1 / 29 通信系统电路设计练习：M 序列编码 /解码器的设计作业的背景及训练目的为了给通信专业的同学们提供一个设计实践的机会，在最短的时间段内掌握数字设计的动手能力，提高 Verilog 语言的使用能力，所以专门设计了这样一个难度适中的数字通信系统设计练习。本练习是根据工程实际问题提出的，但为了便于同学理解，对设计需求指标做了许多简化。希望同学们在设计范例和老师的指导下，一步一步地达到设计目标。期望同学们能在两至三周内，参考设计范例，独立完成自己的设计任务，在这一过程中学习用Verilog 编写 RTL 代码和仿真验证用测试代码技术，以及用综合器进行综合的技术、 并熟练掌握较复杂数字系统的多层次的仿真验证的方法，以逐步提高同学在设计工作中的自信心。1．1 M 序列介绍：M 序列是 PN（pseudo noise）伪随机噪声中最广为人知的一种，主要用在扩频率通信中，先简要介绍一下扩频通信工程的原理，然后分析 M 序列的数学特性从而回答即为什么要选择M 序列，然后再谈谈M 序列在扩频应用中的局限性。有了一定的理论基础后，我们就可以开始讨论怎样用具体的硬件实现应用M 序列2 / 29 的扩频通信的发射端和接收端电路。1.2 扩频通信的短暂的历史有关扩频通信技术的观点是在1941 年由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家 George Antheil提出的。 基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路， 他们申请了美国专利#2.292.387 。不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到20 世纪八十年代才引起关注，将它用于敌对环境中的无线通信系统。扩频通信技术解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS) 、3G 移动通信系统、 WLAN (IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEE802.11g) 和蓝牙技术等应用的关键问题。扩频技术也为提高无线电频谱的利用率(无线电频谱是有限的因此也是一种昂贵的资源 )提供帮助。1.3 扩频技术理论证明在 Shannon 和 Hartley 信道容量定理中可以明显看出频谱扩展的作用：3 / 29 C = B Log 2 (1+ S/N) 式中： C 是信道容量、单位为比特每秒(bps) ，它是在理论上可接受的误码率 (BER) 下所允许的最大数据速率；B 是要求的信道带宽，单位是Hz；S/N 是信噪比。 C 表示通信信道所允许的信息量，也表示了所希望得到的性能，带宽(B)则是付出的代价，因为频率是一种有限的资源，S/N 表示周围的环境或者物理特性(障碍物、干扰发射台、冲突等)。 用于恶劣环境 (...
