M系列
(Maximum-length Linear Feedback Shift Register Seaquence)

デジタル変調方式の無線機などでは、基本的な要素として重要で、疑似乱数として広く利用されています。M系列の特徴は、全ビットが一致したときに自己相関が1となり、1ビット以上シフトすると、1周期まで全て相関が1/2(正確には1ビット異なる)になる点で、更に高速のクロックで分解すると、全ビットの位相が完全に一致したときのみ相関が1になるという点です。ちなみに、1周期の符号長は2n−1となります。なお、nはシフトレジスタの段数です。

擬似乱数系列の種類
 M系列:最大符号長系列
 Q系列:平方余剰系列
 H系列:ホール系列
 TP系列:双子素数系列
 GMW系列:Gordon-Mills-Welsh系列

擬似乱数系列の長さ(最初の10個)
M系列 Q系列 TP系列 H系列 GMW系列
1 3 3 15 31 63
2 7 7 35 43 255
3 15 11 143 127 511
4 31 19 323 223 1023
5 63 23 899 283 4095
6 127 31 1763 811 16383
7 255 43 3599 1051 32767
8 511 47 5183 1471 65535
9 1023 59 10403 1627 262143
10 2047 67 11663 2143 1048575
出典:数理科学No.208 1980年10月

M系列の帰還結線タップ位置
段数 符号長 最長結線タップ
2* [2,1]
3* [3,1]
15 [4,1]
5* 31 [5,2] [5,4,3,2] [5,4,2,1]
63 [6,1] [6,5,2,1] [6,5,3,2]
7* 127 [7,1] [7,3] [7,3,2,1]
[7,4,3,2] [7,6,4,2] [7,6,3,1]
[7,6,5,2] [7,6,5,4,2,1] [7,5,4,3,2,1]
255 [8,4,3,2] [8,6,5,3] [8,6,5,2]
[8,5,3,1] [8,6,5,1] [8,7,6,1]
[8,7,6,5,2,1] [8,6,4,3,2,1]
511 [9,4] [9,6,4,3] [9,8,5,4]
[9,8,4,1] [9,5,3,2] [9,8,6,5]
[9,8,7,2] [9,6,5,4,2,1] [9,7,6,4,3,1]
[9,8,7,6,5,3]
10 1023 [10,3] [10,8,3,2] [10,4,3,1]
[10,8,5,1] [10,8,5,4] [10,9,4,1]
[10,8,4,3] [10,5,3,2] [10,5,2,1]
[10,9,4,2]
11 2047 [11,1] [11,8,5,2] [11,7,3,2]
[11,5,3,2] [11,10,3,2] [11,6,5,1]
[11,5,3,1] [11,9,4,1] [11,8,6,2]
[11,9,8,3]
12 4095 [12,6,4,1] [12,9,3,2] [12,11,10,5,2,1]
[12,11,6,4,2,1] [12,11,9,7,6,5] [12,11,9,5,3,1]
[12,11,9,8,7,4] [12,9,8,3,2,1]
[12,10,9,8,6,2]
13 8191 [13,4,3,1] [13,10,9,7,5,4] [13,11,8,7,4,1]
[13,12,8,7,6,5] [13,9,8,7,5,1] [13,12,6,5,4,3]
[13,12,11,9,5,3] [13,12,11,5,2,1] [13,12,9,8,4,2]
[13,8,7,4,3,2]
14 16383 [14,12,2,1] [14,13,4,2] [14,13,11,9]
[14,10,6,1] [14,11,6,1] [14,12,11,1]
[14,6,4,2] [14,11,9,6,5,2] [14,13,6,5,3,1]
[14,13,12,8,4,1] [14,8,7,6,4,2] [14,10,6,5,4,1]
[14,13,12,7,6,3] [14,13,11,10,8,3]
15 32767 [15,1] [15,9,4,1] [15,12,3,1]
[15,10,5,4] [15,13,10,9] [15,13,10,1]
[15,14,9,2] [15,10,5,4,3,2] [15,11,7,6,2,1]
[15,7,6,3,2,1] [15,10,9,8,5,3] [15,12,5,4,3,2]
[15,10,9,7,5,3] [15,13,12,10] [15,13,10,2]
[15,12,9,1] [15,14,12,2] [15,13,9,6]
[15,7,4,1] [15,4] [15,13,7,4]
16 65535 [16,12,3,1] [16,12,9,6] [16,9,4,3]
[16,12,7,2] [16,10,7,6] [16,15,7,2]
[16,9,5,2] [16,13,9,6] [16,15,4,2]
[16,15,9,4]
17* 131071 [17,3] [17,3,2,1] [17,7,4,3]
*:メルセン素数長の符号発生器
出典:最新スペクトラム拡散通信方式 RobertC.Dixon著 立野敏、片岡志津雄、飯田清 訳 ジャテック出版 昭和53年


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