伪随机二进制序列(PRBS)

PRBS是Pseudo Random Binary Sequence的缩写，即“伪随机二进制序列”的意思。PRBS码具有“随机”特性，是因为在PRBS码流中，二进制数“0”和“1”是随机出现的，但是它又和真正意义上的随机码不同，这种 “随机”特性只是局部的，即在周期内部，“0”和“1”是随机出现的（码流生成函数与初始码确定后，码流的顺序也是固定的），但各个周期中的码流却是完全相同的，所以我们称其为“伪”随机码。

PRBS码的周期长度与其阶数有关，常用的阶数有7、9、11、15、20、23、31，也就是我们常说的PRBS7、PRBS9、PRBS11、PRBS15、PRBS20、PRBS23、PRBS31。

对于n阶PRBS码，每个周期的序列长度为2n-1，在每个周期内，“0”和“1”是随机分布的，并“0”和“1”的个数相等，连“1”的最大数目为n，连“0”的最大数目为n-1(反转后就是n-1个连“1”和n个连“0”)。下图是常用阶数码流参数统计表：

在对高速信号链路进行误码测试时，基本上都是利用PRBS码流来模拟真实的线网码流环境，因为在线网中，所有的数据都是随机出现的，没有任何规律可言，而PRBS码流在一定程度上具有这种“随机数据”特性，二进制“0”和“1”随机出现，其频谱特征与白噪声非常接近。PRBS码流的阶数越高，其包含的码型就越丰富，就越接近真实的线网环境，测试的结果就越准确。

 

PRBS码型发生器由移位寄存器和异或门(XOR)组成，如下图所示：

如下是一个用PRBS-7 产生伪乱数二进制数列的C语言例程：

#include  
#include  
#include  
    
int main ( int argc , char * argv []) {     
    uint8_t start = 0x02 ;   
    uint8_t a = start ;   
    int i ; for ( i = 1 ;; i ++ ) {     
        
        int newbit = ((( a >> 6 ) ^ ( a >> 5 )) & 1 );           
        a = (( a << 1 ) | newbit ) & 0x7f ;        
        printf ( "%x \n " , a ); 
        if ( a == start ) {    
            printf ( "repetition period is %d \n " , i ); 
            break ;
        }
    }
}