偽隨機(jī)碼偽隨機(jī)碼
偽隨機(jī)碼序列一般可以利用移位寄存器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生，該網(wǎng)絡(luò)由Ｒ級(jí)串聯(lián)雙態(tài)器件移位脈沖產(chǎn)生器和模二加法器組成。該網(wǎng)絡(luò)可以產(chǎn)生碼長(zhǎng)為１５的偽隨機(jī)碼。
利用ＦＰＧＡ可實(shí)現(xiàn)移位寄存器網(wǎng)絡(luò)以產(chǎn)生偽隨機(jī)碼信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)邏輯控制和時(shí)鐘分配等功能。對(duì)于ＦＰＧＡ輸出的ＴＴＬ信號(hào)，其處理方法有兩種：一種是直接送至運(yùn)放進(jìn)行信號(hào)調(diào)理輸出；另外一種是將ＴＴＬ經(jīng)過(guò)Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換及信號(hào)調(diào)理后再輸出。經(jīng)過(guò)分析與實(shí)際測(cè)試，由于ＦＰＧＡ輸出的信號(hào)相位抖動(dòng)較為嚴(yán)重，甚至?xí)斐尚盘?hào)邊沿不穩(wěn)，而且存在著嚴(yán)重的寄生信號(hào)，因而輸出的偽碼質(zhì)量較差；而如果經(jīng)過(guò)Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行調(diào)理輸出，這種影響會(huì)得到削弱，信號(hào)質(zhì)量會(huì)得到提高，因此第二種方法更為可取，在實(shí)際應(yīng)用中，筆者就選擇該方法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，并選擇差分電流輸出型Ｄ／Ａ經(jīng)過(guò)ＭＡＸ４１４５放大后直接輸出。
基于ＭＡＸ４１４５的偽隨機(jī)碼產(chǎn)生電路原理。該偽隨機(jī)碼產(chǎn)生電路在工作時(shí)，系統(tǒng)可以通過(guò)并口將偽碼數(shù)據(jù)分配給ＦＰＧＡ，也可由ＦＰ-ＧＡ自主產(chǎn)生偽碼信號(hào)，同時(shí)由ＦＰＧＡ完成信號(hào)處理、時(shí)鐘分配、碼同步產(chǎn)生以及波形存儲(chǔ)等功能。ＭＡＸ４１４５的作用主要是完成差分到單端輸出的轉(zhuǎn)換和放大。
讓我們看一個(gè)例子。序列α= 0110100,其中0和1的個(gè)數(shù)相差1。把α看成周期為7的無(wú)限序列，左移1位得，α1 = 1101000,把α1也看成周期為7的無(wú)限序列。 α= 0110100α1=1101000在一個(gè)周期里，α和α1的對(duì)應(yīng)位置元素相同的位置有3個(gè)，元素不同的位置有4個(gè)，它們的差等于－1，這個(gè)數(shù)稱為α的自相關(guān)函數(shù)在1處的值，記作。類似地，把α左移2位，3位，…6位，可以求出α的自相關(guān)函數(shù)在2處，3處，…6處的值也等于－1。當(dāng)0 < s <7時(shí)，稱為α的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值。從剛才所求出的結(jié)果知道，α= 0110100的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值只有一個(gè)：－1。像這樣的序列稱為偽隨機(jī)序列或擬完美序列。即，一個(gè)周期為v的無(wú)限序列，如果在一個(gè)周期里，0和1的個(gè)數(shù)相差1，并且它的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值只有一個(gè)：－1，則稱它為偽隨機(jī)序列或擬完美序列。α的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值的絕對(duì)值越大，就表明(或把的0和1互換得到的序列)與α越像。因此如果周期為v的序列α是一個(gè)偽隨機(jī)序列，那么α不管左移幾位(只要不是v的倍數(shù))，得到的序列都和α很不像，這樣就很難分辨出α是什么樣子。好比川劇的變臉，由于每一次都變得和演員的臉很不一樣，因此很難知道演員自己的臉是什么樣子。反之如果演員每一次化裝后都跟他自己的臉有許多相同之處，那么就容易辨認(rèn)演員長(zhǎng)得什么樣。這說(shuō)明了用偽隨機(jī)序列作為密鑰序列，是比較安全的。
偽隨機(jī)序列是用函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)。它并不真正是隨機(jī)的。只是比較近似隨機(jī)。
一個(gè)簡(jiǎn)單的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法如下：
X0=345
Xn=(Xn-1*A+B)/C
其中A，B，C是常數(shù)，上式每執(zhí)行一次就生成一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)
還可以在數(shù)組中填入若干個(gè)數(shù)然后順序取出進(jìn)行模擬。性能好，但是這種隨機(jī)數(shù)就很不象隨機(jī)數(shù)了。 還有就是根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，內(nèi)存值等等用函數(shù)生成了。
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