[发明专利]一种交织法生成的ZCZ序列集合的快速周期相关方法

说明书

本发明公开了一种交织法生成的零相关区(Zero Correlation Zone，ZCZ)序列集合的快速周期相关方法，包括如下步骤：确定生成ZCZ序列集合所需各项参数，包括迭代次数、理想周期自相关序列和酉矩阵，以及确定ZCZ序列集合的各项参数，包括序列长度、序列条数和零相关区的长度；将与ZCZ序列集合周期相关的接收序列分为各子向量，并与理想自相关序列相关；将这组相关值乘上酉矩阵中的元素并将其中对应元素求和，得到新的一组相关值；将上一步循环迭代，最终得到接收序列与ZCZ序列集合的周期相关值。

技术领域

本发明提供一种交织法生成的零相关区(Zero Correlation Zone，ZCZ)序列集合的快速周期相关方法，属于信息理论、信号处理及通信技术领域。

背景技术

一组具有理想周期自相关和周期互相关或者理想非周期自相关和非周期互相关的序列集合，能够很好地应用在通信和雷达系统中，提供包括识别、同步、搜索、干扰消除和信道估计等功能。例如，随着以多输入多输出(Multiple-Input and Multiple-Output,MIMO)技术为代表的无线通信技术的发展，如何通过利用空间维度以使系统获得更高的吞吐率和更可靠的传输，已成为目前十分热门的研究内容之一。对于MIMO无线通信接收机，同步和信道估计是实现高性能接收的关键之一。采用具有这种理想相关特性的序列作为导频序列：利用理想相关序列的唯一非零峰值，可实现精确时间同步；利用零相关区，可消除多径干扰，实现最优信道估计。

然而，同时具有理想周期自相关和周期互相关或者理想非周期自相关和非周期互相关的序列集合已经被证明是不存在的，一种替代方案是ZCZ序列集合。ZCZ序列集合，即集合内一个序列具有一定长度零相关区自相关特性，不同序列具有同等长度零相关区互相关特性，只要零相关区的长度大于所需理想自相关和互相关的区域长度，就可以代替理想序列集合实现以上功能。

在这种背景下，许多ZCZ序列集合的生成方法被提出来。特别是，基于理想序列和酉矩阵采用交织法生成法，由于其生成方法简单易行，并且其生成的ZCZ序列集合的零相关区长度达到理论界而受到广泛关注和研究。但是，在实际应用中，周期相关运算的计算量较大，增加接收机的硬件成本和信息处理时延，不利于信息的快速处理。

发明内容

发明目的：针对上述基于理想序列和酉矩阵采用交织方法生成的ZCZ序列集合，设计其对应的快速周期相关方法，从而降低接收端的运算量。

技术方案：一种交织法生成的ZCZ序列集合的快速周期相关方法，首先生成ZCZ序列集合，然后对生成的ZCZ序列集合的进行快速周期相关。

生成ZCZ序列集合的步骤如下：

(1)设为长度为l的理想序列，即A₀的自相关函数满足如下性质：

其中，为序列A₀的能量，mod表示取模操作，(·)^*表示共轭操作。

(2)定义两个整数l₀和l₁，满足l＝l₀l₁,1≤l₀＜l,1≤l₁＜l，l₁个理想序列A_i,0≤i≤l₁-1，由A₀循环向左移位il₀个位数生成，表示如下：

(3)设B_n,n≥1，为l₁×l₁的酉矩阵，表示如下：

(公式3)

酉矩阵满足如下性质：