[發明專利]基于Tanner圖構造技術的偽隨機序列迭代捕獲方法

無效

• 申請號: 201010119590.1
• 申請日: 2010-03-08
• 公開（公告）號: CN101814015A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 牛凱;康艷超
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;H04L1/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種基于Tanner圖(Tanner?Graph)構造技術的偽隨機m序列迭代捕獲的實現方法，屬于數字通信中偽隨機序列捕獲技術領域。

背景技術

在介紹傳統偽隨機序列的捕獲技術之前，先說明什么是偽隨機序列。

偽隨機序列(又稱為偽碼)是具有類似于隨機序列基本特性的確定序列，通常廣泛用于二進制序列。二進制獨立隨機序列在概率論中稱為貝努利(Bernoulli)序列，由兩個符號0和1組成，序列中不同位置的元素取值相互獨立，且取0取1的概率相等，即都等于1/2。人們簡稱這種序列為隨機序列，隨機序列具有以下三個基本特征：

(1)在序列中，“1”和“0”出現的相對頻率各為1/2。

(2)序列中連續的0或連續的1成為游程，連續的0或連續的1的個數是游程的長度。序列中長度為1的游程數占游程總數的1/2；長度為2的游程數占游程總數的1/4，長度為n的游程數占游程總數的1/2ⁿ(對于所有的有限n)，該性質稱為隨機序列的游程特性。

(3)如果將給定的隨機序列移位任何個元素，則所得到的序列和原序列對應的元素有一半相同，一般不同。

如果一個確定序列近似滿足以上三個特性，則稱該確定序列為偽隨機序列。

m序列是一種最常見和最常用的偽隨機序列，在數字移動通信系統中有著廣泛的應用。下面對其作簡要介紹：

作為一種最常見和最常用的偽隨機序列，m序列是由具有線性反饋的移位寄存器產生的周期最長的序列。參見圖1所示的由r級線性反饋邏輯移存器所組成的碼發生器的框圖。圖中，a_k∈{0，1}表示碼發生器在時刻k的反饋輸出，對應著一個碼片。a_k+i(a_k+i∈{0，1}，0≤i≤r-1)則表示時刻k的第i個寄存器的狀態。k時刻的反饋輸出a_k+r與移存器的狀態a_k+i的關系被稱為反饋約束，記為：其中：表示模2加，g_i∈{0，1}，0≤i≤r為反饋系數。相應的偽隨機序列的生成多項式可以表示為：g(D)＝g₀+g₁D+...+g_r-1D^r-1+g_rD^r，其中D為單位延時操作。

一個r階的線性移位寄存器序列成為m序列的充分必要條件是：其生產多項式為本原多項式，并且初始狀態為非全0狀態。此時移存器序列具有最大周期為：T＝2^r-1。

一般情況下，周期為T＝2^r-1的m序列a₀，a₁，...a_k，...a_T-1與其對應的m序列波形a_i(t)之間的關系為：其中，為碼片波形，簡稱碼片；a_i(t)的持續時間為(2^r-1)T_c，一個碼片的持續時間為T_c。

當生成多項式是確定的情況下，線性移位寄存器初始狀態(又稱為初始相位，包括連續的r個碼片)可以確定整個m序列。

在傳統的偽隨機序列捕獲算法中，所謂兩個偽隨機序列的同步，就是保持其時差(相位差)為0狀態。令a_i(t-τ₁)和a_i(t-τ₂)為兩個偽碼序列，保持同步就是保持τ₁＝τ₂，即Δτ＝τ₂-τ₁＝0。偽碼的同步可分為粗同步和細同步。粗同步又稱為捕獲，是使|Δτ|＜T_c；細同步又稱為跟蹤，是使|Δτ|→0，并保持此狀態。

傳統偽隨機序列捕獲(粗同步)算法有三種：并行捕獲、串行捕獲和混合捕獲，這些算法都是基于偽隨機序列的相關特性，是在接收端將本地生成的參考序列和接收到的觀測序列進行相關操作，實現對偽隨機序列相位的正確估計。