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METHOD FOR GENERATING TWO-PHASE CODE WITH HIGH AUTOCORELATION

Patent code P07A011737
File No. 2040
Posted date Nov 16, 2007
Application number P2002-120552
Publication number P2003-318704A
Patent number P3697548
Date of filing Apr 23, 2002
Date of publication of application Nov 7, 2003
Date of registration Jul 15, 2005
Inventor
  • (In Japanese)荒木 完
  • (In Japanese)増田 順二
  • (In Japanese)三好 壮人
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
  • (In Japanese)株式会社富士通システム統合研究所
Title METHOD FOR GENERATING TWO-PHASE CODE WITH HIGH AUTOCORELATION
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and quickly search an improved code with higher autocorelation to two-phase code, such as an M series code and an L series code, in a method for generating two-phase code with high autocorelation.
SOLUTION: Autocorelation of each code B to L, which is generated by respectively inverting N1-th to N11-th codes at each one location with respect to an original code A, is calculated. Whether two-phase code reduced side lobe by code inversion, i.e., two-phase code improved autocorelation exists is determined. In the same way, whether improvement in autocorelation exists is determined by inverting code at one location. The two-phase code for improving autocorelation is searched for by means of inverting codes, while changing the position at each one location. The two-phase code with the highest autocorelation is generated.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


2相コードは値が“1”及び“-1”の符号を複数並べた符号列から成るコードで、その自己相関は振幅の大きな鋭いパルスを与える。この特徴を活かして信号対雑音比(S/N)の改善や信号の広帯域化などに利用される。このコードの例としてBarker Code13の自己相関の結果を図4に示す。



図4の(a)はコード長13のBarker Codeの符号列の一例を示し、同図(b)はその自己相関の算出式を表し、同図(c)はBarker Code13の自己相関結果をグラフにより表している。



但し、自己相関性の高いコードを見つけ出す場合、コード長がNであれば2N 種類のコードに対してその自己相関を求め、その中から最も信号対雑音比(S/N)が良く、サイドローブのレベルが低いコードを見つけ出す演算を行わなければならず、コード長の長いコードに対して自己相関性の高い最適コードを生成するには、膨大な計算量が必要で長時間を要していた。



最適コードは、現在のところコード長が100程度のコードまでは知られているが、更に長いコードについては最適コードが完全に究明されておらず、代りのコードとして巡回コードであるM系列コード又はL系列コード等が使用されている。以下にM系列コード及びL系列コードについて説明する。



M系列コードについて図5を参照して説明する。M系列コードは、N列のコードの初期値(C1 ,C2 ,…,CN )及び係数(X1 ,X2 ,…,XN )を与えて、図5に示す式(1)により与えられるコードCN+k (k=1,2,…,M-N;M=2N -1)を順次生成し、コード長がM=2N -1となるまで式(1)の算出を行ってコードを発生させる。このM系列コードの特徴としては、周期的に該コードを発生させて自己相関を求めると、図6に示すように、自己相関はコード長“M”と“-1”の2値だけの値となる。



次に、L系列コードについて図7を参照して説明する。L系列コードは、図7の(a),(b)に示すように、先頭の符号は“+1”又は“-1”となり、先頭以外の残りの符号列は、その前半部と後半部とで“+1”又は“-1”の配列が左右対称又は左右反対となる。



図7の(a)は、コード長Pが、P=1mod4(即ち、コード長Pを4で除したときの余りが1となる値、例えばP=5)のときのL系列コードを示し、図7の(b)は、P=3mod4(即ち、コード長Pを4で除したときの余りが3となる値、例えばP=7)のときのL系列コードを示している。



L系列コードのコード長Pは素数の値を取り、図7の(c)に示すように、先頭の符号に続く符号列の位置番号に順に1,2,…,P-1と番号を付したとすると、図7の式(2)により算出される列位置番号Lnの符号を“+1”とし、残りの列位置の符号を“-1”とし、この符号列を巡回シフトさせることによりL系列コードが生成される。



そして先頭コードが“+1”の場合と“-1”の場合の両方に対して、符号列を1列ずつ巡回シフトさせながら自己相関を求め、そのサイドローブレベルが最も低い最適コードを探索する。最適コードを探索する例として、コード長が5の場合とコード長が7の場合について図8及び図9に示す。なお、図8及び図9において“+1”、“-1”の符号を単に“+”、“-”と記している。



図8の表はコード長が5のL系列コードについて、先頭符号が“+1”の場合と“-1”の場合について各コードの自己相関のサイドローブレベルを示している。図8の表において、番号1のコードは先頭符号が“+1”のコードであり、番号2~番号5のコードはこの番号1のコードを、それぞれシフト数1~4まで巡回シフトさせたコードである。ここで、番号4のコードの符号配列は番号2のコードの符号配列と左右対称であり、番号5のコードは番号1のコードと符号配列が左右対称である。



符号が反対のコード及び配列が左右逆のコードについては、自己相関が同じ値になることから、一方のコードに対してのみ自己相関を算出すれば良い。従って、先頭符号が“+1”のコードに対して、番号1から番号3までのコードに対して自己相関を求め、そのサイドローブレベルが最小値2となる番号2又は番号3のコードを最適コードとして選択する。



一方、番号6のコードは先頭符号を“-1”としたコードであり、番号7~番号10のコードは、番号6のコードを、それぞれシフト数1~4まで巡回シフトさせたコードである。ここで、番号9のコードは番号7のコードと左右対称であり、また番号10のコードは番号6のコードと左右対称であることから、番号6から番号8までのコードに対して自己相関を求め、そのサイドローブレベルが最小値2となる番号6又は番号7のコードを最適コードとして選択する。



図9の表はコード長が7の場合を示し、先頭符号が“+1”である番号1のコードについて、それぞれシフト数1~6まで巡回シフトした番号2~番号7のコードに対して自己相関を求め、そのサイドローブレベルが最小値1となる番号5のコードを最適コードとして選択する。



また、先頭符号が“-1”である番号8のコードについて、それぞれシフト数1~6まで巡回シフトした番号9~番号14のコードに対しては、番号8のコードは番号7のコードの符号反転コードと左右対称であり、以下同様に番号9のコードは番号6のコードと、番号10のコードは番号5のコードと、番号11のコードは番号4のコードと、番号12のコードは番号3のコードと、番号13のコードは番号2のコードと、番号14のコードは番号1のコードと、符号反転コードが左右対称であり、それらの自己相関は、対応する対称関係のコードと同じ結果となるので、番号1から番号7までのコードについて算出して決定した番号5のコードを最適コードとして選択することができる。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、自己相関性の高い2相コード生成方法に関し、特にM系列コード又はL系列コード等の巡回コードについて、自己相関のサイドローブが低く、自己相関性がより一層改善された改良2相コードを探索して生成する方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
巡回コードを構成する2相コードの1箇所の符号のみを反転した各2相コードの各自己相関を算出し、符号反転位置を変えた各2相コードの中から最も自己相関性の高い2相コードを探索して生成することを特徴とする2相コード生成方法。

【請求項2】
 
巡回コードを構成する2相コードの1箇所の符号のみを反転した各2相コードの各自己相関を算出し、それらの自己相関性が符号反転前の2相コードより高いか否かを判定し、符号反転前より自己相関性が高いと判定された2相コードに対して、他の1箇所の符号のみを反転した2相コードの自己相関を算出し、それらの自己相関性が符号反転前の2相コードより高いか否かを判定する処理を、より高い自己相関性が得られなくなるまで繰り返し行い、最も自己相関性の高い2相コードを探索して生成することを特徴とする2相コード生成方法。

【請求項3】
 
前記巡回コードとしてM系列コード又はL系列コードを用いたことを特徴とする請求項1又は2に記載の2相コード生成方法。

【請求項4】
 
前記2相コードの1箇所の符号のみを反転した2相コードの自己相関を算出する際に、コード長、サイドローブ改善値及び符号反転位置のパラメータに関する統計的特性に基づいて、符号反転位置を決定することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の2相コード生成方法。

【請求項5】
 
パルス圧縮用信号、妨害対策用信号、拡散符号用信号又は秘匿通信信号に用いる2相コードとして生成することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の2相コード生成方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2002120552thum.jpg
State of application right Registered
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