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m序列特性

m序列是一種具有特定特性的偽隨機序列,廣泛套用於通信和密碼學等領域。以下是m序列的主要特性:

均衡特性(平衡性):

在每個周期內,1的個數比0的個數多1個。這表明m序列在統計上保持了良好的平衡性。

遊程特性(遊程分布的隨機性):

遊程是指序列中連續出現的0或1的段,其長度稱為遊程長度。在m序列的一個周期內,遊程總數為(2^n-1),其中n是序列的階數。在所有遊程中,「0」和「1」各占一半。

長度為1的遊程占總遊程數的一半;長度為2的遊程占總遊程的四分之一;長度為k的遊程占總遊程數的(2^{-k})。此外,長度為k的遊程中,連0與連1的遊程數各占一半。

移位可加性:

如果兩個彼此移位等價的m序列按模2相加,所得的序列仍然是m序列,並且與原m序列等價。這意味著m序列對位移具有不變性。

偽噪聲特性:

m序列具有類似隨機噪聲的特性,如自相關函式接近白噪聲,這使得它們在通信系統中難以被截獲或檢測。

相關性:

m序列的自相關性表現出良好的性質,當周期較大時,其自相關函式與白噪聲類似,這有助於在通信系統中進行信號識別和檢測。

m序列的互相關性較弱,這意味著不同周期的兩個m序列之間的差異很大,這有助於提高通信系統的安全性。

綜上所述,m序列因其均衡性、遊程特性、移位可加性、偽噪聲特性和良好的相關性等特性,在通信和密碼學等領域有著廣泛的套用。