CN108183765B - 一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法及设备，主要技术方案：对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样；根据得到的第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的扰码估计序列；根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，建立第一信号序列扰码的生成矩阵，求解所述第一信号序列扰码的初始状态；对第一信号扰码的初始状态按照预设公式确定采集信号扰码的初始状态。

Description

一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法及设备

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法及设备。

背景技术

宽带码分多址WCDMA作为一种应用广泛的移动通信体制，具有数据速率高、保密性好、抗干扰能力强、支持多速率服务、有效利用多径传播等诸多优点。在WCDMA系统中，扰码是其中一个非常重要的编码参数，它主要用来实现加扰、加密和区分不同小区或者用户终端以及改善信号传输特性。对于信号接收端，在进行信号解码之前需要先进行解扰操作，而解扰需要知道扰码准确的参数信息。在合作通信状态下，解扰所需的参数是已知的，但对于非合作通信领域，扰码参数对于信号接收方往往是未知的，这时就需要对其进行盲恢复。

然而，在实际应用中，扰码一般采用基于线性移位寄存器LFSR生成的序列。其中，生成多项式和初始状态是LFSR序列的两个重要参数，生成一个多项式和一个初始状态可以唯一确定一个LFSR序列。所以，LFSR序列恢复应该包括序列生成多项式恢复和初始状态恢复。现有的序列恢复方法包括BM算法、Walsh-Hadamard变换方法、Cluzeau算法、相关攻击法等。上述方法的应用场景都需要有一个前提假设，即输入信息序列具有有偏性，即0、1不平衡。对于一般的非CDMA信号来说，信息序列一般都满足有偏性，所以，现有的序列恢复方法可以直接应用到这些非CDMA通信场景中去。

但是，传统的序列恢复算法应用到WCDMA信号时，由于WCDMA信号采用0、1平衡的信道码进行扩频，使得输入到扰码器的信息序列不再具有有偏性，这使得传统LFSR序列恢复算法无法直接应用到WCDMA信号的扰码恢复场景中，WCDMA信号的扰码恢复则需要考虑消除信号中信息码和信道码的影响。另外，基于低截获概率的要求，WCDMA信号的发射能量一般以低于周围的环境噪声。因而，扰码的恢复往往需要在低信噪比的环境下进行，但是此时利用传统方法实现扰码恢复也较为困难。因此，如何消除噪声、信道码、信息码等因素影响以解决低信噪比条件下WCDMA信号的扰码恢复已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法及设备，用以解决低信噪比条件下扰码恢复较为困难的问题。

本发明实施例提供一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法，包括：

对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

进一步地，所述方法还包括：

以扩频因子为采样间隔，按照所述采样间隔对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

进一步地，所述方法还包括：

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，对所述观测矩阵进行奇异值分解，将分解结果中最大奇异值对应的特征向量确定为估计序列。

进一步地，所述方法还包括：

根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，通过预设门限确定所述三阶自相关函数的峰值，根据所述峰值确定扰码的生成多项式，并根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，通过所述生成矩阵的行向量建立二元域上的方程组求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

本发明实施例提供一种宽带码分多址信号的扰码恢复设备，包括：

处理单元，用于对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

采用单元，用于根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

建立单元，用于根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

确定单元，用于根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

进一步地，所述设备还包括：

所述采样单元，具体用于以扩频因子为采样间隔，按照所述采样间隔对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

进一步地，所述设备还包括：

所述建立单元，具体用于根据所述第二信号序列建立观测矩阵，对所述观测矩阵进行奇异值分解，将分解结果中最大奇异值对应的特征向量确定为估计序列。

进一步地，所述设备还包括：

所述确定单元，具体用于根据预设公式

计算所述估计序列的三阶自相关函数，通过预设门限确定所述三阶自相关函数的峰值，根据所述峰值确定扰码的生成多项式，并根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，通过所述生成矩阵的行向量建立二元域上的方程组求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

本发明实施例提供一种存储设备，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

本发明实施例提供一种移动终端，包括处理器，适于实现各种指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

本发明实施例提供的一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法及设备，与目前现有技术中扰码的恢复往往无法在低信噪比的环境下进行相比，本发明实施例通过对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列，根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列，然后根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列，再根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，基于第一信号扰码序列的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态，实现了低信噪比下进行工作，为低信噪比条件下针对WCDMA信号的非合作通信提供强有力的技术支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种采样信号的延迟自相关函数的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种部分三阶自相关函数的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种部分峰值位置的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种分段Walsh-Hadamard的Walsh谱的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种宽带码分多址信号的扰码恢复设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法，如图1所示，所述方法包括：

101、对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列。

其中，所述采集的信号样本为WCDMA信号的离散信号，如，{r(n)}(n＝1,2,...,N)，所述延迟相乘处理可以根据延迟相乘的关系式对原始数据进行延迟相乘操作，关系式为x(n)＝r(n)r(n+1)，得到的第一信号序列{x(n)}(n＝1,2,...,N)包含有扰码序列和其移位序列的模2和构成的码序列{s'(n)},(n＝1,2,...,P)，一般的，扰码序列是m序列，且m序列和它的移位序列的模2和仍是原m序列的一个移位序列。因此，码序列{s'(n)},(n＝1,2,...,P)仍是m序列。

需要说明的是，本发明实施例中，预期处理的WCDMA信号的离散模型为：r(k)＝y(k)+n(k)＝ab(k)c(k)s(k)+n(k)，其中，y(k)表示理想的无噪信号，r(k)表示含高斯噪声的WCDMA信号，a表示信号幅值，b(k)、c(k)、s(k)分别表示信息序列、信道码序列、扰码序列，n(k)为零均值高斯白噪声。通过对采集的信号样本进行延迟相乘处理，消除采集信号中的信息码所产生的影响，减少信息码对扰码恢复的干扰。

102、根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

其中，所述延迟自相关处理为根据延迟自相关系式进行计算延迟自相关函数{R(m)}(m＝1,2,...,N)，延迟自相关系式为所述峰值为根据自相关函数作图或求极值得到的峰值，然后计算出峰值之间的距离，得到周期码序列{s'(n)},(n＝1,2,...,P)的周期长度，采样信号的延迟自相关函数如图2所示。所述扩频因子为采样间隔，按照采样间隔对{x(n)}(n＝1,2,...,N)进行采样，得到第二信号序列{x_G(k)}(k＝1,2,...,N)，x_G(n)＝x(nL)，其中L为采样间隔，它取值为扩频因子。

需要说明的是，本发明实施例中，信道码序列的周期长度(扩频增益)为L，扰码序列的周期长度为P。需特别说明的是，信道码序列c(k)是WCDMA系统采用的正交可变扩频因子码(OVSF码)，扰码序列s(k)是CDMA信号常用的一种序列m序列。通过对第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，实现快速估计扰码长度，并通过对第一信号进行采样消除信道码的影响。

103、根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列。

其中，所述观测矩阵可以为其中观测矩阵X_G为P×M维，所述奇异值分解为线性代数中一种重要的矩阵分解，是矩阵分析中正规矩阵酉对角化的推广，然后对观测矩阵进行奇异值分解，与最大奇异值相对应的特征向量v₀就是{s″(n)},(n＝1,2,...,P)的一个估计序列通过奇异值分解计算出观测矩阵的估计序列，有效地降低扰码估计序列的误码率。

104、根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

其中，所述预设公式为()_P表示对P取模。然后利用三阶自相关函数的峰值位置来估计扰码序列的生成多项式g(D)。扰码估计序列的部分三阶自相关函数如图3所示，部分峰值位置如图4所示。

需要说明的是，生成多项式建立扰码序列的生成矩阵可以根据来映射扰码估计序列得到扰码估计序列二元序列(即是{s″(n)},(n＝1,2,...,P)的一个估计序列)，其中s″(n)序列仍是m序列，也是LFSR序列，那么它可以看成一个(N,r)线性分组码。利用s'(n)的生成多项式g(D)＝a₀+a₁D+...+a_rD^r的递推关系，可以构造出s'(n)的生成矩阵G，

另外，序列{s″(n)}是码序列{s'(n)}的L采样序列，对生成矩阵G进行列采样即可得到序列{s″(n)}的生成矩阵G'，求得的解即为第一信号扰码序列的初始状态Q_s'。通过公式Q_s＝TQ_s'，就可以从第一信号扰码序列的初始状态Q_s'解算出s(n)的初始状态Q_s。通过三阶自相关函数可以高效、准确地估计误码条件下的扰码多项式，求解生成矩阵G构成的方程组可以估计误码条件下的扰码器的初始状态。

对于本发明实施例，为了更优的采集新的信号序列，所述按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列包括：以扩频因子为采样间隔，按照所述采样间隔对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

其中，由于正交可变扩频因子OVSF码的序列长度(扩频因子L)是2的指数倍，且OVSF码以L为周期重复使用，因此序列{x_G(k)}(k＝1,2,...,N)中包含码序列{s'(n)},(n＝1,2,...,P)的L采样序列。另外，码序列{s'(n)}是m序列，且m序列的L采样序列是原m序列的一个移位序列。因此，这一步得到L采样序列中包含序列s'(n)的一个移位序列，记{s″(n)},(n＝1,2,...,P)。

对于本发明实施例，为了进一步地降低扰码估计序列的误码率，所述根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列包括：根据所述第二信号序列建立观测矩阵，对所述观测矩阵进行奇异值分解，将分解结果中最大奇异值对应的特征向量确定为估计序列。

其中，构造的观测矩阵X_G，然后对观测矩阵进行奇异值分解，与最大奇异值相对应的特征向量v₀就是{s″(n)},(n＝1,2,...,P)的一个估计序列

对于本发明实施例，为了进一步细化求解过程，所述根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，基于第一信号扰码序列的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态估计，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定所述采集信号扰码的初始状态估计包括：根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，通过预设门限确定所述三阶自相关函数的峰值，根据所述峰值确定扰码的生成多项式，并根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，通过所述生成矩阵的行向量建立二元域上的方程组求解所述第一信号扰码序列的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定所述采集信号扰码的初始状态。

其中，三阶自相关函数的峰值通过门限来确定，门限一般根据实际数据进行多次试验综合获取，本发明实施例中的预设门限为0.5。从这些峰值在平面(p,q)中的坐标，取两个不可约的点坐标(p₁,q₁)、(p₂,q₂)，即要求(p₁,q₁)≠c(p₂,q₂)，c取任意正整数。然后利用这两点构造两个伽罗华域上的多项式然后利用矩阵斜消方法求取g₁(D)、g₂(D)的最大公因式，即可得到采样序列{s″(n)},(n＝1,2,...,P)的生成多项式g(D)＝a₀+a₁D+...+a_rD^r。注意到m序列的采样序列是原m序列的移位序列。因此{s(n)}，{s'(n)}，{s″(n)},(n＝1,2,...,P)有共同的生成多项式g(D)＝a₀+a₁D+...+a_rD^r。即{s(n)}的生成多项式为g(D)＝a₀+a₁D+...+a_rD^r。

另外，生成矩阵G，序列{s″(n)}是码序列{s'(n)}的L采样序列。对生成矩阵G进行列采样即可得到序列{s″(n)}的生成矩阵G'，利用G'和可以构造出如下的二元域上的含错线性方程组，即为

其中s'(n)的初始状态s'(1),s'(2),...,s'(r-1)是未知的。对上式进一步化简为利用分段Walsh-Hadamard算法求解方程组的解。此方程组的解的低r位就是s'(n)码序列的初始状态。分段Walsh-Hadamard的Walsh谱如图5所示。假设序列s'(n)、s(n)的初始状态分别为Q_s'＝(s'(1),s'(2),...,s'(r-1))^T、Q_s＝(s(1),s(2),...,s(r-1))^T，则两个向量Q_s'、Q_s之间存在一个如下的状态转移矩阵T，最终使得Q_s＝TQ_s'，那么通过上式就可以有s'(n)码序列的初始状态Q_s'＝(s'(1),s'(2),...,s'(r-1))^T解算出s(n)的初始状态分别为、Q_s＝(s(1),s(2),...,s(r-1))^T。因此利用扰码的生成多项式和初始状态的估计可以成功地恢复出扰码。

对于本发明实施例，具体的应用场景可以如下所示，但不限于此，包括：通过蒙特卡洛实验验证对低信噪比WCDMA信号扰码的恢复性能。设BPSK-WCDMA信号采用的扰码是序列长度为P＝1023，生成多项式为g(D)＝D¹⁰+D³+1，初始状态为Q_s＝(0,1,1,1,1,1,0,1,0,0)^T的m序列以及采用的信道码为G＝64的OVSF码。样本长度为N＝30GP或N＝50GP。图2-图5显示了WCDMA信号的扰码恢复过程采用的部分特征。图2所示，延迟自相关函数两峰值之间的间距为1023，与仿真设置的扰码周期P一致。图4所示，其中两个不可约的峰值坐标为(1,77)，(3,10)。按照公式可以得到g₁(D)＝1+D¹+D⁷⁷，g₂(D)＝1+D³+D¹⁰，通过计算可以得到g₁(D)和g₂(D)的最大公因式为D¹⁰+D³+1，与仿真设置的扰码生成多项式一致。图5所示，Walsh谱的峰值位置为1083，转换为二进制后为10000111011，取低十位可得1000011101，即估计得到Q_s'＝(1,0,1,1,1,0,0,0,0,1)^T。利用公式计算得到过度矩阵T，并利用Q_s＝TQ_s'计算得到Q_s＝(0,1,1,1,1,1,0,1,0,0)^T，与实验设置的扰码初始状态一致。从以上结果可知道，本发明能够实现对WCDMA信号扰码的恢复。然后在不同的信噪比条件下进行蒙特卡洛仿真，每个信噪比下的仿真次数设为500。仿真得到扰码恢复正确率的统计结果如表1所示。

表1.低信噪比下WCDMA信号扰码恢复的仿真结果

信噪比(dB)

-12

-11

-10

-9

-8

-7

N＝30GP

0％

13.4％

95.4％

100％

100％

100％

N＝50GP

21.8％

97.6％

100％

100％

100％

100％

本发明实施例提供的一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法，与目前现有技术中扰码的恢复往往无法在低信噪比的环境下进行相比，本发明实施例通过采用了延迟相乘的方法消除了信息码的影响，然后通过采用OVSF码的性质以及m序列的性质，从WCDMA信号中抽取出一个包含有扰码采样序列的含噪信号。之后通过奇异值分解方法分离信号空间和噪声空间，从而降低噪声对扰码采样序列估计的影响，然后为了进一步降低噪声对扰码恢复的影响，采用三阶自相关方法估计扰码序列的生成多项式，最后利用LFSR序列的对偶特性以及差分特性估计扰码序列的初始状态，实现估计性能优越，能在非常低信噪比下实现WCDMA信号扰码的恢复。

进一步地，作为图1所述方法的具体实现，本发明实施例提供了一种宽带码分多址信号的扰码恢复设备，如图6所示，所述设备包括：处理单元21、采用单元22、建立单元23、确定单元24。

处理单元21，用于对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；所述处理单元21为宽带码分多址信号的扰码恢复设备执行对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列的功能模块。

采用单元22，用于根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；所述采用单元22为宽带码分多址信号的扰码恢复设备执行根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列的功能模块。

建立单元23，用于根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；所述建立单元23为宽带码分多址信号的扰码恢复设备执行根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列的功能模块。

确定单元24，用于根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。所述确定单元24为宽带码分多址信号的扰码恢复设备执行根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，基于第一信号扰码序列的生成矩阵求解所述第一信号扰码序列的初始状态状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定所述采集信号扰码的初始状态估计。

进一步地，

所述采样单元22，具体用于以扩频因子为采样间隔，按照所述采样间隔对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

所述建立单元23，具体用于根据所述第二信号序列建立观测矩阵，对所述观测矩阵进行奇异值分解，将分解结果中最大奇异值对应的特征向量确定为估计序列。

所述确定单元24，具体用于根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，通过预设门限确定所述三阶自相关函数的峰值，根据所述峰值确定扰码的生成多项式，并根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，通过所述生成矩阵的行向量建立二元域上的方程组求解所述扰码序列的初始状态状态，求解所述第一信号扰码序列的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

本发明实施例提供的一种宽带码分多址信号的扰码恢复设备，与目前现有技术中扰码的恢复往往无法在低信噪比的环境下进行相比，本发明实施例通过采用了延迟相乘的方法消除了信息码的影响，然后通过采用OVSF码的性质以及m序列的性质，从WCDMA信号中抽取出一个包含有扰码采样序列的含噪信号。之后通过奇异值分解方法分离信号空间和噪声空间，从而降低噪声对扰码采样序列估计的影响，然后为了进一步降低噪声对扰码恢复的影响，采用三阶自相关方法估计扰码序列的生成多项式，最后利用LFSR序列的对偶特性以及差分特性估计扰码序列的初始状态，实现估计性能优越，能在非常低信噪比下实现WCDMA信号扰码的恢复。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种宽带码分多址信号的扰码恢复设备所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1所示方法的对应描述，在此不再赘述。

进一步地，本发明实施例提供了一种存储设备，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定采集信号扰码的初始状态。

进一步地，本发明实施例提供了一种移动终端，包括处理器，适于实现各种指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；根据预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，基于第一信号扰码序列的生成矩阵求解所述第一信号扰码序列的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照预设公式Q_s＝TQ_s'确定所述采集信号扰码的初始状态。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种宽带码分多址信号的扰码恢复方法，其特征在于，包括：

对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照第二预设公式确定采集信号扰码的初始状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列包括：

以扩频因子为采样间隔，按照所述采样间隔对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列包括：

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，对所述观测矩阵进行奇异值分解，将分解结果中最大奇异值对应的特征向量确定为估计序列。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照预设公式确定采集信号扰码的初始状态包括：

根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，通过预设门限确定所述三阶自相关函数的峰值，根据所述峰值确定扰码的生成多项式，并根据所述生成多项式建立第一信号扰码序列的生成矩阵，通过所述生成矩阵的行向量建立二元域上的方程组求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照第二预设公式确定采集信号扰码的初始状态。

5.一种宽带码分多址信号的扰码恢复设备，其特征在于，包括处理单元，用于对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

采用单元，用于根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

建立单元，用于根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

确定单元，用于根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照第二预设公式确定采集信号扰码的初始状态。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，

所述采样单元，具体用于以扩频因子为采样间隔，按照所述采样间隔对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列。

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，

所述建立单元，具体用于根据所述第二信号序列建立观测矩阵，对所述观测矩阵进行奇异值分解，将分解结果中最大奇异值对应的特征向量确定为估计序列。

8.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，

所述确定单元，具体用于根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，通过预设门限确定所述三阶自相关函数的峰值，根据所述峰值确定扰码的生成多项式，并根据所述生成多项式建立第一信号扰码的生成矩阵，通过所述生成矩阵的行向量建立二元域上的方程组求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对第一信号扰码的初始状态按照第二预设公式确定采集信号扰码的初始状态。

9.一种存储设备，其中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照第二预设公式确定采集信号扰码的初始状态。

10.一种移动终端，包括处理器，适于实现各种指令；以及存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行：

对采集的信号样本进行延迟相乘处理，得到第一信号序列；

根据延迟自相关特性，对所述第一信号序列的码序列进行延迟自相关处理，根据处理后的自相关函数的峰值计算所述码序列的周期长度，并按照扩频因子对第一信号序列进行信号采样，得到第二信号序列；

根据所述第二信号序列建立观测矩阵，通过奇异值分解计算出所述观测矩阵的估计序列；

根据第一预设公式计算所述估计序列的三阶自相关函数，根据所述三阶自相关函数的峰值位置确定扰码的生成多项式，以及根据所述生成多项式建立第一信号序列扰码的生成矩阵，基于第一信号序列扰码的生成矩阵求解所述第一信号序列扰码的初始状态，对所述第一信号扰码的初始状态按照第二预设公式确定采集信号扰码的初始状态。