一種偽隨機序列生成方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種偽隨機序列生成方法。
【背景技術】
[0002] 偽隨機碼(Pseudo Random Code)又被稱偽噪聲碼(Pseudo Noise Code)，簡稱PN 碼，是一種周期碼，可W人為地進行產生與復制。簡而言之，偽隨機碼是具有類似白噪聲性 質的碼序列。
[0003] m序列是最大長度線性反饋位移寄存器序列的簡稱，屬于偽隨機序列的一種，其具 有優良的自相關函數。由于m序列易于產生和復制，在直接擴頻通信系統中常被廣泛用于擴 展基帶信號。在偽隨機序列碼速率一定的情況下，偽隨機序列的周期越長，其測距量程越 大，但是增大偽隨機碼序列的周期長度，會降低信息碼的速率，同時由于周期長度增加也提 高了接收端的解析難度，進而影響測距精度。
[0004] 因此，如何提供一種既能夠增加測距量程，有能夠提高測量精度的偽隨機序列生 成方法，是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種偽隨機序列生成方法，W解決現有的偽隨機序列生成方法量程 小、精度低的問題。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供一種偽隨機序列生成方法，所述偽隨機序列包 括復合鏈接而成的內部序列和外部序列，生成方法如下:首先，檢測采集到的或用戶輸入的 信息碼值，并設定外部序列取值，然后，根據外部序列取值和信息碼值確定使用的內部序列 類型，最后，將各個內部序列進行串接，所述內部序列為Walsh函數序列，外部序列為m序列。
[0007] 較佳地，所述Walsh函數使用哈達碼矩陣的行或列構成。
[000引較佳地，確定使用的內部序列類型的方法為：當信息碼值為1，外部序列取值為1， 則內部序列依次為（1，-1，1，-1);當信息碼值為1，外部序列取值為-1，則內部序列依次為 (1，-1，-1，1);當信息碼值為-1，夕F部序列取值為1，則內部序列依次為(-1，1，-1，1);當信息 碼值為-1，外部序列取值為-1，則內部序列依次為(-1，1，1，-1)。
[0009] 較佳地，所述偽隨機序列采用0元素和1元素序列產生。
[0010] 較佳地，偽隨機序列的解擴過程中，先對所述外部序列進行同步捕獲，再對內部序 列進行同步跟蹤。
[0011] 較佳地，所述偽隨機序列的周期為內部序列周期和外部序列周期的乘積。
[0012] 較佳地，所述偽隨機序列的處理增益等于內部序列的處理增益。
[0013] 與現有技術相比，本發明提供的一種一種偽隨機序列生成方法，所述偽隨機序列 包括復合鏈接而成的內部序列和外部序列，生成方法如下:首先，檢測采集到的或用戶輸入 的信息碼值，并設定外部序列取值，然后，根據外部序列取值和信息碼值確定使用的內部序 列類型，最后，將各個內部序列進行串接，所述內部序列為Walsh函數序列，外部序列為m序 列。本發明中，通過內部序列和外部序列的復合鏈接，可w在保持信息速率不降低的情況 下，使用長周期的偽碼序列進行測距;同時降低了接收端的解析難度，提高了測距精度。
【具體實施方式】
[0014] 為了更詳盡的表述上述發明的技術方案，W下列舉出具體的實施例來證明技術效 果;需要強調的是，運些實施例用于說明本發明而不限于限制本發明的范圍。
[0015] 本發明提供的一種偽隨機序列生成方法，所述偽隨機序列包括復合鏈接而成的內 部序列和外部序列，生成方法如下：首先，檢測采集到的或用戶輸入的信息碼值，并設定外 部序列取值，然后，根據外部序列取值和信息碼值確定使用的內部序列類型，最后，將各個 內部序列進行串接，所述內部序列為Walsh函數序列，外部序列為m序列。本發明中，通過內 部序列和外部序列的復合鏈接，可W在保持信息速率不降低的情況下，使用長周期的偽碼 序列進行測距;同時降低了接收端的解析難度，提高了測距精度。
[0016] 較佳地，所述Walsh函數使用哈達碼化adamard)矩陣的行或列構成。哈達碼矩陣是 一個方陣，而且具有如式1所示的遞推關系：
[0020] 可W按照式1的遞推關系，得到任意階次的哈達陣。
[0021] 較佳地，所述偽隨機序列采用0元素和1元素序列產生，具體地，本實施例中，確定 使用的內部序列類型的方法為：當信息碼值為1，外部序列取值為1，則內部序列依次為（1，- 當信息碼值為1，外部序列取值為-1，則內部序列依次為當信息碼值 為-1，外部序列取值為1，則內部序列依次為(-1，1，-1，1);當信息碼值為-1，外部序列取值 為-1，則內部序列依次為(-1,1，1，-1)。也就是說，信息碼的一個碼元對應一個m序列的碼 元，然后對應于一個Walsh序列，其實際上是按照較短的Walsh序列為單位，由m序列每一個 碼值與對應的信息碼值共同決定Walsh序列的選取，并再串聯而成。
[0022] 較佳地，偽隨機序列的解擴過程中，先對所述外部序列進行同步捕獲，運樣就可W 通過外部序列進行大量程、低精度的測距;再對內部序列進行同步跟蹤，運樣就可W通過內 部序列進行小量程、高精度的測距。
[0023] 例如:為了生成長度為10000的偽隨機序列下用m-Walsh序列表示），可W先生 成一個長度為1250的m序列，再鏈接上長度為8的Walsh序列，而生成長度為1250的m序列比 直接生成10000長度的m序列要來的簡單。生成相同碼速率的Walsh序列和m序列上，Walsh序 列要容易的多。運樣就從偽隨機序列生成方面進行了簡化。
[0024] 然后從相位同步方面進行比較:對長度為10000的m序列進行相位同步，最不利的 情況是進行10000次移位;而對m-Walsh序列的相位同步在最不利情況下的移位次數就是移 動外碼和內碼的長度，即1258次。所W使用復合偽隨機序列在解擴中的相位移動次數大大 減少，也就能更迅速地獲得到達時間差，同時使得解擴過程變得比較容易。
[0025] 較佳地，所述偽隨機序列的周期為內部序列周期和外部序列周期的乘積，所述偽 隨機序列的處理增益等于內部序列的處理增益。例如：內部的Walsh序列的周期記為Nin，外 部的m序列的周期記為Nnut，則，偽隨機序列的周期為NinXNnut。通過運樣的處理就能夠在保 持信息速率不降低的情況下，使用長周期的偽碼序列進行測距，但相對于外部序列的輸入 信息碼的解調是在接收到內部序列后才實現的，所W運種串接碼的處理增益等于內部序列 的處理增益。
[0026] 本發明一方面降低了產生偽隨機序列的難度，另一方面在解析過程中，可W先解 析出外部序列，再在外部序列的基礎上解析出內部序列，從而大大降低了解析的難度;而更 重要的是對于距離測量可W先用外部序列得出一個大致的到達時間差，再利用內部序列得 出更精細的到達時間差，從而大大降低了測距難度并提高了測距精度。
[0027] 綜上所述，本發明提供的一種偽隨機序列生成方法，所述偽隨機序列包括復合鏈 接而成的內部序列和外部序列，生成方法如下：首先，檢測采集到的或用戶輸入的信息碼 值，并設定外部序列取值，然后，根據外部序列取值和信息碼值確定使用的內部序列類型， 最后，將各個內部序列進行串接，所述內部序列為Walsh函數序列，外部序列為m序列。本發 明生成的偽隨機序列比普通偽隨機序列具有生成簡單、解擴時間短且容易的優勢；生成簡 單和解擴容易使得系統在設計上比較簡單，有利于降低后續研發的難度和便于控制生產成 本;減少系統測距的數據輸出的處理時間能夠顯著降低測距的誤差，提高安全保障能力;而 解擴時間短則有利于進行快速捕獲和解析，從而減少了系統的處理時間，同時也便于進行 高頻率的測距。
[0028] 顯然，本領域的技術人員可W對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神 和范圍。運樣，倘若本發明的運些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之 內，則本發明也意圖包括運些改動和變型在內。
【主權項】
1. 一種偽隨機序列生成方法，其特征在于，所述偽隨機序列包括復合鏈接而成的內部 序列和外部序列，生成方法如下：首先，檢測采集到的或用戶輸入的信息碼值，并設定外部 序列取值，然后，根據外部序列取值和信息碼值確定使用的內部序列類型，最后，將各個內 部序列進行串接，所述內部序列為Walsh函數序列，外部序列為m序列。2. 如權利要求1所述的偽隨機序列生成方法，其特征在于，所述Walsh函數使用哈達碼 矩陣的行或列構成。3. 如權利要求2所述的偽隨機序列生成方法，其特征在于，確定使用的內部序列類型的 方法為：當信息碼值為1，外部序列取值為1，則內部序列依次為（1，-1，1，-1);當信息碼值為 1，外部序列取值為-1，則內部序列依次為（1，-1，-1，1);當信息碼值為-1，外部序列取值為 1，則內部序列依次為(-1，1，-1，1);當信息碼值為-1，外部序列取值為-1，則內部序列依次 為(-1，1，1，-1)〇4. 如權利要求1所述的偽隨機序列生成方法，其特征在于，所述偽隨機序列采用0元素 和1元素序列產生。5. 如權利要求1所述的偽隨機序列生成方法，其特征在于，偽隨機序列的解擴過程中， 先對所述外部序列進行同步捕獲，再對內部序列進行同步跟蹤。6. 如權利要求1所述的偽隨機序列生成方法，其特征在于，所述偽隨機序列的周期為內 部序列周期和外部序列周期的乘積。7. 如權利要求1所述的偽隨機序列生成方法，其特征在于，所述偽隨機序列的處理增益 等于內部序列的處理增益。
【專利摘要】本發明涉及一種偽隨機序列生成方法，所述偽隨機序列包括復合鏈接而成的內部序列和外部序列，生成方法如下：首先，檢測采集到的或用戶輸入的信息碼值，并設定外部序列取值，然后，根據外部序列取值和信息碼值確定使用的內部序列類型，最后，將各個內部序列進行串接，所述內部序列為Walsh函數序列，外部序列為m序列。本發明中，通過內部序列和外部序列的復合鏈接，可以在保持信息速率不降低的情況下，使用長周期的偽碼序列進行測距；同時降低了接收端的解析難度，提高了測距精度。
【IPC分類】H04L9/06, H04B1/707
【公開號】CN105656620
【申請號】
【發明人】曾小清, 沈拓, 袁志鵬, 邊冬, 林海香
【申請人】上海果路交通科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月19日