几乎8‑QAM优化自相关序列的产生方法与流程

本发明属于一种通信序列设计与产生技术，特别涉及可实现几乎8-qam优化自相关序列的产生方法。

背景技术：

为了适应迅速澎长的用户量需求，第五代移动通信拟采用非正交多址接入技术。非正交多址接入技术主要包括稀疏码分多址(sparsecodemultipleaccess，scma)、图样分割多址(patterndivisionmultipleaccess，pdma)和多用户共享接入(multi-usersharedaccess，musa)(imt-2020(5g)推进组，5g无线技术架构白皮书)。musa的基本思想是在上行链路，用特别设计的扩频序列对已调信号进行扩频，然后接收端采用串行干扰抑制技术进行译码，其中，扩频序列的性能决定着musa的性能(taoyunzheng，etal.，asurvey：severaltechnologiesofnon-orthogonaltransmissionfor5g，chinacommunications，pp.1-15，oct.2015)。研究表明：musa的扩频序列更适于设计于广义8-正交幅度调制(quadratureamplitudemodulation，qam)星座(简称8-qam+星座)之上(z.f.yuan，g.h.yu，etal.，multi-usersharedaccessforinternetofthings.proc.ofieeeint.conf.vtc.，pp.1-5，2016.)。

8-qam+星座是下面的符号集：

8-qam+＝{0，±1，±j，±1±j}

其中，j²＝-1。

目前，8-qam+星座上的序列已有完美8-qam+序列(f.x.zeng，etal.，perfect8-qam+sequences，ieeewirelesscommun.lett.，vol.1，no.4，pp.388-391，aug.2012.)、零相关区8-qam+序列(y.b.li，etal.，oddperfectsequencesandsequencesetswithzerocorrelationzoneoverthe8-qam+constellation，ieicetransactiononfundamentals，vol.e97-a，no.1，pp.425-428，jan.2014.)、完美8-qam+阵列(f.x.zeng，etal.，perfectarraysoverthe8-qam+constellation，ieicetransactiononfundamentals，vol.e98-a，no.4，pp.1038-1043，apr.2015.)。但是，没有几乎8-qam序列(almost8-qamsequences)存在。

几乎8-qam序列是指带且仅带一个元素“0”的8-qam+序列。类似的序列还有几乎二元序列(almostbinarysequences)(h.d.lükeandh.d.schotten，odd-perfect，almostbinarycorrelationsequences，ieeetrans.aerosp.electron.syst.，vol.aes-31，no.1，pp.495-498，jan.1995.)、几乎四相序列(almostquadriphasesequences)(x.h.tangandj.lindner，almostquadriphasesequencewithidealautocorrelationproperty，ieeesignalprocess.lett.，vol.16，no.1，pp.38-40，jan.2009.)。但，这些序列由于建立在不同的信号星座之上，对通信系统的实现、性能都有不同的影响。

在现代通信中，元素“0”被设置为通信暂停，从而导致通信能量损失。元素“0”越多，通信能量损失越多。在这个意义上，仅有一个元素“0”的序列被优先考虑。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、实现容易且自关性能良好的几乎8-qam序列的产生方法。

本发明的几乎8-qam信号的产生方法，包括以下步骤：

a)根据用户要求的指标，确定所需要序列的周期n＝8f+1，n是素数，f是正整数，并将8-qam星座信号{±1，±j，±1±j}指派符号ai(0≤i≤7)来表示，j²＝-1；

b)对所求序列(u0，u1，u2，…，un-1)，其码元ut的索引t为0时，则将这个序列码元置为0，即u0＝0；

c)将所求序列码元的非零索引分类，共分为8类：d0～d7，第i(0≤i≤7)类包含的索引按公式di＝{α^8r+i|0≤r＜f}计算，其中，α是有限域zn＝{0，1，2，…，n-1}中的本原元；

d)对所求序列(u0，u1，u2，…，un-1)，根据步骤c)中获得索引分类，将同一类中的所有索引对应的码元设置为同一个8-qam星座信号，且不同的分类采用不同的8-qam星座信号，例如，如t∈di，则ut＝ai，其中，0≤i≤7；

e)当符号ai(0≤i≤7)取f)中有序组之一时，步骤a)～d)获得的几乎8-qam序列的异相周期自相关取两值：和且在一个周期中，两值各出现次，其中，n＝a²+2b²，a≡1(mod4)；

f)产生(a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7)的32个有序组为：

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明产生几乎8-qam序列的原理图；

图2是本发明的图1中“非零索引分组电路”单元的实现原理框图；

图3是本发明的图1中“8-qam码元映射电路”单元的实现原理框图；

具体实施方式

图1显示了本发明产生几乎8-qam序列的原理结构框图，本发明由“初始参数选取电路”、“非零索引分组电路”、“零索引”、“8-qam码元映射电路”、“码元0”和“几乎8-qam序列组合电路”六个单元组成。

“初始参数选取电路”单元1的功能是根据用户要求的指标，确定所需要序列的周期n＝8f+1，n是素数，f是正整数，并将8-qam星座信号{±1，±j，±1±j}指派符号ai(0≤i≤7)来表示，j²＝-1。

“非零索引分组电路”单元2的功能是将所求序列码元的非零索引分类，共分为8类：d0～d7，第i(0≤i≤7)类包含的索引按公式di＝{α^8r+i|0≤r＜f}计算，其中，α是有限域zn＝{0，1，2，…，n-1}中的本原元，实现原理如图2所示，其中，单元电路2.0产生分类d0，单元电路2.1产生分类d1，...，单元电路2.7产生分类d7。

“零索引”单元3的功能是储存索引0。

“8-qam码元映射电路”单元4的功能是对所求序列(u0，u1，u2，…，un-1)，根据单元2中获得的索引分类，将同一类中的所有索引对应的码元设置为同一个8-qam星座信号，且不同的分类采用不同的8-qam星座信号，例如，如t∈di，则ut＝ai，其中，0≤i≤7，实现原理如图3所示，单元电路4.0产生索引在分类d0中的码元，单元电路4.1产生索引在分类d1中的码元，...，单元电路4.7产生索引在分类d7中的码元。

“码元0”单元5的功能是将所求序列的索引为0的码元设置为0，即，u0＝0。

“几乎8-qam序列组合电路”单元6的功能是将单元4和单元5已产生的码元按索引从0到n-1有序组合起来形成周期为n的几乎8-qam序列(u0，u1，u2，…，un-1)。

图1原理结构电路所产生的几乎8-qam序列的周期自相关性能受步骤a)中指派符号ai(0≤i≤7)的影响大。如果将(a0，a1，a2，a3，a4，a5，a6，a7)选择为下面的32个有序组之一：

所获得的几乎8-qam序列的周期相关性能较好，其异相周期自相关取两值：和且在一个周期中，两值各出现次，其中，n＝a²+2b²，a≡1(mod4)。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。