用于生成伪随机数的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种可以用硬件或者软件模块的形式进行实施以生成伪随机数的方法。该伪随机数对应于形成伪随机数的伪随机位序列。提供ｍ个多项式。这些多项式是从原始多项式导出的，该原始多项式定义了能够生成伪随机数的线性反馈移位寄存器的反馈函数。这些多项式是分别地用作初始位和种子位的ｎ位的函数。然后，对初始位应用多项式以便生成伪随机数，该伪随机数至少包括从ｍ个多项式获得的ｍ位。由于多项式彼此独立，即初始位作为多项式的输入值这一事实，可以基本上同时地或者以任何其它次序应用多项式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及伪随机数(PRN)领域，具体地涉及用于以高效方式生成这种伪随机数(PRN)的方法和装置。
技术介绍
大量技术应用需要伪随机数(PRN)。仅作为说明之用，典型的应用是CDMA(码分多址)收发器中的扩频码、用于加扰(数据加密)的伪随机函数、如根据常规编程语言所知的伪随机数位生成器、在IC(集成电路)生产测试中使用的用于测试模式生成的伪随机数位生成器、在GPS(全球定位系统)中使用的编码、签名测试模式生成、通用算法程序等。一种用于生成真正随机数的途径是测量某种连续自然现象，比如射频接收器中的噪声功率电平。这样的噪声功率电平表现为随机是因为在任一时间瞬间的功率电平取决于数目不确定的一些变量。然而，对于多数应用而言，伪随机数(PRN)是足够的并且可以较简单地获得。在长时段(取决于具体应用)中为统计上随机的但是从已知起始点(即跟随可预测的模式)导出的值或者元素集被称为伪随机数(PRN)。若干算法是已知的并且应用于生成这样的伪随机数。一种用以生成长伪随机数序列、在概念上简单的方式使用了线性反馈移位寄存器(LFSR)。线性反馈移位寄存器(LFSR)由于它们的简单而广泛应用，特别地应用于在扩频传输中的同步发送设备和接收设备。图1a和图1b图示了框图和电路图，这些框图示出了用于实施移位寄存器的一个示例性电路，而电路图描绘了用于生成一个或多个伪随机数的示例性线性反馈机制。图1a的框示了一个由串联连接以实现简单移位寄存器的数个触发器所组成的示例性电路。触发器或者双稳多谐振荡器是能够用作在电子和计算中使用的一位存储器(one-bit memory)的脉冲数字电路。通常，触发器包括零个、一个或者两个输入端子、时钟端子和输出端子，即使商用触发器还提供有供给互补输出信号的互补输出端子也是这样。自然地还包括触发器操作所需要的补充端子，比如电源端子和接地端子。通过向对应的时钟端子供给脉冲或者选通时钟信号，使触发器基于输入信号的值和触发器的特征方程来改变或保持它的输出信号。更准确地说，字选通或者脉冲时钟信号是一种简化的看法。输出状态的任何变化实际上与时钟脉冲的前导沿或者尾随沿相重合，并且进一步就复杂的实质而言，可能对应于时钟信号的低到高或者高到低的转变。在钟控的顺序系统中通常应用四类触发器，它们是T(“双态”)触发器、S-R(“设置-复位”)触发器、J-K触发器和D(“延迟”触发器)。触发器的行为通过它们的具体特征方程来描述，该方程是一个或多个输入信号(例如R和S或者J和K或者D等)和当前输出信号Q的函数，并且获得在下一时钟脉冲之后由输出端子供应的下一输出信号Qnext。具体而言，D(“延迟”)触发器获得在输入端子D处出现的一个输入信号，当时钟被选通时该输入信号由D触发器传送成在输出端子Q处的输出信号。无论该输出的当前值或者状态如何，在触发器被选通时如果D＝1则它将呈现值“1”而如果D＝0则呈现值“0”。这一D触发器可以解释成原始延迟线或者零阶保持，因为该数据(一位数据信息)在该数据到达输入处之后的一个时钟周期后才被置于输出处。特征方程表示如下Qnext＝D，而对应的真值表是 D触发器适合于实现用以存储数字的寄存器。因而，为了进行说明，在图1a中描绘的移位寄存器由D触发器组成，其中第一D触发器0具有输入信号DS，而每个后续D触发器FF1到FFn的输出端子Di(i＝0，...，n)连接到先前D触发器FF0到FFn-1的输出端子Qi(i＝0，...，n)。本领域技术人员将认识到，在图1a中描绘的电路使得移位寄存器能够由数目为n的寄存器，即以线性方式设置的D触发器FF0到FFn组成，这些寄存器使它们的输入和输出连接在一起使得寄存器元件状态随着每个时钟脉冲从具有低编号的寄存器元件/触发器移位到具有高编号的寄存器元件/触发器。通常，移位寄存器可以具有串行和并行输入和输出的组合，包括串行输入、并行输出和并行输入、串行输出类型。也存在同时具有串行和并行输入的移位寄存器类型以及同时具有串行和并行输出的移位寄存器类型。还有允许改变移位寄存器移位方向的双向移位寄存器。所示移位寄存器示出了表示为DS的串行输入和表示为Qn的串行输出。并行输出可以通过分接输出Di(i＝0，...，n)来实现。本领域技术人员将认识到，上面给出的移位寄存器的描述和基于D触发器的移位寄存器的所示实施既不是结论性的也不是完整的，因为移位寄存器的实现不在本专利技术的范围之列。然而，上面给出的描述使得本领域读者能够理解在下文中具体提供的本专利技术的概念。首先将补充性地给出关于可基于移位寄存器来实施的反馈机制的简略介绍。图1 b的框示了具有数个寄存器元件xi的移位寄存器，该移位寄存器的输入具有依据反馈逻辑/函数的反馈信号。每个寄存器元件xi或者寄存器元件或者寄存器单元示例性地通过如前所述的触发器来实现，而标号xi将指代单个寄存器元件(所有寄存器元件形成了移位寄存器)，并且同时代表能够存储一位信息内容的单个寄存器单元的内容变量，即xi＝0或者xi＝1。这意味着移位寄存器的每个寄存器元件用作一位存储单元。为了进行说明，所示移位寄存器包括十个寄存器元件x1到x10；因而，移位寄存器能够存储10位的信息内容。在每个时钟周期中，寄存器元件xi的内容被移位到在时钟周期结束之后带有该移位内容的后续寄存器元件xi+1。这意味着可在移位寄存器输出处获得移位寄存器输出信号，该输出信号与末尾寄存器元件x10的内容相对应。随着每个时钟周期，利用在移位寄存器输出处提供的倒数第二个寄存器元件x9的内容来改写末尾寄存器元件x10的内容。移位寄存器的输入具有由反馈函数引起的输入信号。该反馈函数具有从移位寄存器的两个或多个分接寄存器元件获得的信号。在示例性方式中，寄存器元件的输出x3和x10的输出(即在它们的输出端子处当前提供的输出信号)被分接并且供给到反馈函数，在这里为求简明该反馈函数是组合分接内容值x3和x10的异或(XOR)函数。一般来说，影响输入的输出被称为接头。以下真值表图示了XOR函数的结果 假设移位寄存器起初分别地具有非零初始值和种子值，移位寄存器随着每个时钟周期输出一个形成1位值伪随机数序列的输出信号流。所输出的伪随机数序列的最大周期由移位寄存器的不同状态的数目预先决定，该数目为2n-1，其中n是寄存器的数目。再次假设数目为10的寄存器，不同状态的数目就是210-1＝1023。由每一位都等于零的寄存器值所表征的状态是稳定的，因此必须加以阻止。具体而言，等于或者小于可获得的最大周期的真实周期取决于供给到反馈函数的接头以及反馈函数本身。在参照图1b所示的线性反馈函数的情况下，该周期可以借助于数学方法来确定。上面已经对移位寄存器以及通过使用具有充分反馈函数的线性反馈移位寄存器(LFSR)将它们具体应用成伪随机数生成器这一领域进行了描述。然而，本领域技术人员将立即地认识到所示方法暗示着各种不足。本领域读者理解到，前述基于线性反馈移位寄存器(LFSR)来实现伪随机数生成器的算法代表了递归算法。这意味着，在算法的每个迭代或者时钟周期中，从移位寄存器仅获得一个(单个)位并且在它的输出处提供该位。为了生成m位的最终伪随机序列，前述算法分别地要求m个迭代和时钟周期。一些应用要求具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成伪随机数的方法，包括：－提供ｍ个多项式，其中所述多项式是从原始多项式导出的，所述原始多项式定义了线性反馈移位寄存器的反馈函数，其中所述多项式是用作初始位的ｎ位的函数；－对所述初始位应用所述多项式以便生成所述伪随机数，其中所述伪随机数至少包括从所述多项式获得的ｍ位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：E黑明，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]