[發明專利]極低信噪比下基于序列相關特性的同步捕獲

無效

• 申請號: 200910265003.7
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN102111178A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 文紅;周亮;王蘇靈
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B1/7075
• 分類號: H04B1/7075
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電子技術領域，如無線通信、移動通信、深空通信等領域，特別涉及采用同步技術提高通信可靠性進行通信的無線移動通信系統。

背景技術

同步技術是通信中的一個重要的問題，在通信系統中，信號的發送端和接受端要達到時間上的步調一致，為達到步調一致這一目的往往涉及到同步，同步系統性能的降低，會直接導致通信系統性能的降低正因為如此，為了保證信息的可靠傳輸，要求同步系統應有更高的可靠性。在直接序列擴頻通信中為實現通信，首先必須使得接收機中的本地偽隨機(PN，Pseudo-noise)序列與接收信號PN序列實現定時同步。直接序列的同步一般分為兩步來實現，即捕獲同步和跟蹤同步，而通信初始階段的偽隨機序列捕獲是擴頻通信的首要任務。序列密碼的攻擊就是由截獲的序列流獲得其各生成反饋移位寄存器(LFSR)的初始狀態，快速相關攻擊是序列密碼攻擊方法中最有效的一種。快速相關攻擊中的恢復初始信息算法在低信噪比下顯示了良好的恢復初始狀態性能。而通信初始階段的偽隨機序列捕獲正是尋找通信序列的初始狀態。

本專利提供了一種基于快速相關攻擊的長序列捕獲新方法。傳統的序列捕獲技術均利用偽碼的自相關特性，由本地產生一個偽碼副本與接收偽碼進行相關運算，如果門限檢測識別出相關峰則捕獲完成。基于快速相關攻擊的長序列捕獲方法的基本思想是從接收的序列流中尋找生成序列的初始信息，將關鍵信息作為線性反饋移位寄存器的初態，線性反饋移位寄存器的輸出序列看作編碼碼字的輸出，輸出碼字經過信道，在接收端用快速相關攻擊算法來譯碼，恢復關鍵信息，即線性反饋移位寄存器的初態，由此來實現序列捕獲。該方法復雜度低、捕獲速度快，并且既可用于線性序列的捕獲，又可用于非線性序列的捕獲。

發明內容

本專利提供了一種基于快速相關攻擊的長序列捕獲新方法。對于圖1所示序列生成器，(u₁，u₂，…u_i，…u_s)是線性移位寄存器(LFSR)的輸出序列，z_i是經過函數f(f可以是線性函數也可以是非線性函數)綜合后的輸出；的快速相關攻擊的模型如圖2所示，序列(u₁，u₂，…u_i，…u_s)逐比特通過錯誤概率為1-p的BSC信道，得到序列z＝(z₁，…z_i，z_i+1，…z_N)，定義信道輸出序列與輸入序列的相關概率p為p＝P(u_i＝z_i)，快速相關攻擊的思想就是在已知信道輸出的長度N的序列z，以及相關概率p的情況下恢復出原來的序列(u₁，u₂，…u_i，u_s)，從而恢復出初始狀態(a₁，a₂，…a_k)。

以如圖3的線性反饋移位寄存器來說明快速相關攻擊算法的PN序列捕獲的基本原理，圖3的線性反饋移位寄存器是一個二進制r階的線性反饋移位寄存器，設u_t＝a_t是時刻t的輸出，則a_t+i，0≤i≤r-1是第i個寄存器的值，并且約束條件為