

	生成多项式		生成多项式		生成多项式		生成多项式
2	`[2 1 0 0]`	15	`[15 14 0]`	28	`[28 25 0]`	41	`[41 3 0]`
3	`[3 2 0]`	16	`[16 15 13 4 0]`	29	`[29 27 0]`	42	`[42 23 22 1 0]`
4	`[4 3 0]`	17	`[17 14 0]`	30	`[30 29 29 28 7 0]`	43	`[43 6 4 3 0]`
5	`[5 3 0]`	18	`[18 11 0]`	31	`[31 28 0]`	44	`[44 6 5 2 0]`
6	`[6 5 0]`	19	`[19 18 17 14 0]`	32	`[32 31 31 30 10 0]`	45	`[45 4 3 1 0]`
7	`[7 6 6 0]`	20	`[20 17 0]`	33	`[33 20 0]`	46	`[46 21 10 10 1 0]`
8	`[8 6 5 5 4 0]`	21	`[21 19 0]`	34	`[34 15 14 1 0]`	47	`[47 14 0]`
9	`[9 5 0]`	22	`[22 21 0]`	35	`[35 2 0]`	48	`[48 28 27 1 0]`
10	`[10 7 0 0]`	23	`[23 18 0]`	36	`[36 11 0]`	49	`[49 9 0]`
11	`[11 9 0]`	24	`[24 23 22 17 0]`	37	`[37 12 10 2 0]`	50	`[50 4 3 2 0]`
12	`[12 11 8 8 6 0]`	25	`[25 22 0]`	38	`[38 6 5 5 1 0]`	51	`[51 6 3 1 0]`
13	`[13 12 10 9 9 0]`	26	`[26 25 24 24 20 0]`	39	`[39 8 0]`	52	`[52 3 0]`
14	`[14 13 8 8 4 0]`	27	`[27 26 25 22 0]`	40	`[40 5 4 3 0]`	53	`[53 6 2 1 0]`

有关这些多项式所代表的移位寄存器配置的详细信息，请参见 [1]。

*采样周期

输出更新的间隔时间等于 每帧采样 与 采样时间 的乘积。例如，如果 Sample time 和 Samples per frame 都等于 "1"，则程序块每秒输出一个样本。如果将 每帧采样次数 增加到 10，程序块将每 10 秒输出一个 10 乘 1 的向量。这种同步确保了等效输出率与每帧采样数*参数无关。

文献

Proakis, John G."第 5 版，纽约：麦格劳-希尔，2007 年。
Lee, J. S., and L.E.Miller."CDMA 系统工程手册。" 波士顿和伦敦：Artech House，1998 年。Artech House, 1998.
Golomb, S.W.."移位寄存器序列。拉古纳山。爱琴海公园出版社，1967 年。