一种伪随机序列生成方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种伪随机序列生成方法。
【背景技术】
[0002] 伪随机码(Pseudo Random Code)又被称伪噪声码(Pseudo Noise Code)，简称PN 码，是一种周期码，可W人为地进行产生与复制。简而言之，伪随机码是具有类似白噪声性 质的码序列。
[0003] m序列是最大长度线性反馈位移寄存器序列的简称，属于伪随机序列的一种，其具 有优良的自相关函数。由于m序列易于产生和复制，在直接扩频通信系统中常被广泛用于扩 展基带信号。在伪随机序列码速率一定的情况下，伪随机序列的周期越长，其测距量程越 大，但是增大伪随机码序列的周期长度，会降低信息码的速率，同时由于周期长度增加也提 高了接收端的解析难度，进而影响测距精度。
[0004] 因此，如何提供一种既能够增加测距量程，有能够提高测量精度的伪随机序列生 成方法，是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种伪随机序列生成方法，W解决现有的伪随机序列生成方法量程 小、精度低的问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种伪随机序列生成方法，所述伪随机序列包 括复合链接而成的内部序列和外部序列，生成方法如下:首先，检测采集到的或用户输入的 信息码值，并设定外部序列取值，然后，根据外部序列取值和信息码值确定使用的内部序列 类型，最后，将各个内部序列进行串接，所述内部序列为Walsh函数序列，外部序列为m序列。
[0007] 较佳地，所述Walsh函数使用哈达码矩阵的行或列构成。
[000引较佳地，确定使用的内部序列类型的方法为：当信息码值为1，外部序列取值为1， 则内部序列依次为（1，-1，1，-1);当信息码值为1，外部序列取值为-1，则内部序列依次为 (1，-1，-1，1);当信息码值为-1，夕F部序列取值为1，则内部序列依次为(-1，1，-1，1);当信息 码值为-1，外部序列取值为-1，则内部序列依次为(-1，1，1，-1)。
[0009] 较佳地，所述伪随机序列采用0元素和1元素序列产生。
[0010] 较佳地，伪随机序列的解扩过程中，先对所述外部序列进行同步捕获，再对内部序 列进行同步跟踪。
[0011] 较佳地，所述伪随机序列的周期为内部序列周期和外部序列周期的乘积。
[0012] 较佳地，所述伪随机序列的处理增益等于内部序列的处理增益。
[0013] 与现有技术相比，本发明提供的一种一种伪随机序列生成方法，所述伪随机序列 包括复合链接而成的内部序列和外部序列，生成方法如下:首先，检测采集到的或用户输入 的信息码值，并设定外部序列取值，然后，根据外部序列取值和信息码值确定使用的内部序 列类型，最后，将各个内部序列进行串接，所述内部序列为Walsh函数序列，外部序列为m序 列。本发明中，通过内部序列和外部序列的复合链接，可w在保持信息速率不降低的情况 下，使用长周期的伪码序列进行测距;同时降低了接收端的解析难度，提高了测距精度。
【具体实施方式】
[0014] 为了更详尽的表述上述发明的技术方案，W下列举出具体的实施例来证明技术效 果;需要强调的是，运些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。
[0015] 本发明提供的一种伪随机序列生成方法，所述伪随机序列包括复合链接而成的内 部序列和外部序列，生成方法如下：首先，检测采集到的或用户输入的信息码值，并设定外 部序列取值，然后，根据外部序列取值和信息码值确定使用的内部序列类型，最后，将各个 内部序列进行串接，所述内部序列为Walsh函数序列，外部序列为m序列。本发明中，通过内 部序列和外部序列的复合链接，可W在保持信息速率不降低的情况下，使用长周期的伪码 序列进行测距;同时降低了接收端的解析难度，提高了测距精度。
[0016] 较佳地，所述Walsh函数使用哈达码化adamard)矩阵的行或列构成。哈达码矩阵是 一个方阵，而且具有如式1所示的递推关系：
[0020] 可W按照式1的递推关系，得到任意阶次的哈达阵。
[0021] 较佳地，所述伪随机序列采用0元素和1元素序列产生，具体地，本实施例中，确定 使用的内部序列类型的方法为：当信息码值为1，外部序列取值为1，则内部序列依次为（1，- 当信息码值为1，外部序列取值为-1，则内部序列依次为当信息码值 为-1，外部序列取值为1，则内部序列依次为(-1，1，-1，1);当信息码值为-1，外部序列取值 为-1，则内部序列依次为(-1,1，1，-1)。也就是说，信息码的一个码元对应一个m序列的码 元，然后对应于一个Walsh序列，其实际上是按照较短的Walsh序列为单位，由m序列每一个 码值与对应的信息码值共同决定Walsh序列的选取，并再串联而成。
[0022] 较佳地，伪随机序列的解扩过程中，先对所述外部序列进行同步捕获，运样就可W 通过外部序列进行大量程、低精度的测距;再对内部序列进行同步跟踪，运样就可W通过内 部序列进行小量程、高精度的测距。
[0023] 例如:为了生成长度为10000的伪随机序列下用m-Walsh序列表示），可W先生 成一个长度为1250的m序列，再链接上长度为8的Walsh序列，而生成长度为1250的m序列比 直接生成10000长度的m序列要来的简单。生成相同码速率的Walsh序列和m序列上，Walsh序 列要容易的多。运样就从伪随机序列生成方面进行了简化。
[0024] 然后从相位同步方面进行比较:对长度为10000的m序列进行相位同步，最不利的 情况是进行10000次移位;而对m-Walsh序列的相位同步在最不利情况下的移位次数就是移 动外码和内码的长度，即1258次。所W使用复合伪随机序列在解扩中的相位移动次数大大 减少，也就能更迅速地获得到达时间差，同时使得解扩过程变得比较容易。
[0025] 较佳地，所述伪随机序列的周期为内部序列周期和外部序列周期的乘积，所述伪 随机序列的处理增益等于内部序列的处理增益。例如：内部的Walsh序列的周期记为Nin，外 部的m序列的周期记为Nnut，则，伪随机序列的周期为NinXNnut。通过运样的处理就能够在保 持信息速率不降低的情况下，使用长周期的伪码序列进行测距，但相对于外部序列的输入 信息码的解调是在接收到内部序列后才实现的，所W运种串接码的处理增益等于内部序列 的处理增益。
[0026] 本发明一方面降低了产生伪随机序列的难度，另一方面在解析过程中，可W先解 析出外部序列，再在外部序列的基础上解析出内部序列，从而大大降低了解析的难度;而更 重要的是对于距离测量可W先用外部序列得出一个大致的到达时间差，再利用内部序列得 出更精细的到达时间差，从而大大降低了测距难度并提高了测距精度。
[0027] 综上所述，本发明提供的一种伪随机序列生成方法，所述伪随机序列包括复合链 接而成的内部序列和外部序列，生成方法如下：首先，检测采集到的或用户输入的信息码 值，并设定外部序列取值，然后，根据外部序列取值和信息码值确定使用的内部序列类型， 最后，将各个内部序列进行串接，所述内部序列为Walsh函数序列，外部序列为m序列。本发 明生成的伪随机序列比普通伪随机序列具有生成简单、解扩时间短且容易的优势；生成简 单和解扩容易使得系统在设计上比较简单，有利于降低后续研发的难度和便于控制生产成 本;减少系统测距的数据输出的处理时间能够显著降低测距的误差，提高安全保障能力;而 解扩时间短则有利于进行快速捕获和解析，从而减少了系统的处理时间，同时也便于进行 高频率的测距。
[0028] 显然，本领域的技术人员可W对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神 和范围。运样，倘若本发明的运些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之 内，则本发明也意图包括运些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种伪随机序列生成方法，其特征在于，所述伪随机序列包括复合链接而成的内部 序列和外部序列，生成方法如下：首先，检测采集到的或用户输入的信息码值，并设定外部 序列取值，然后，根据外部序列取值和信息码值确定使用的内部序列类型，最后，将各个内 部序列进行串接，所述内部序列为Walsh函数序列，外部序列为m序列。2. 如权利要求1所述的伪随机序列生成方法，其特征在于，所述Walsh函数使用哈达码 矩阵的行或列构成。3. 如权利要求2所述的伪随机序列生成方法，其特征在于，确定使用的内部序列类型的 方法为：当信息码值为1，外部序列取值为1，则内部序列依次为（1，-1，1，-1);当信息码值为 1，外部序列取值为-1，则内部序列依次为（1，-1，-1，1);当信息码值为-1，外部序列取值为 1，则内部序列依次为(-1，1，-1，1);当信息码值为-1，外部序列取值为-1，则内部序列依次 为(-1，1，1，-1)〇4. 如权利要求1所述的伪随机序列生成方法，其特征在于，所述伪随机序列采用0元素 和1元素序列产生。5. 如权利要求1所述的伪随机序列生成方法，其特征在于，伪随机序列的解扩过程中， 先对所述外部序列进行同步捕获，再对内部序列进行同步跟踪。6. 如权利要求1所述的伪随机序列生成方法，其特征在于，所述伪随机序列的周期为内 部序列周期和外部序列周期的乘积。7. 如权利要求1所述的伪随机序列生成方法，其特征在于，所述伪随机序列的处理增益 等于内部序列的处理增益。
【专利摘要】本发明涉及一种伪随机序列生成方法，所述伪随机序列包括复合链接而成的内部序列和外部序列，生成方法如下：首先，检测采集到的或用户输入的信息码值，并设定外部序列取值，然后，根据外部序列取值和信息码值确定使用的内部序列类型，最后，将各个内部序列进行串接，所述内部序列为Walsh函数序列，外部序列为m序列。本发明中，通过内部序列和外部序列的复合链接，可以在保持信息速率不降低的情况下，使用长周期的伪码序列进行测距；同时降低了接收端的解析难度，提高了测距精度。
【IPC分类】H04L9/06, H04B1/707
【公开号】CN105656620
【申请号】
【发明人】曾小清, 沈拓, 袁志鹏, 边冬, 林海香
【申请人】上海果路交通科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月19日