CN111490847B - 一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置。所述方法包括：在扩频通信中，根据扩频码的长度选择相应的伪随机码序列类型，如果扩频系统中扩频码的长度为2^n比特则选择采用大M序列，如果是2^n‑1则选择采用Gold序列；当选择大M序列时，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列；当选择Gold序列时，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列。采用本申请提供的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置，能够同时获取多个有效的m序列用于扩频通信，提高扩频通信的效率。

Description

一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置。
背景技术
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输，接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。显然，这种通信方式与一般常见的窄带通信方式相反，是在扩展频谱后，宽带通信，再相关处理恢复成窄带后解调数据。扩展频谱通信方式有许多优点，如抗干扰、抗噪音、抗多径衰落、低功率谱密度下工作、有保密性、可多址复用和任意选址、高精度测量等。扩展频谱通信作为新型通信方式，特别引人注目，得到了迅速发展和广泛应用。
而作为扩频通信中常用的一种扩频方式，直接序列扩频(DSSS—Direct SequenceSpread Spectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。这种技术是将要发送的信息用伪随机码(PN 码)扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。
具有良好伪随机性的和相关性的CDMA编码对于CDMA通信和它的应用是非常重要的，在 CDMA通信系统中，抗干扰、抗截获、信息数据隐蔽和保密、抗多径干扰和抗衰落、实现同步与捕捉等都是与CDMA编码的设计密切相关。这些编码被称为扩频编码，其中最为典型的就是伪随机码。
伪随机码(pseudo random code)又称为伪噪声码(pseudo noise code)，简称PN码。简单地说，伪随机码是一种具有类似白噪声性质的码。白噪声是一种随机过程，它的瞬时值服从正态分布，功率谱在很宽频带内都是均匀的。白噪声具有优良的相关特性，但至今无法实现对其进行放大、调制、检测、同步及控制等。在工程上和实践中，只能用类似于带限白噪声统计特性的伪随机码信号来逼近，并作为扩展频谱系统的扩频码。
伪随机码是一种周期码，可以人为地加以产生和复制，通常由二进制移位寄存器来产生。由于这种码具有类似白噪声的性质，相关函数具有尖锐的特性，功率谱占据很宽的频带，因此易于从其它信号或干扰中分离出来，具有优良的抗干扰特性。
二元m序列是一种伪随机序列，有优良的自相关函数，是狭义伪随机序列。m序列易于产生于复制，在扩频技术中得到了广泛应用。但现有系统中如何能够同时获取多个有效的m序列用于通信系统，这m序列两两之间如何约束使得整体的m序列组性能最好，现有技术还有待研究。
发明内容
本申请提供了一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，包括：
在扩频通信中，根据扩频码的长度选择相应的伪随机码序列类型，如果扩频系统中扩频码的长度为2^n比特则选择采用大M序列，如果是2^n-1则选择采用Gold序列；
当选择大M序列时，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列；
当选择Gold序列时，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其中，小m序列为二元m序列，是一种伪随机序列，大M序列来源于小m序列，即在小m序列连续n-1个零中插入一个零值。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其中，Gold序列是小m序列的复合码序列，由两个码长相等、码时钟速率相同的小m序列优选对模2加法或模2乘法构成。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其中，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列，具体包括如下子步骤：
A1、获取大M序列对应的多项式总数Lall，并设置随机挑选次数SuiNum；
A2、从Lall个多项式中随机选取Nuser个多项式；
A3、对Nuser个多项式执行两重互相关循环计算，得到最大互相关数值大小MaxValue；
A4、判断计算得到的最大互相关数值大小MaxValue是否小于最大最小数值MinmaxValue，如果是，则执行步骤A5，否则返回执行步骤A2。
A5、使用最大互相关数值大小MaxValue更新最大最小数值MinmaxValue，并更新记录多项式位置Primploy_pos；
A6、判断挑选次数是否大于设置的随机挑选次数SuiNum，如果是，则输出更新后的多项式位置Primploy_pos，找到Nuser组对应位置的大M序列作为扩频码序列，否则返回执行步骤A2。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其中，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列，具体包括如下子步骤：
B1、存储所有对应的小m序列的本原多项式Lall；
B2、按照本原多项式不同或初始相位不同逐步移位模二加算法，生成两组m序列，判断这两组m序列的互相关函数是否具有三值特性，如果是，则执行步骤B3，否则返回继续执行步骤B2；
B3、对两组m序列进行异或运算得到一个初步的Gold序列，判断该初步Gold序列自相关特性是否具有4数值特性和平衡特性，如果是，则执行步骤B4，否则返回步骤B2；
B4、保存该初步Gold序列至Gold列表中，并判断所有的多项式和初始相位是否都遍历完成，如果是，则执行步骤B5，否则返回步骤B2；
B5、从Gold列表中同时提取Nuser个Gold序列，重复两次循环，每一次任意挑选两个Gold序列并判断互相关特性，判断所有互相关数值是否满足三值特性，如果是，则将该组Gold 序列作为扩频码序列，否则返回步骤B5。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其中，互相关数值满足三值特性，具体为：
当n为奇数时,互相关函数R(τ)取值为-1、-(2(n+1)/2+1)、(2(n+1)/2-1)；
当n为偶数且不为4的倍数时,互相关函数R(τ)取值为-1、-(2(n+2)/2+1)、(2(n+2)/2+1)；
以及Gold序列的自相关还有一个数值是2n-1。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其中，Gold序列自相关特性具有平衡特性，具体为若Gold序列中元素1的个数比元素0的个数多且仅多一个，那么这个Gold 序列就是平衡Gold序列。
本申请还提供一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信装置，包括：
伪随机码序列类型选择模块，用于在扩频通信中，根据扩频码的长度选择相应的伪随机码序列类型，如果扩频系统中扩频码的长度为2^n比特则选择采用大M序列，如果是2^n-1则选择采用Gold序列；
基于大M序列寻找扩频码序列模块，用于当选择大M序列时，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列；
基于Gold序列寻找扩频码序列模块，用于当选择Gold序列时，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信装置，其中，所述基于大M序列寻找扩频码序列模块，具体用于：获取大M序列对应的多项式总数Lall，并设置随机挑选次数 SuiNum；从Lall个多项式中随机选取Nuser个多项式；对Nuser个多项式执行两重互相关循环计算，得到最大互相关数值大小MaxValue；当最大互相关数值大小MaxValue小于最大最小数值MinmaxValue时使用最大互相关数值大小MaxValue更新最大最小数值MinmaxValue，并更新记录多项式位置Primploy_pos；当挑选次数大于设置的随机挑选次数SuiNum时输出更新后的多项式位置Primploy_pos，找到Nuser组对应位置的大M序列作为扩频码序列。
如上所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信装置，其中，基于Gold序列寻找扩频码序列模块，具体用于存储所有对应的小m序列的本原多项式Lall；按照本原多项式不同或初始相位不同逐步移位模二加算法，生成两组m序列，当这两组m序列的互相关函数具有三值特性时对两组m序列进行异或运算得到一个初步的Gold序列，并在该初步Gold序列自相关特性具有4数值特性和平衡特性时保存该初步Gold序列至Gold列表中；当所有的多项式和初始相位都遍历完成时从Gold列表中同时提取Nuser个Gold序列，重复两次循环，每一次任意挑选两个Gold序列，当所有互相关数值满足三值特性时将该组Gold序列作为扩频码序列。
本申请实现的有益效果如下：采用本申请提供的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置，能够同时获取多个有效的m序列用于扩频通信，提高扩频通信的效率。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法流程图；
图2是对于m序列的定义，r级非退化的移位寄存器的组成示意图；
图3是从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列的方法流程图；
图4展示了8个用户最佳索引互相关和自相关序列的对比示意图；
图5展示了随机挑选8个用户的大M序列示意图；
图6展示了8个用户优化的大M序列；
图7是从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列的方法流程图；
图8展示了优选后的gold序列示意图。
具体实施方式
下面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，本领域技术人员在没有做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。
扩频通信的抗干扰、抗噪声、信息数据保密、多址通信、捕获与跟踪都与扩频码的设计密切相关,因此对扩频码的研究就变得十分重要。m序列具有良好的自相关特性，但可用的地址数较少，容易被窃获，因而其应用受到一定的限制；由2个m序列优选对复合而成的Gold码具有优越的相关特性，而且两两互相关函数小的序列数量较多，因此被广泛采用；但在Gold序列族中，往往只有平衡Gold序列被采纳，因此需采取有效措施搜索平衡Gold序列。但是无论是gold序列还是m序列，如何同时获取多个互相关性能好的序列成为一个难题。例如获取8组大M序列，这8组大M序列任意两组的互相关性都很好，设计难度比较大。基于此，本申请提供一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法及装置。
实施例一
本申请实施例一提供一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，如图1所示，包括：
步骤110、在扩频通信中，根据扩频码的长度选择相应的非线性序列类型，如果扩频系统中扩频码的长度为2^n比特则选择采用大M序列，如果是2^n-1则选择采用Gold序列；
其中，大M序列来源于小m序列，即在小m序列连续n-1个零中插入一个零值；例如，小m序列为：m1＝[1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,1,0,1]；则大M 序列为：M1＝[1,0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,1,0,1,1,1,0,1]。
Gold序列是m序列的复合码序列，由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对模2加法或模2乘法构成；例如对m序列优选对每改变两个序列相对位移就可得到一个新的Gold序列，当相对位移1,2,…,2n-1个比特时，就可以得到一族2n-1个Gold序列，加上原来m序列优选对，共有2n+1个Gold序列，构成一个Gold序列族，记录并求其族内序列的自相关函数和互相关函数。
小m序列为二元m序列，是一种伪随机序列，有优良的自相关函数，是狭义伪随机序列，m序列易于产生于复制，在扩频技术中得到广泛应用；对于m序列的定义，r级非退化的移位寄存器的组成如图2所示，移位时钟源的频率为Rc，r级线性移位寄存器的反馈逻辑可用二元域GF(2)上的r次多项式表示：
f(x)＝c0+c1x+c2x2+…+crxr ci∈{0,1} (1)
上式为线性移位寄存器的特征多项式，其给出的表示反馈网络的逻辑关系是线性的，因此称为线性移位寄存器，否则称为非线性移位寄存器；
对于动态线性移位寄存器，其反馈逻辑也可以用线性移位寄存器的递归关系式来表示：
ai＝c1ai-1+c2ai-2+c3ai-3+…+crai-r ci∈{0,1} (1)
特征多项式(1)与递归多项式(2)是r级线性移位寄存器反馈逻辑的两种不同种表示法，因其应用的场合不同而采用不同的表示方法。以式(1)为特征多项式的r级线性反馈移位寄存器所产生的序列，其周期N≤2r-1。假设以GF(2)域上r次多项式(1)为特征多项式的 r级线性移位寄存器所产生的非零序列{ai}的周期为N＝2r-1，称序列为{ai}是最大周期的 r级线性移位寄存器序列，简称m序列；
对于m序列的自相关函数：根据序列自相关函数的定义以及m序列的性质，很容易求出m 序列的自相关函数：
Figure RE-GDA0002524025480000061
但是上述给出的是m序列的自相关函数，并不是m码的自相关函数。首先将m序列变换为m码。将m序列的每一比特换为宽度为Tc(Tc＝1/Rc)、幅度为1的波形函数，当m序列为0元素时，波形函数取正极性，否则取负极性。通过这样的变换后，周期为N的m序列就变为宽度为Tc、周期为NTc的m码；
m码的自相关函数R(τ)是一个周期函数，其周期为N，在-Tc≤τ≤(N-1)Tc区间内m码的自相关函数表达式为
Figure RE-GDA0002524025480000071
对于m序列的互相关函数：m序列的互相关函数不具有理想的双值特性；m序列的互相关函数是指长度相同而序列结构不同的两个m序列之间的相关函数。研究表明，长度相同结构不同的m序列之间的互相关函数不再是双值函数，而是一个多值函数。互相关函数值的个数与分元培集的个数有关；
对于m序列的构造：构造一个产生m序列的线性移位寄存器，首先要确定本原多项式。本原多项式确定后，根据本原多项式可构造出m序列移位寄存器的结构逻辑图。本原多项式的寻找是在所有r次多项式中去掉其中的可约多项式，在剩余的r次不可约多项式中，根据本原多项式的定义用试探的办法，查看其产生的序列是否为m序列。若产生的序列是 m序列，则该多项式为本原多项式，否则就不是本原多项式。
返回参见图1，步骤120、当选择大M序列时，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列；
本申请实施例中，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列，如图3所示，具体包括如下子步骤：
步骤310、获取大M序列对应的多项式总数Lall，并设置随机挑选次数SuiNum；
具体地，先确定大M序列的扩频比SP，然后根据Primpoly(Nbit,’all’)得到大M序列对应的多项式总数Lall，Nbit＝Log2(SP)，并设置随机挑选次数为SuiNum＝10000；
例如n＝7的m序列对应的本原多项式如下表所示，一共18组(Primpoly(7,’all’))：
Figure RE-GDA0002524025480000072
Figure RE-GDA0002524025480000081
表1
步骤320、从Lall个多项式中随机选取Nuser个多项式；
具体地，根据typelist＝Randperm(LaLL,Nuser)从Lall多项式中随机获取Nuser个多项式。
步骤330、对Nuser个多项式执行两重互相关循环计算，得到最大互相关数值大小MaxValue；
其中，一次互相关计算次数为Nuser*(Nuser-1)/2。
步骤340、判断计算得到的最大互相关数值大小MaxValue是否小于最大最小数值MinmaxValue，如果是，则执行步骤350，否则返回执行步骤320。
步骤350、使用最大互相关数值大小MaxValue更新最大最小数值MinmaxValue，并更新记录多项式位置Primploy_pos；
具体地，根据MinmaxValue＝MaxValue,更新最大最小数值MinmaxValue，并根据Primploy_pos＝typelist更新记录多项式位置。
步骤360、判断挑选次数是否大于设置的随机挑选次数SuiNum，如果是，则输出更新后的多项式位置Primploy_pos，找到Nuser组对应位置的大M序列作为扩频码序列，否则返回执行步骤320；
例如，经图3流程之后从中挑选8组大M序列，组成互相关峰值最低的大M序列组的方法，为了对比优选的8组大M序列相比没有优选时的性能提升情况，后面比较了优选的 8组大M序列和随机挑选8组大M序列的性能比较：
获取ML＝128时，如果是8个用户的一组最佳索引如下
typelist＝[5 1 6 9 7 15 3 2]；
获取ML＝128时，如果是4个用户最佳索引如下
typelist＝[8 1 17 4]。
图4展示了8个用户最佳索引互相关和自相关序列的对比示意图；图5展示了随机挑选8个用户的大M序列示意图(序列索引：10,2,13,14,6,11,7,18)；图6展示了8个用户优化的大M序列，由图可知，8个用户的互相关序列的初始相位对性能影响不大。
返回参见图1，步骤130、当选择Gold序列时，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列；
Gold序列继承了m序列优选对的相关特性,也具有三值性,而且可以用作地址码的数量比m序列要多得多；对于2个n级线性移位寄存器,当相对位移(2n-1)比特时,就可以得到一组(2n-1)个Gold序列,再加上两个m序列,共有(2n+1)个Gold序列；Gold序列已经不再是m序列,也就不满足m序列在每一个周期内“1”出现的次数比“0”多一次的特性,因此在应用Gold码作为扩频序列时,必须研究Gold码的平衡性；因为在扩频系统中,对系统性能的影响之一就是码的平衡性,不平衡码将使扩频系统载波泄露增大,破坏扩频系统的保密、抗干扰和抗侦破能力。平衡Gold序列中“1”的个数比“0”的个数多一个，为此后续的搜索的gold码都是平衡gold序列。
本申请实施例中，寻找平衡Gold序列，具体如下：若Gold序列中元素1的个数比元素0的个数多且仅多一个，那么这个Gold序列就是平衡Gold序列。将所得到Gold序列一周期内的元素相加(序列采用+1，0表示)，若结果为2n-1+1(例如当n＝5时，平衡Gold 序列中应该有17个1元素，16个0元素，相加的结果就为17)，则为平衡Gold序列，否则为不平衡Gold序列。记录下族内平衡和非平衡Gold序列个数再与理论值对比。
对于Gold序列的三值特性：
m序列优选对的定义为:设A是对应于n级本原多项式f(x)所产生的m序列,B是对应于n级本原多项式g(x)所产生的m序列,它们的互相关函数|Ra,b(k)|需要m序列优选对的互相关和自相关函数具有三值性:
当n为奇数时,互相关函数R(τ)取值为-1、-(2(n+1)/2+1)、(2(n+1)/2-1)；
当n为偶数且不为4的倍数时,互相关函数R(τ)取值为-1、-(2(n+2)/2+1)、(2(n+2)/2+1)；
以及Gold序列的自相关还有一个数值是2n-1。
其中，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列，如图7所示，具体包括如下子步骤：
步骤710、存储所有对应的小m序列的本原多项式Lall；
其中，根据Primpoly(Nbit,’all’)获取所有本原多项式Lall，其中，Nbit＝Log2(SP)， SP为Gold序列的扩频比。
步骤720、按照本原多项式不同或初始相位不同逐步移位模二加算法，生成两组m序列，判断这两组m序列的互相关函数是否具有三值特性，如果是，则执行步骤730，否则返回继续执行步骤720；
步骤730、对两组m序列进行异或运算得到一个初步的Gold序列，判断该初步Gold序列自相关特性是否具有4数值特性和平衡特性，如果是，则执行步骤740，否则返回步骤720；
步骤740、保存该初步Gold序列至Gold列表中，并判断所有的多项式和初始相位是否都遍历完成，如果是，则执行步骤750，否则返回步骤720；
步骤750、从Gold列表中同时提取Nuser个Gold序列，重复两次循环，每一次任意挑选两个Gold序列并判断互相关特性，判断所有互相关数值是否满足三值特性，如果是，则将该组Gold序列作为扩频码序列，否则返回步骤750。
采用上述gold码搜索得到如下8组gold序列：
Gold1＝1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1 ,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1,1 ,1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1 ,1,-1,1,1,-1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,1,1,1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1 ,1
Gold2＝-1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,1,1, -1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,- 1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1 ,1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1, -1
Gold3＝1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,1,1,-1, 1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1, -1,-1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1, -1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,1 ,1
Gold4＝1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1, -1,1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1 ,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,-1,1,-1, 1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1 ,1
Gold5＝-1,1,-1,1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,1 ,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,1,1,-1,1,-1,-1,1,-1,-1,-1,1,-1,1, -1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1, -1,-1,1,1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,1,-1,1,-1 ,1
Gold6＝1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1 ,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,-1, -1,-1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,-1,1,-1 ,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,1,-1,-1,1,1, -1
Gold7＝-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,1,-1, 1,1,1,1,-1,1,-1,1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,1,-1,1,-1,-1,-1,-1,1 ,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,1,-1,1 ,-1,1,1,-1,-1,1,-1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,1,1,-1, -1
Gold8＝-1,1,-1,1,1,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,-1, -1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,1,-1,-1,-1,1,-1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,1,-1,1,-1 ,-1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1,1,1,-1,1,1,1,1,-1,1,1,1,-1,1 ,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,1,-1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,1,1,1,-1,-1,-1,1,1,1,1,1 ,1；
这8组gold序列全都满足：
(1)每一组gold序列都是由优选的两个m序列异或得到
(2)每一组gold序列自相关4数值特性
(3)每一组gold序列都满足平衡特性，1比负1的个数多一个
(4)8组gold序列中任意挑选两组，互相关特性都满足三值特性。
图8展示了优选后的gold序列示意图。
以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，包括：
在扩频通信中，根据扩频码的长度选择相应的伪随机码序列类型，如果扩频系统中扩频码的长度为2^n比特则选择采用大M序列，如果是2^n-1则选择采用Gold序列；
当选择大M序列时，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列；
当选择Gold序列时，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列。
2.如权利要求1所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，小m序列为二元m序列，是一种伪随机序列，大M序列来源于小m序列，即在小m序列连续n-1个零中插入一个零值。
3.如权利要求2所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，Gold序列是小m序列的复合码序列，由两个码长相等、码时钟速率相同的小m序列优选对模2加法或模2乘法构成。
4.如权利要求1所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列，具体包括如下子步骤：
A1、获取大M序列对应的多项式总数Lall，并设置随机挑选次数SuiNum；
A2、从Lall个多项式中随机选取Nuser个多项式；
A3、对Nuser个多项式执行两重互相关循环计算，得到最大互相关数值大小MaxValue；
A4、判断计算得到的最大互相关数值大小MaxValue是否小于最大最小数值MinmaxValue，如果是，则执行步骤A5，否则返回执行步骤A2；
A5、使用最大互相关数值大小MaxValue更新最大最小数值MinmaxValue，并更新记录多项式位置Primploy_pos；
A6、判断挑选次数是否大于设置的随机挑选次数SuiNum，如果是，则输出更新后的多项式位置Primploy_pos，找到Nuser组对应位置的大M序列作为扩频码序列，否则返回执行步骤A2。
5.如权利要求1所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列，具体包括如下子步骤：
B1、存储所有对应的小m序列的本原多项式Lall；
B2、按照本原多项式不同或初始相位不同逐步移位模二加算法，生成两组m序列，判断这两组m序列的互相关函数是否具有三值特性，如果是，则执行步骤B3，否则返回继续执行步骤B2；
B3、对两组m序列进行异或运算得到一个初步的Gold序列，判断该初步的Gold序列自相关特性是否具有4数值特性和平衡特性，如果是，则执行步骤B4，否则返回步骤B2；
B4、保存该初步的 Gold序列至Gold列表中，并判断所有的多项式和初始相位是否都遍历完成，如果是，则执行步骤B5，否则返回步骤B2；
B5、从Gold列表中同时提取Nuser个Gold序列，重复两次循环，每一次任意挑选两个Gold序列并判断互相关特性，判断所有互相关数值是否满足三值特性，如果是，则将该组Gold序列作为扩频码序列，否则返回步骤B5。
6.如权利要求1或5所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，互相关数值满足三值特性，具体为：
当n为奇数时,互相关函数R(τ)取值为-1、-(2(n+1)/2+1)、(2(n+1)/2-1)；
当n为偶数且不为4的倍数时,互相关函数R(τ)取值为-1、-(2(n+2)/2+1)、(2(n+2)/2+1)；
以及Gold序列的自相关还有一个数值是2n-1。
7.如权利要求5所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信方法，其特征在于，Gold序列自相关特性具有平衡特性，具体为若Gold序列中元素1的个数比元素0的个数多且仅多一个，那么这个Gold序列就是平衡Gold序列。
8.一种选择伪随机码序列进行扩频的多址通信装置，其特征在于，包括：
伪随机码序列类型选择模块，用于在扩频通信中，根据扩频码的长度选择相应的伪随机码序列类型，如果扩频系统中扩频码的长度为2^n比特则选择采用大M序列，如果是2^n-1则选择采用Gold序列；
基于大M序列寻找扩频码序列模块，用于当选择大M序列时，从大M序列中搜索m序列优选对，组成互相关峰值最低的大M序列组作为扩频码序列；
基于Gold序列寻找扩频码序列模块，用于当选择Gold序列时，从Gold序列中搜索互相关数值满足三值特性的平衡Gold序列作为扩频码序列。
9.如权利要求8所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信装置，其特征在于，所述基于大M序列寻找扩频码序列模块，具体用于：获取大M序列对应的多项式总数Lall，并设置随机挑选次数SuiNum；从Lall个多项式中随机选取Nuser个多项式；对Nuser个多项式执行两重互相关循环计算，得到最大互相关数值大小MaxValue；当最大互相关数值大小MaxValue小于最大最小数值MinmaxValue时使用最大互相关数值大小MaxValue更新最大最小数值MinmaxValue，并更新记录多项式位置Primploy_pos；当挑选次数大于设置的随机挑选次数SuiNum时输出更新后的多项式位置Primploy_pos，找到Nuser组对应位置的大M序列作为扩频码序列。
10.如权利要求8所述的选择伪随机码序列进行扩频的多址通信装置，其特征在于，基于Gold序列寻找扩频码序列模块，具体用于存储所有对应的小m序列的本原多项式Lall；按照本原多项式不同或初始相位不同逐步移位模二加算法，生成两组m序列，当这两组m序列的互相关函数具有三值特性时对两组m序列进行异或运算得到一个初步的Gold序列，并在该初步的Gold序列自相关特性具有4数值特性和平衡特性时保存该初步的 Gold序列至Gold列表中；当所有的多项式和初始相位都遍历完成时从Gold列表中同时提取Nuser个Gold序列，重复两次循环，每一次任意挑选两个Gold序列，当所有互相关数值满足三值特性时将该组Gold序列作为扩频码序列。
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