基于FPGA技术的Logistic映射PN序列

张波，王光义，韩春艳

(1．杭州电子科技大学 电子信息学院浙江 杭州310018；2．滨州学院山东 滨州256603)

0引言

伪噪声序列(PN序列)可应用于扩频通信、信息加密、计算机仿真等领域。PN序列发生器需要一个随机信号源和一系列的离散、量化算法及其硬件实现技术。确定性的混沌可以复制，具有长期不可预测性，且很难区分一个信号是来自于非确定性系统还是混沌系统。因此，混沌满足密码系统设计的基本原则，利用混沌系统作为PN序列的信号源已引起了国内外学者的广泛关注与研究。

基于Logistic映射产生PN序列已有不少研究。文献[7]利用模拟电路研究了其实现技术，由于混沌对初值和参数的敏感性，两个模拟电路实现的PN序列，其电路参数不可能完全匹配，且受环境条件的变化而出现失配现象，很难保证保密通信或信息加密中两个PN序列的完全同步。因此，近年来开展了基于数字电路(如FPGA)的PN序列的实现研究，但现有的研究中大多进行仿真实验，无法保证硬件实际输出PN序列的产生及其性能的测试。为此，基于FPGA技术，利用Logistic混沌映射作为随机信号源对实现PN序列的硬件进行了深入研究，提取Logistic数值序列中二进制数的某一位bi(bi∈{0，1})为PN数字序列，实验中获得了硬件输出序列，并通过一个串口通信电路对硬件输出序列进行取样，对其进行序列统计性能分析。分析结果表明，基于Logistic的PN序列性能良好，满足PN序列测试的标准。