伪随机序列广泛应用于密码学、通信系统等领域，构造性能优良的伪随机序列一直是密码学、通信系统等领域的热点研究方向。元胞自动机有许多突出优点，使得它很适合用来产生伪随机序列。本文研究用元胞自动机产生伪随机序列，具有一定的理论价值和较好的应用前景。 论文包括以下几部分内容： 1、首先研究了初等元胞自动机(A律)的动力学行为特点，在此基础上研究了三类包含时间二阶导数的较复杂的元胞自动机(B、C、D律)。通过计算元胞自动机的图案熵，结合序列的平衡性、长周期、相关性等要求，选取了十种元胞自动机规则，构造了一种混合规则的元胞自动机，产生了一种新的伪随机序列。 2、分析了元胞自动机序列(长码)的码平衡性、游程特性、自相关互相关特性、复杂度等，通过分析，指出元胞自动机序列具有强的伪随机性，适合用于序列密码加解密系统。将元胞自动机伪随机序列应用于序列密码加解密系统，实现了对图像、语音的加解密。 3、分析了作为扩频序列的元胞自动机序列(短码)的伪随机性，对基于元胞自动机的异步直扩通信系统的性能进行了分析和仿真，给出了与G0ld序列扩频通信系统的性能比较。结果表明，经过优选的元胞自动机序列的扩频误码性能优良。元胞自动机伪随机序列在直扩通信系统中有很好的应用前景。