[发明专利]低复杂度的基于和积算法的IMP伪码捕获方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是扩频通信系统中的关键技术，即PN码捕获。特别是在低信噪比条件下，低复杂度的PN码快速捕获方案的设计。

背景技术

在许多扩频通信系统中，为了达到抗干挠和保密性的要求，通常采用长PN码序列作为扩频码。因此，低信噪比下的长PN码捕获是系统实现的关键问题。传统的PN码捕获算法有串行捕获、并行捕获。其中串行捕获的复杂度低，但捕获时间长；并行捕获的捕获时间短，但复杂度高。为解决这一问题，学术界提出了基于迭代信息传递(Iterative Massage Passing，IMP)的伪码捕获算法(以下简称IMP伪码捕获算法)。该算法将PN码看作特殊的线性分组码，并把PN码的约束关系用Tanner图表示，然后在Tanner图上执行迭代的消息传递算法得到PN序列的初始状态及其相位，进而生成本地PN码，最后进行相关验证。相对串行捕获，此算法的捕获速度快得多；相对并行捕获，此算法的复杂度低得多。此算法在选取初始状态时，IMP伪码捕获算法用迭代过程中状态估计向量出现的次数来衡量状态估计向量的可靠性，进而选择可靠性最大的状态估计向量作为初始状态来生成本地PN码。这种选择初始状态的方法需要统计向量出现的频数，引入较高的复杂度的同时也缺乏相应的理论依据。因此本专利提出了一种高效的低复杂度IMP的捕获方法，这种方法的捕获性能优于传统的IMP方法。

发明内容

本发明提出了一种基于和积算法的IMP伪码捕获方法。它的最大优点在于将低了原IMP伪码捕获算法的复杂度，同时提高了捕获性能。

1.系统模型

r阶线性反馈移位寄存器(Linear feedback shift register，LFSR)产生的具有最大长度的序列称为m序列，其长度为N＝2^r-1。它是最常见的一种PN码。r阶LFSR产生序列的原理图如图1所示。在任何时刻k，用0≤i≤r-1表示第i个寄存器的值。其本原多项式为

g(D)＝g₀+g₁D+g₂D²+…+g_rD^r       (1)

其中D表示延迟单元，g₀＝g_r＝1，g_i∈{0，1}，1≤i≤r-1。

于是可得结束方程

g0xkr⊕g1xkr-1⊕...⊕gr-1xk1⊕grxk0=0---(2)]]>

其中表示模2加。

已有文献证明了若将全零序列看作一个特殊的m序列，r阶LFSR产生m序列满足线性条件，即可将产生m序列的过程看作一个(N，r)线性分组码的编码过程。

将式(2)应用于整个m序列，则有

其中H_LFSR为m序列的校验矩阵，大小为(N-r)×N。