GHz伪随机码脉冲序列发生电路设计与实现(3)
1．2 本文的研究内容
本课题作为TCSPC激光测距系统一部分，主要工作是伪随机码生成以及伪随机脉冲序列输出。将序列生成与脉冲序列输出分开，便于调试，有利于程序开发。结合实验室现有条件，尽量简化程序接口设计，本设计决定使用NI公司的LabVIEW软件作为开发工具，生成伪随机码序列，并使用NI公司FlexRIO FPGA输出脉冲序列。
本文共分为五章，具体内容安排如下：
第一章为绪论，主要介绍了该课题的研究背景和意义，简单描述了课题的研究内容，并介绍了本文的内容结构。
第二章为伪随机码序列，了伪随机码序列的相关知识，
第三章为设计工具介绍。首先，介绍了开发平台LabVIEW，重点介绍了其中的LabVIEW FPGA。随后，介绍了PCB设计工具OrCAD + PADS。
第四章为伪随机码序列生成与脉冲序列输出。该章首先说明了本设计的实现方案，随后叙述了使用LabVIEW FPGA平台实现序列生成与脉冲序列输出的方法，最后给出了输出结果。
第五章为设计方案改进。该章首先分析了原有方案的不足，并据其提出了改进方案。然后，根据改进方案，改进了设计。最后，介绍了结果及其存在的问题，给出了解决方法。
2 伪随机码序列
2.1 伪随机序列的概念
伪随机序列具有良好的随机性，它的相关函数接近白噪声的相关函数(函数) , 即有窄的高峰或宽的功率谱密度, 使它易于从其他信号或干扰中分离出来。伪随机序列的伪随机性表现在: 预先的可确定性、可重复性, 使它易于实现相关接收和匹配接收, 故有良好的抗干扰性能[7-10]。
2.2 伪随机序列发展历史与研究现状
2.3 伪随机序列的应用
伪随机序列的这些特性使得它在伪码测距、导航、遥控遥测、扩频通信、多址通信、分离多径、数据加扰、信号同步、误码测试、线性系统、各种噪声源等方面得到了广泛的应用，特别是作为扩频码在CDMA系统中的应用已成为其中的关键问题。下面介绍其几主要应用[7]。
（1）在通信加密中的应用
m序列自相关性较好，容易产生和复制，而且具有伪随机性，利用m序列加密数字信号使加密后的信号在携带原始信息的同时具有伪噪声的特点，以达到在信号传输的过程中隐藏信息的目的；在信号接收端，再次利用m序列加以解密，恢复出原始信号[6]。
（2） 在雷达信号设计中的应用
近年兴起的扩展频谱雷达所采用的信号是已调制的具有类似噪声性质的伪随机序列，它具有很高的距离分辨力和速度分辨力。这种雷达的接收机采用相关解调的方式工作，能够在低信噪比的条件下工作，同时具有很强的抗干扰能力。该型雷达实质上是一种连续波雷达，具有低截获概率性，是一种体制新、性能高、适应现代高技术战争需要的雷达。采用伪随机序列作为发射信号的雷达系统具有许多突出的优点。首先，它是一种连续波雷达，可以较好地利用发射机的功率。其次，它在一定的信噪比时，能够达到很好的测量精度，保证测量的单值性，比单脉冲雷达具有更高的距离分辨力和速度分辨力。最后，它具有较强的抗干扰能力，敌方要干扰这种宽带雷达信号，将比干扰普通的雷达信号困难得多。
（3） 在通信系统中的应用
伪随机序列是一种貌似随机，实际上是有规律的周期性二进制序列，具有类似噪声序列的性质，在CDMA中，地址码都是从伪随机序列中选取的，在CDMA中使用一种最易实现的伪随机序列：m序列，利用m序列不同相位来区分不同用户；为了数据安全，在CDMA的寻呼信道和正向业务信道中使用了数据掩码（即数据扰乱）技术，其方法是用长度为2的42次方减1的m序列用于对业务信道进行扰码（注意不是扩频），它在分组交织器输出的调制字符上进行，通过交织器输出字符与长码PN码片的二进制模工相加而完成。
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