低自相关16-QAM序列构造的新方法与流程

本发明属于一种通信序列设计与产生技术，特别涉及可实现低自相关16-qam序列构造的新方法。
背景技术：
：正交幅度调制(quadratureamplitudemodulation，qam)信号的优势之一在于高的比特传输率，表1描述了qam信号的阶与数据传输大小间的关系(m.anandandp.v.kumar，low-correlationsequencesovertheqamconstellation.ieeetrans.oninf.theory，vol.54，no.2，pp.791-810，feb.2008)。表1qam星座与数据传输率阶qam-星座比特传输率1616-qam46464-qam6256256-qam842m42m-qam2m因此，qam信号星座非常适合象第五代移动通信那样的高传输速率的通信系统。16-qam星座是指下面的符号集：ω16-qam＝{±1±j，±3±j，±1±3j，±3±3j}其中，j2＝-1。从信号实现角度来看，16-qam是所有qam星座中最容易实现的。因此，16-qam序列得到深入的研究与开发。现在已知的16-qam序列有：(1)16-qam互补序列(c.v.chong，r.venkataramani，andv.tarokh，“anewconstructionof16-qamgolaycomplementarysequences.”ieeetrans.inf.theory，vol.49，no.11，pp.2953-2959，nov.2003)；(2)16-qam低相关序列(m.anandandp.v.kumar，“lowcorrelationsequencesoverthe16-qamconstellation.”proc.ofthethirteenthnationalconf.oncommun.，jan.26-28，2007)；(3)完美16-qam序列(f.x.zeng，x.p.zeng，z.y.zhang，andg.x.xuan，“perfect16-qamsequencesandarrays.”ieicetrans.fundamentals，vol.e95-a，no.10.oct.2012，pp.1740-1748)，等。在通信系统中，收发双方正常通信是建立于收、发信机同步的基础之上，实现同步的方法之一是采用具有好的自相关特性的序列来为同步信号，通过相关检测技术达到同步。异相自相值对相关检测的精度很大影响，自相关副主峰之比越小，同步的精度越高，这里，一条序列u的自相关主峰指其周期自相关函数在时移为0时的值ru(0)，副峰指max{|ru(τ)||τ≠0}。因而，在设计同步序列时，尽可能地使其自相关副主峰之比尽可能地小。本发明就是要提供一种自相关副主峰之比小的16-qam序列的构造方法。技术实现要素：本发明的目的是提供一种结构简单、实现容易且自相关副主峰之比小的低自相关16-qam序列构造的新方法。本发明的低自相关16-qam序列构造的新方法，包括以下步骤：a)根据用户要求的指标，从已知的四相序列库中选出具有偶周期n的种子四相序列b＝(b0，b1，b2，…，bn-1)；b)将种子四相序列存放于长度为n的移位寄存器(a0，a1，a2，…，an-1)，种子四相序列码元bi(0≤i≤n-1)放于移位寄存器ai(0≤i≤n-1)中；c)将移位寄存器a0中的内容送入四相符号转换器1，转换器的输出用乘法器乘2，并输出结果；d)将移位寄存器中的内容送入四相符号转换器2，并输出结果；e)将步骤c)和d)的输出结果相加就得到所需要的16-qam序列a＝(a0，a1，a2，…，an-1)中的a0；f)然后，将移位寄存器循环左移1位，之后，执行c)和d)，得到下一个16-qam序列的码元，如此重复，直到移位寄器共移位满n-1次止；所获得的16-qam序列a＝(a0，a1，a2，…，an-1)的自相关为ra(τ)＝10rb(τ)，副主峰之比为下面结合附图对本发明进行详细说明。附图说明图1是本发明低自相关16-qam序列构造的新方法的原理图；图2是本发明的图1中“四相符号转换器1”的实现原理框图；图3是本发明的图1中“四相符号转换器2”的实现原理框图；具体实施方式图1显示了本发明低自相关16-qam序列构造的新方法的原理结构框图，本发明的原理结构框图由四相序列数据库、长度为n的移位寄器(a0，a1，a2，…，an-1)、四相符号转换器1、四相符号转换器2、1个乘法器和1个加法器构成。设本发明待产生的16-qam序列为a＝(a0，a1，a2，…，an-1)，本发明的工作原理如下。第一步，首先进行初始化。断开所有图中的开关，然后根据用户要求的指标，确定所需要产生的16-qam序列的偶周期n，并于四相序列数据库中选出具有偶周期n的种子四相序列b＝(b0，b1，b2，…，bn-1)；第二步，接通开关1，其余开关保持断开，然后将选好的种子四相序列(b0，b1，b2，…，bn)串行输入长度为n的移位寄器(a0，a1，a2，…，an-1)中，种子四相序列码元bi(0≤i≤n-1)放于移位寄存器ai(0≤i≤n-1)中；第三步，设置1个计数器k，初始化k＝0；第四步，断开开关1和开关2，接通开关3和开关4，然后，分两路同时工作，一路将移位寄存器中的内容送入四相符号转换器1进行转换，四相符号转换器1(图2)实现四相码元0变成1，四相码元1变成j，四相码元2变成-1，四相码元3变成-j的功能，转换后的结果通过乘法器乘以2，并输出结果，另一路将移位寄存器中的内容a0送入四相符号转换器2，四相符号转换器2(图3)实现四相码元0变成j，四相码元1变成-1，四相码元2变成-j，四相码元3变成1的功能，并输出结果，最后将两路结果相加，其和就是所需要的16-qam序列的第k个码元ak；第五步，k←k+1，如果k＝n，则转第七步；否则，转第六步；第六步；断开开关1、开关3和开关4，接通开关2，然后，将移位寄器(a0，a1，a2，…，an-1)右移循环移位1次，之后，转回执行第四步；第七步，电路停止工作，电路输出的码元构成的序列(a0，a1，a2，…，an-1)就是本发明要产生的16-qam序列。现代研究表明，有丰富的成果来构成四相序列数据库([1]y.s.kim，j.w.jang，s.h.kim，andj.s.no，“newconstructionofternarysequenceswithidealautocorrelationfromlegendresequences.”proc.isit2009，seoul，korea，jun.29-jul.32009，pp.282-285.[2]j.w.jang，y.s.kim，s.h.kim，andj.s.no，“newquaternarysequenceswithidealautocorrelationconstructedfrombinarysequenceswithidealautocorrelation.”proc.isit2009，seoul，korea，jun.29-jul.32009，pp.278-281.[3]y.s.kim，j.w.jang，s.h.kim，andj.s.no，“newquaternarysequenceswithoptimalautocorrelation.”proc.isit2009，seoul，korea，jun.29-jul.32009，pp.286-289.)。例子为了便于理解，下面用一例子来说明。例1选一个周期为n＝30的4相周期序列(0，1，0，3，0，1，2，3，0，3，0，3，2，3，2，1，0，1，2，1，0，3，2，1，2，1，2，3，2，3)，其自相关为(30，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0，-2，0)。按照本发明的方法，产生的周期为30的16-qam序列为；a＝(-3+3j，1+j，-3+3j，-1-j，-3+3j，1+j，3-3j，-1-j，-3+3j，-1-j，-3+3j，-1-j，3-3j，-1-j，3-3j，1+j，-3+3j，1+j，3-3j，1+j，-3+3j，-1-j，3-3j，1+j，3-3j，1+j，3-3j，-1-j，3-3j，-1-j)获得的16-qam序列的自相关函数为：(300，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0，-20，0)，得到：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。当前第1页12