ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение……………………………………………………………………… 4
Обзор литературных источников……………………………………………. 6
1) М – последовательность. Основные свойства…..……..…………..…….. 8
2) Синтез формирователя псевдослучайных сигналов..……..…………….. 10
3) Моделирование формирователя псевдослучайных сигналов в среде MATHLAB Simulink…………………………………………………………………..…… 15
Заключение………………..…………………………………………….…….. 19
Список использованной литературы……………………………………..… 20
Приложение А Схема электрическая структурная……………………….….21
Приложение Б Схема электрическая принципиальная………………….…..23
Приложение В Перечень элементов…………………………………………..25
Приложение Г График энергетического спектра………………………….…27
Приложение Д График АКФ…………………………………………………..29
Приложение Е Ведомость документов………………………………………..31
ВВЕДЕНИЕ
В связи с бурным развитием микроэлектронной и вычислительной техники цифровые системы передачи информации находят широкое применение в решении самых различных задач связи, телеметрии и телеуправления. Особо важное значение такие системы приобрели в таких областях, как передача данных, космическая связь и управление.
Специфика различных областей применения систем передачи цифровой информации существенно влияет на подходы к реализации таких систем. Система передачи данных по телефонным каналам совершенно не похожа не систему космической связи или на цифровую систему тропосферной связи ни по техническому исполнению, ни по параметрам. Однако в принципах построения и назначения отдельных устройств самых разных систем много общего. Это дает возможность рассматривать цифровые системы передачи информации с общих позиций, отвлекаясь от специфики их применения и конкретных условий. Такой подход позволяет выяснить ряд важных положений, характерных для любой системы передачи цифровой информации. Любая современная система передачи дискретной информации состоит из передатчика информации, осуществляющего первичное кодирование и модуляцию, приемника информации, выполняющего соответственно обратные операции (демодуляцию и декодирование), и канала связи, по которому передаются сигналы от источника к приемнику информации.
|
|
|
Псевдослучайные бинарные последовательности применяются для различных целей. Наиболее распространенными являются: защита передаваемых данных от несанкционированного доступа; разравнивание спектра сигнала и повышение надежности синхронизации приемника с источником передаваемых по линии данных; формирование широкополосных сигналов.
|
|
|
В общем случае к ПСП, используемым для расширения спектра сигналов, предъявляются следующие требования:
– большой объем ансамбля последовательностей, формируемых с помощью единого алгоритма;
– «хорошие» авто- и взаимно-корреляционные свойства последовательностей, входящих в состав ансамбля;
– сбалансированность структуры, то есть число единиц и нулей в ней должно отличаться не более чем на один символ;
– максимальный период для заданной длины регистра сдвига, формирующего последовательность;
– непредсказуемость структуры последовательности по ее неискаженному сегменту ограниченной длины.
В соответствии с алгоритмами формирования различные ПСП можно классифицировать на линейные, нелинейные, комбинированные и каскадные.
Псевдослучайной бинарной последовательностью длительностью 
называют последовательность, сформированную по определенным правилам из дискретных элементов 0 и 1 так, чтобы ее корреляционные свойства были близки к соответствующим свойствам шумовой реализации такой же длительности. Такие последовательности в литературе часто называют М-последовательностями, а величину N- длиной (периодом) последовательности.
|
|
|
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ
В качестве теоретических основ данной работы использовались учебно-методические пособия под авторством Капрушкина Э. М., Варкина Л. Е. и Фёдорова И. Б. В этих литературных источниках подробно рассматриваются виды генераторов псевдослучайных последовательностей и в частности генератор М – последовательности, расписаны основные свойства и методы расчёта таких генераторов.
[1] В учебно-методическом пособии Л. Е. Варкина «Системы связи с шумоподобными сигналами» наиболее полно описаны свойства М – последовательности:
«…Генератор случайных чисел — алгоритм, порождающий последовательность чисел, элементы которой почти независимы друг от друга и подчиняются заданному распределению (обычно равномерному). Современная вычислительная техника широко использует случайные числа в самых разных приложениях — от метода Монте-Карло и имитационного моделирования до криптографии и РСПИ. При этом от качества используемых генераторов случайных чисел напрямую зависит качество получаемых результатов…
…Такие последовательности обладают следующими основными свойствами:
1. М – последовательность является периодической с периодом, состоящим из N импульсов (символов).
|
|
|
2. Боковые пики периодической автокорреляционной функции сигналов, образованных М – последовательностью, равны 
.
3. М – последовательность в общем случае состоит из нескольких видов импульсов (например, импульсы могут отличаться начальными фазами, несущими частотами и т.д.). Импульсы различного вида встречаются в периоде примерно одинаковое число раз. Для двоичных кодов количество единиц на одном периоде всегда на единицу больше, чем количество нулей (свойство взвешенности). Вследствие этого М – последовательности часто называют псевдослучайными…»
[2] В учебно-методическом пособии Э. М. Карпушкина «Радиосистемы передачи информации» приведены основные теоретические сведения и методы расчёта генератора М – последовательности:
«…Для РС ПИ наибольший интерес представляет класс сложных сигналов – псевдослучайные (шумоподобные) сигналы с дискретными видами модуляции. С точки зрения простоты реализации устройств формирования и обработки предпочтение отдаётся случайным сигналам с дискретной фазовой манипуляцией…
…граничные значения нормированной АКФ одиночной М – последовательности в общем виде записывается в следующем виде:
Нормированная АКФ периодической М – последовательности в пределах одного периода описывается выражением:
…»
[3] В учебнике И. Б. Фёдорова «Информационные технологии в радиотехнических системах» описаны методы моделирования случайных величин и многое другое:
«…Для формирования на ЭВМ случайных величин с различными законами распределения используют равномерно распределённые на интервале (0,1) случайные числа, которые получаются на ЭВМ по стандартным программам, входящим в математическое обеспечение… »
1 M – ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА
Генератор случайных чисел — алгоритм, порождающий последовательность чисел, элементы которой почти независимы друг от друга и подчиняются заданному распределению (обычно равномерному). Современная вычислительная техника широко использует случайные числа в самых разных приложениях — от метода Монте-Карло и имитационного моделирования до криптографии и РСПИ. При этом от качества используемых генераторов случайных чисел напрямую зависит качество получаемых результатов.
М – последовательность – это линейная рекуррентная последовательность максимального периода, которая формируется на основе неприводимых и примитивных полиномов k – ой степени.
Такие последовательности обладают следующими основными свойствами:
4. М – последовательность является периодической с периодом, состоящим из N импульсов (символов).
5. Боковые пики периодической автокорреляционной функции сигналов, образованных М – последовательностью, равны .
6. М – последовательность в общем случае состоит из нескольких видов импульсов (например, импульсы могут отличаться начальными фазами, несущими частотами и т.д.). Импульсы различного вида встречаются в периоде примерно одинаковое число раз. Для двоичных кодов количество единиц на одном периоде всегда на единицу больше, чем количество нулей (свойство взвешенности). Вследствие этого М – последовательности часто называют псевдослучайными.
7. Формируются М – последовательности с помощью линейных переключательных схем на основе сдвигающих регистров. При этом, если применяется регистр с k разрядами и в M – последовательности используется p различных видов импульсов, то значение максимального периода последовательности находится по формуле (1.0)
(1.0)
Число разрядов регистра 
. Следовательно, значительное увеличение числа импульсов N в периоде М –последовательности вызывает незначительное увеличение числа разрядов регистра, так как зависимость k от N является логарифмической. Необходимо отметить, что при заданных k и p период последовательностей определяется схемой включения отводов сдвигающего регистра (выходов триггеров) в цепь обратной связи. Он может быть получен и меньше максимального возможного. Выбор соединений отводов сдвигающего регистра в цепи обратной связи для получения максимального периода последовательности при заданном числе разрядов регистра и основания системы счисления к настоящему моменту полностью определён и решается с помощью таблиц неприводимых многочленов.
8. На одном периоде M – последовательности формируются все варианты k разрядных p кодов, за исключением варианта, состоящего из нулей.
9. Если исходную M – последовательность сложить по модулю два с её циклическим сдвигом на k символов, то получим ту же самую M – последовательность, но с некоторым другим циклическим сдвигом.
10. Автокорреляционная функция последовательности близка к кнопочной функции, т.е. максимальный уровень бокового остатка существенно ниже уровня основного пика автокорреляционной функции.
11. Количество M – последовательностей одной значности определяется выражением
(1.1)
где 
– функция Эйлера, равная количеству целых положительных чисел, включая единицу, меньше X и взаимно простых с X. Причём если X – простое число, то 
.
Благодаря перечисленным свойствам M – последовательности широко применяются в радиотехнических системах.
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 33; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!