垂直水声通信中的伪随机序列精确定时算法

针对垂直水声通信中时变多普勒引起的定时偏差问题,研究一种基于伪随机序列的迭代定时估计及补偿算法。该方法利用伪随机序列作为同步信号,分三步估计时变多普勒:采用低复杂度的模糊函数法粗补偿接收信号内的平均多普勒;通过迭代插值法实现残留时变多普勒的精确估计及补偿;利用基于信道相关函数的相位信息,纠正均衡后信号的偏转相位。为实现高阶海试数据的有效解调,采用基于伪随机序列均方误差的多通道加权合并方式,获得空间分集增益。仿真及海试数据处理结果证明所提方法具有良好的时变多普勒估计及补偿性能,同时对30个通道内的1024QAM数据进行合并处理,在500 m的通信距离下,误码率为0.04,信道容量达到7.6 bits/symbol。与传统数据帧结构相比,无需使用线性调频信号,可以提高有效数据传输率。

基于伪随机序列的松散煤体声学测温方法及应用

长期以来,采空区、煤堆、煤仓等空间的煤自燃火灾时有发生,受限于工作区域的复杂环境和火源探测技术瓶颈等因素,较难实现煤自燃灾害高温点的快速量化识别。而声学测温技术具有测量精度高、测温范围宽、测量空间大等特点,可实现采空区等隐蔽火源位置精准探测且极具发展前景。目前该技术在松散煤体温度测量领域尚处于基础研究和实验室研究阶段,仍需开展大量研究。基于伪随机序列的优越性能,将其引入作为声源信号,并根据声学测温原理和伪随机序列声源信号产生原理,搭建了松散煤体声波测温试验系统。系统主体部分包括声学测试系统、程序升温系统、隔音系统和煤样箱体,结合试验测试和仿真模拟方法,验证了系统的准确性。利用理论分析、Matlab仿真和试验测试相结合的方法,开展伪随机序列声源信号的失真特性研究,确定了该信号的最佳处理方法,成功将其应用于松散煤体测温中。结果表明:伪随机序列可以作为采空区、煤堆、煤仓等空间的松散煤体声学测温的声源信号,但需运用二次相关PHAT–β算法对伪随机序列声源信号发生频率区间(1000~3000 Hz)进行处理,使频带变窄,能量集中;运用伪随机序列声源信号测量声波在松散煤体中飞渡时间,发现不同距离下声波飞渡时间测量结果误差小于5%,并通过了对比验证;伪随机序列作为松散煤体的测温声源信号时,所反演温度与不同粒径的煤样温度之间的平均绝对误差为2.051℃,平均误差率5.293%,能够较为精准、可靠地反演煤温。

DVB-T中伪随机序列扰码器的FPGA实现

伪随机序列在伪码测距、导航、数字数据扰乱器、噪声产生器、通信加密中有着广泛的应用。在这些实际应用中,常常利用现场可编程门阵列(FPGA)来产生伪随机序列,这便于系统设计和测试的实现。针对数字地面电视广播(DVB-T)标准,以线性反馈移位寄存器电路为基础,设计了一种并行伪随机序列产生方法,该方法简单而高效地实现DVB-T系统码流数据的扰码。实验结果表明,MATLAB扰码算法结果与FPGA扰码模块仿真结果和硬件实现结果一致,该设计方法切实可行。

一种基于伪随机序列的加密串行通信系统设计

在当前部分工业领域的低成本应用场景中,串行通信较多使用明文传输的方式,存在数据易被窃取以及数据可靠性欠佳等问题。为了保证数据传输的安全性和通信的可靠性,文章设计了一种基于伪随机序列的加密串行通信系统。该系统采用任意级数伪随机序列生成、采样窗口动态调整、对串行码流加扰等技术,实现了信道的非透明数据传输;在接收端通过伪随机序列头捕获实现伪随机序列同步,达到串行码流解码和获取数据信息的目的。最后,利用FPGA搭建了该通信系统的测试环境,测得最高波特率达20 Mbit/s,可以满足4~15级任意级数m序列的加密需求,取得了良好的数据通信效果。

一种基于多维数字锯齿混沌的伪随机序列发生器及其性能分析

传统锯齿混沌存在硬件实现资源消耗较多,参数对输出序列周期影响较大,输出序列随机性不高等缺陷。文章在传统锯齿混沌基础上,构造了一种多维数字锯齿混沌,能有效解决传统锯齿混沌序列表现出的短周期和弱随机性。经测试,基于多维数字锯齿混沌的伪随机序列发生器的硬件实现效率更高,随机性更强,为将其应用于保密通信方案设计提供了基础和条件。

基于双超混沌映射的伪随机序列发生器设计

有限精度下的混沌退化问题影响伪随机序列发生器性能。本文基于2D-SLIM和2D-LSCM超混沌系统提出一种迭代序列耦合的伪随机序列发生器方案。首先采用随机周期扰动方式防止混沌退化,随后对迭代序列进行耦合输出,并构建伪随机序列发生器模型。然后采用SP800-22 Revision 1a测试标准对生成序列进行随机性检测。实验结果表明,伪随机序列具有良好的随机性能。此外,基于方案生成的伪随机序列发生器设计了一种音频数据加密方案并对其进行仿真验证。

伪随机二进序列偶研究

提出了一种新的具有良好周期相关特性的离散信号,即伪随机二进序列偶,研究了其性质和组合允许条件,用计算机搜索出若干小体积的伪随机二进序列偶。在此基础上,对伪随机二进序列偶作为同步码在同步检测中的应用进行了研究,并与Barker码进行了性能比较分析。

混沌伪随机序列和数字语音保密通信

本文提出了对混沌数据进行适当处理产生伪随机序列用于数字语音保密通信的方法，并对该序列进行了抗破译能力分析及随机性测试。通过计算机模拟实验实现数字语音的保密通信，取得了满意的结果。

基于m伪随机序列的电磁法抗噪能力分析

电磁法在金属矿、油气资源等矿产的勘探中发挥重要作用,同时电磁干扰也越来越强,在强干扰区利用传统的抗噪方法很难再获取高信噪比信号.鉴于伪随机序列的抗噪能力,近年来国内正在掀起伪随机编码仪研制的高潮.伪随机序列的抗干扰能力与从伪随机响应中提取方法息息相关,本文介绍了两种最常用的提取大地脉冲信号的方法:第一种通过将时间域信号转到频率域,对电流归一化处理后,再转回时间域求取大地脉冲响应;第二种直接在时间域解Wiener-Hopf方程求取.研究表明,在无干扰情况下两种提取方法都可获得高精度大地脉冲信号.随后在具有噪声干扰的情况下,对两种方法提取结果的精度进行了对比分析,表明方法2的抗噪声能力明显优于方法1的,对造成这种状况的原因进行了解析.最后研究了提高伪随机序列抗噪能力的方法,主要包括提高伪随机序列阶数、针对不同噪音使用不同的编码方式、改变循环次数的方法等,以达到抑制噪声的目的.

一种基于模糊熵的混沌伪随机序列复杂度分析方法

该文将模糊理论引入到混沌伪随机序列复杂度测度中,构造了用于序列复杂度测度的模糊隶属函数,并在此基础上研究了一种新的基于模糊熵(Fuzzy Entropy,FuzzyEn)的混沌伪随机序列复杂度测度。仿真结果表明,与现有主要的混沌伪随机序列复杂度测度方法相比较,FuzzyEn测度不仅能够有效地测度出不同复杂度的混沌伪随机序列,而且具有更加好的对序列符号空间的适用性,更加小的对测量维度的敏感性以及更强的对分辨率的鲁棒性。

一类广义自缩序列的伪随机性

讨论了一类广义自缩序列的伪随机性.证明了该类序列的最小周期于64种情形中有56种取到最大(即2n-1);具有良好的低阶自相关性.

基于匹配搜索的伪随机序列生成多项式估计

对截短和误码条件下伪随机序列生成多项式估计算法的误码适应性进行了研究。根据伪随机序列的线性约束原理,通过构造关于生成多项式系数的校验方程组,提出了基于匹配搜索方法的生成多项式估计算法,并在搜索过程中利用生成多项式在二元域的基本特性缩小搜索范围来优化算法,减少计算量。最后,对算法在不同门限值和误码率时的估计性能进行了仿真,且以m序列为例,对本算法与典型算法在截短序列和误码适应性方面进行性能对比。仿真结果表明,该算法能较好完成对15阶m序列生成多项式的估计,可以适应20%以上的误码率,与现有算法相比,本算法具有更好的误码和截短序列适应性,能较好地满足工程实践中扩频序列分析的需要。

伪随机序列发生器的研究与实现

研究了伪随机序列的随机特征,推导出M序列具备伪随机序列的特征,给出M序列的反馈逻辑函数,设计了M序列发生器;分析了测试电路产生的n阶伪随机序列的波形图。通过对测试结果的分析、比较发现,关于反馈移位寄存器的阶数与序列长度关系、码元的游程(该序列的伪随机性)等方面的分析是正确的,验证了该设计的可行性。

基于排列熵算法的混沌伪随机序列复杂性分析

运用排列熵算法分析了离散混沌系统产生的混沌序列和混沌伪随机序列的复杂性,讨论了混沌系统参数对序列复杂性的影响情况。研究表明:多次粗粒化后得到的混沌伪随机序列保持了原有混沌序列的复杂性特点;与Logistic系统和Henon系统相比,TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列的复杂性大且相对稳定,是一个极具密码学应用价值的安全混沌系统。

一种混沌伪随机序列复杂度分析方法

为衡量混沌伪随机序列的随机本质,文中提出用增强统计复杂度方法分析混沌伪随机序列的复杂度.以Logistic映射和耦合映像格子映射产生的混沌序列和多进制混沌伪随机序列为例,说明了该方法的应用;通过改进排列模式,使之对二进制混沌伪随机序列同样适用.实验结果表明该方法能呈现序列的相关结构,反映序列的随机本质,可用于准确度量混沌系统产生的伪随机序列的复杂度,且计算简单.

基于伪随机序列调制的荧光测量系统

荧光分析法和伪随机序列技术均在多个领域有广泛应用。荧光测量过程中常伴随着复杂的背景噪声和干扰,为测量精度的提高带来了困难。利用伪随机序列的相关特性和频谱扩展效应,提出了一种适用于荧光测量系统的,基于伪随机序列的激发光调制方法。通过建立数学模型,从信号和噪声的频谱角度定量分析了伪随机序列调制系统对噪声和干扰的抑制能力,给出了序列参数与测量系统信噪比之间的关系。最后将该调制方法应用于一个典型的荧光测量系统(荧光型叶绿素仪)中。理论和实验结果都表明,使用伪随机序列调制方式能显著提高荧光检测信噪比,叶绿素仪的线性响应相关系数R2在0.999以上,达到国外同类型高端仪器水平。

伪随机序列中本原多项式生成算法

伪随机序列在现代通信技术中有着非常重要的作用,其技术关键是实现本原多项式。该文根据本原多项式的定义和相关代数理论,给出了寻找本原多项式的通用算法和计算机实现方法,并通过验证,证明了算法的正确性。

a^n序列伪随机多频信号数学分析及实现

利用-1,0,1这3个元素的3元数加法群自封闭加法的编码原理,建立将多种频率信号合成、编码的an序列伪随机多频信号。以2n系列伪随机多频信号的时域表达式为基础,构建可用数字逻辑实现的二进制序列,利用复杂可编程逻辑器件(CPLD)及其软件实现伪随机多频信号的发射波形。研究结果表明:其波形既具有某种随机波形的特征,又能事先设定,可重复产生;其序列主频率信号强度基本相等并不随频率增大而减弱,频点在对数坐标系上等间距,分布合理。

一类新的性能优异的伪随机序列——GMW相控序列

基于交错方法构造出了一类新的伪随机序列 ,称为GMW相控序列 .给出了GMW相控序列的生成算法 ,证明了GMW相控序列均满足平衡性 ,具有优良的相关特性和极大的线性复杂度 。

伪随机序列声源信号在电站锅炉声学测温中的应用

为了获得电站锅炉炉膛温度信息,开发了单路径炉膛烟气温度声学监测系统,引入伪随机序列作为声源信号.在国内某200MW和300MW锅炉上进行了热态试验研究,并利用自制的K型陶瓷热电偶对测量温度进行了标定.结果表明:伪随机序列信号可以作为声学测温的声源信号,但由于其频带过宽,必须进行处理,使其能量集中;测温系统测量的烟气温度与热电偶测量温度相比,误差在2%以内;基于伪随机序列声源的声学测温系统所测温度曲线与负荷曲线吻合,具有很好的稳定性.