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JP3697548B2 - Two-phase code generation method with high autocorrelation - Google Patents

Two-phase code generation method with high autocorrelation Download PDF

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JP3697548B2
JP3697548B2 JP2002120552A JP2002120552A JP3697548B2 JP 3697548 B2 JP3697548 B2 JP 3697548B2 JP 2002120552 A JP2002120552 A JP 2002120552A JP 2002120552 A JP2002120552 A JP 2002120552A JP 3697548 B2 JP3697548 B2 JP 3697548B2
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JP
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autocorrelation
phase
phase code
sign
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JP2002120552A
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Inventor
完 荒木
順二 増田
壮人 三好
Original Assignee
防衛庁技術研究本部長
株式会社富士通システム統合研究所
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
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。
【0002】
【従来の技術】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、巡回コードであるM系列コード又はL系列コード等の2相コードに対して、更に自己相関性の高い改良コードを簡易にかつ速やかに探索することができる2相コード生成方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の2相コード生成方法は、(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。
【0018】
また、(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。
【0019】
また、(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。また、(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。また、(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。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1を参照して本発明による改良2相コードを探索し生成する手順を説明する。本発明による2相コードの生成方法は、元コードAに対してその1箇所のみの符号を順次反転させたコードを生成し、それらの各コードに対して自己相関を算出し、その中で更にサイドローブレベルの低い改良コードが存在するかどうかを判定する。このとき、サイドローブレベルの低下量を改善量として評価するものとする。
【0021】
図1において、元コードAのN1 番目の列位置の符号を反転したコードBの改善量が1で、元コードAのN2 番目の列位置の符号を反転したコードCの改善量が同じく1で、元コードAのN3 番目の列位置の符号を反転したコードDの改善量が2で、元コードAのN4 番目の列位置の符号を反転したコードEの改善量が1であると判定されたとする。
【0022】
次に、コードBに対してN5 番目の列位置の符号を反転したコードFの改善量が2、コードBに対してN6 番目の列位置の符号を反転したコードGの改善量が同じく2、コードCに対して何れの列位置の符号を反転しても改善量1以上の改善が無く、コードEに対してN7 番目の列位置の符号を反転したコードHの改善量が2であると判定されたとする。
【0023】
次に、コードFに対してN8 番目の列位置の符号を反転したコードIの改善量が3、コードGに対して何れの列位置の符号を反転しても改善量2以上の改善が無く、コードDに対してN10番目の列位置の符号を反転したコードKの改善量が4、同じくコードDに対してN11番目の列位置の符号を反転したコードKの改善量が4、コードHに対して何れの列位置の符号を反転しても改善量2以上の改善が無いと判定されたとする。
【0024】
次に、コードIに対してN9 番目の列位置の符号を反転したコードJの改善量が3、それ以外の列位置の符号を反転したコードの改善量が無いと判定されたとする。このようにして、次にコードJ、コードK、コードLに対して更なる改善量が得られなくなるまで残りの列位置について符号を反転したコードを生成し、その中で最も大きな改善量が得られるコードを最適コードとして生成する。
【0025】
このように、各コードに対して1箇所の列位置のみの符号を反転させたコードを生成し、その自己相関の算出による改良コードの存否判定は、コード長がNの場合、N個のコードについての自己相関の算出だけで行うことができ、2N 個の全コードに亙って自己相関を算出する従来の改良コード探索と比較すると、大幅に少ない計算量によって改良コードを見つけて生成することができる。なお、本発明は2相コードの長さに関係なく適用できる。
【0026】
図2に本発明の手順により探索した改良コード及びその改善量の数値例を示す。同図の(a)の表はM系列改良コードの例を示し、同図の(b)はL系列改良コードの例を示している。図2の(a)において、Nは図5に示したNであり、コード長は2N −1である。ここで図2(a)の表の第1行目は、N=5、コード長31のコードに対して、その列位置20番目の符号を反転したコードのサイドローブレベルは4となり、これは符号反転しない元のコードのサイドローブレベル(図示省略しているが5)から1の改善量が得られることを示している。
【0027】
また、図2(a)の表の第5行目は、N=9、コード長511のコードに対して、その列位置10番目、170番目、381番目、448番目の符号を反転したコードのサイドローブレベルは18となり、これは符号反転しない元のコードのサイドローブレベル(図示省略しているが22)から4の改善量が得られることを示している。その他の行については同表に示した通りであるので説明を省略する。
【0028】
図2の(b)のL系列改良コードの表において、コード長は図7に示したPで与えられ、その値は素数である。ここで図2(b)の表の第1行目は、コード長が1021で先頭符号が“+1”のコードを248回分巡回シフトしたコードに対して、その62番目、207番目、651番目の符号を反転したコードのサイドローブレベルは23で、これは符号反転しない元のコードのサイドローブレベル(図示省略しているが26)から3の改善量が得られることを示している。他のその他の行については同表に示した通りであるので説明を省略する。
【0029】
更に、M系列コード及びL系列コードの改良コードの効率的な探索方法として、コード長、サイドローブ改善値、符号反転位置等のパラメータ関係を統計的に調査することにより、少ない計算量で改良コードを探索することができる。
【0030】
図3は符号反転位置と改良コード出現数との統計的な相関関係をグラフにより表したものである。同図に示すように、コードの両端に近い位置の符号反転により、より多くの改良コード出現が得られる傾向が有ることが分かる。このような統計的特性に着目することにより、より少ない計算量で改良2相コードを探索することができる。
【0031】
次に、本発明により得られる改良2相コードの好適な適用例を以下に挙げる。
(1)監視レーダのパルス圧縮用信号
監視レーダには探知距離と距離分解能の性能を向上させるためにパルス圧縮を行う。パルス圧縮には、自己相関の算出においてサイドローブが小さくなるような周波数又は位相変調の信号が必要である。この位相変調信号として本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0032】
(2)携帯電話の拡散符号用信号
携帯電話用の一部の無線装置には符号分割多元接続(CDMA)通信方式が採用され、この符号分割多元接続(CDMA)通信には2相コードの拡散符号が用いられている。この拡散符号に本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0033】
(3)超音波探傷のパルス圧縮用信号
物質を非破壊で検査する超音波探傷装置において、探傷感度及び分解能を高めるのにパルス圧縮技術がよく用いられる。パルス圧縮用の信号には自己相関のサイドローブが小さくなるような周波数又は位相変調の信号が必要である。この位相変調信号として本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0034】
(4)地中レーダのパルス圧縮用信号
地中を非破壊で検査する地中レーダの探知距離及び分解能を上げるのにパルス圧縮技術がよく用いられる。パルス圧縮用の信号には自己相関のサイドローブが小さくなるような周波数又は位相変調の信号が必要である。この位相変調信号として本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0035】
(5)アクティブソナーのパルス圧縮用信号
アクティブソナーの探知距離及び分解能を上げるのにパルス圧縮技術を適用することができる。このパルス圧縮用の信号には自己相関のサイドローブが小さくなるような周波数又は位相変調の信号が必要である。この位相変調信号として本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0036】
(6)超音波診断のパルス圧縮用信号
体を傷つけず体内を診断する超音波診断において感度及び分解能を上げるパルス圧縮技術が適用される。このパルス圧縮用の信号には自己相関のサイドローブが小さくなるような周波数又は位相変調の信号が必要である。この位相変調信号として本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0037】
(7)秘匿通信信号
秘匿情報を送受信する場合、送信側は送信信号を暗号コードにより変調して送信し、受信側では受信信号を同じ暗号コードで復調することにより秘匿情報を得ることができる。受信側はその暗号コードを知らされていないと解読することができない。この暗号コードに本発明による改良2相コードを使用することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、2相コードの1箇所の符号のみを反転したコードの自己相関を算出し、符号反転位置の異なる各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により、更に自己相関性の高い改良コードを簡易にかつ速やかに探索することができ、この自己相関性の高い改良コードを、パルス圧縮用信号、妨害対策用信号、拡散符号用信号、秘匿通信信号等に使用することにより、改良前のコードよりもパルス圧縮比(信号とサイドローブとの比)が改善され、また、符号分割多元接続(CDMA)通信、秘匿通信、妨害電波環境下での通信等において、信号対雑音比(S/N)の高い通信を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による改良2相コードを探索する手順の説明図である。
【図2】本発明により探索した改良コード及びその改善量の数値例を示す図である。
【図3】符号反転位置と改良コード出現数との統計的な相関関係を示す図である。
【図4】Barker Code13の自己相関を示す図である。
【図5】M系列コードの発生の説明図である。
【図6】M系列コードの自己相関を示す図である。
【図7】L系列コードの発生の説明図である。
【図8】コード長が5のL系列コードについての最適コード探索の説明図である。
【図9】コード長が7のL系列コードについての最適コード探索の説明図である。
【符号の説明】
A 元コード
B〜L 元コードから1箇所ずつ符号反転して生成したコード
1 〜N11 コードを構成する符号列の列位置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for generating a two-phase code with high autocorrelation, and particularly an improved two-phase code having a low autocorrelation side lobe and a further improved autocorrelation for cyclic codes such as an M-sequence code or an L-sequence code. The present invention relates to a method for searching and generating code.
[0002]
[Prior art]
The two-phase code is a code composed of a code string in which a plurality of codes having values “1” and “−1” are arranged, and its autocorrelation gives a sharp pulse having a large amplitude. Taking advantage of this feature, it is used to improve the signal-to-noise ratio (S / N), broaden the signal band, and the like. As an example of this code, the autocorrelation result of Barker Code 13 is shown in FIG.
[0003]
FIG. 4A shows an example of the code sequence of Barker Code having a code length of 13, FIG. 4B shows the calculation formula of the autocorrelation, and FIG. 4C is a graph showing the autocorrelation result of Barker Code13. It represents by.
[0004]
However, when finding a code having a high autocorrelation, if the code length is N, the autocorrelation is obtained for 2 N types of codes, and the signal-to-noise ratio (S / N) is the best among them. An operation that finds a code with a low lobe level must be performed, and generating an optimum code with high autocorrelation for a code with a long code length requires a large amount of calculation and takes a long time. It was.
[0005]
The optimum code is currently known up to a code having a code length of about 100, but the optimum code has not been completely investigated for a longer code, and an M-sequence code that is a cyclic code as an alternative code or An L series code or the like is used. The M sequence code and the L sequence code will be described below.
[0006]
The M-sequence code will be described with reference to FIG. The M-sequence code gives the initial values (C 1 , C 2 ,..., C N ) and coefficients (X 1 , X 2 ,..., X N ) of the N columns of codes, and the equation (1) shown in FIG. Are sequentially generated by the code C N + k (k = 1, 2,..., M−N; M = 2 N −1) given by ## EQU1 ## until the code length becomes M = 2 N −1. Calculate and generate code. As a feature of this M-sequence code, when autocorrelation is obtained by periodically generating the code, as shown in FIG. 6, the autocorrelation is only a binary value of code lengths “M” and “−1”. It becomes.
[0007]
Next, the L sequence code will be described with reference to FIG. As shown in FIGS. 7A and 7B, the L-sequence code has a head code of “+1” or “−1”, and the remaining code strings other than the head are the first half and the second half. Thus, the arrangement of “+1” or “−1” is left-right symmetric or left-right opposite.
[0008]
(A) of FIG. 7 shows an L-sequence code when the code length P is P = 1 mod 4 (that is, a value with which the remainder when the code length P is divided by 4 is, for example, P = 5). FIG. 7B shows an L-sequence code when P = 3 mod 4 (that is, a value that gives a remainder of 3 when the code length P is divided by 4, for example, P = 7).
[0009]
The code length P of the L-sequence code takes a prime number, and as shown in FIG. 7C, numbers 1, 2,..., P-1 are sequentially assigned to the position numbers of the code string following the head code. If so, the code of the column position number Ln calculated by the equation (2) in FIG. 7 is set to “+1”, the code of the remaining column positions is set to “−1”, and this code string is cyclically shifted to obtain L A sequence code is generated.
[0010]
Then, in both cases where the head code is “+1” and “−1”, the autocorrelation is obtained while cyclically shifting the code string one by one, and the optimum code having the lowest sidelobe level is searched. As an example of searching for the optimum code, the case where the code length is 5 and the case where the code length is 7 are shown in FIGS. In FIGS. 8 and 9, the symbols “+1” and “−1” are simply indicated as “+” and “−”.
[0011]
The table of FIG. 8 shows the side lobe level of autocorrelation of each code when the head code is “+1” and “−1” for an L-sequence code with a code length of 5. In the table of FIG. 8, the code with the number 1 is the code with the head code “+1”, and the codes with the numbers 2 to 5 are codes obtained by cyclically shifting the code with the number 1 to the shift numbers 1 to 4, respectively. is there. Here, the code arrangement of the code of No. 4 is symmetrical with the code arrangement of the code of No. 2, and the code of No. 5 is symmetrical with the code arrangement of the No. 1 code.
[0012]
Since the autocorrelation has the same value for the code with the opposite sign and the code with the left and right arrangement reversed, it is only necessary to calculate the autocorrelation for only one code. Therefore, the autocorrelation is obtained for the codes from number 1 to number 3 with respect to the code whose head code is “+1”, and the code of number 2 or number 3 whose sidelobe level is the minimum value 2 is determined as the optimum code. Choose as.
[0013]
On the other hand, the code of No. 6 is a code having a leading code of “−1”, and the codes of No. 7 to No. 10 are codes obtained by cyclically shifting the code of No. 6 to shift numbers 1 to 4 respectively. Here, the code of number 9 is symmetric with the code of number 7, and the code of number 10 is symmetric with the code of number 6, so autocorrelation is performed with respect to the codes of number 6 to number 8. The code of number 6 or number 7 whose side lobe level is the minimum value 2 is selected as the optimum code.
[0014]
The table of FIG. 9 shows the case where the code length is 7, and the autocorrelation with respect to the codes of numbers 2 to 7 that are cyclically shifted to the shift numbers 1 to 6 for the code of number 1 with the head code “+1”, respectively. And the number 5 code whose side lobe level is the minimum value 1 is selected as the optimum code.
[0015]
For the code of number 8 with the head code “−1”, the code of number 8 is the code of the code of number 7 for the codes of number 9 to number 14 that are cyclically shifted to the shift numbers 1 to 6, respectively. Similarly, the number 9 code is the number 6 code, the number 10 code is the number 5 code, the number 11 code is the number 4 code, and the number 12 code is the number. 3 code, No. 13 code is No. 2 code, No. 14 code is No. 1 code, and sign inversion code is bilaterally symmetric, and their autocorrelation is the same as the corresponding symmetrical code As a result, the code of number 5 calculated and determined for the codes from number 1 to number 7 can be selected as the optimum code.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a two-phase code generation method capable of easily and quickly searching for an improved code having higher autocorrelation with respect to a two-phase code such as an M-sequence code or an L-sequence code that is a cyclic code. The purpose is to do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In the two-phase code generation method of the present invention, (1) each autocorrelation of each two-phase code obtained by inverting only one sign of the two-phase code constituting the cyclic code is calculated, and each two of the code inverting positions are changed. It is characterized by searching for and generating a two-phase code having the highest autocorrelation among the phase codes.
[0018]
Also, (2) calculating each autocorrelation of each two-phase code obtained by inverting only one sign of the two-phase code constituting the cyclic code, and whether the autocorrelation is higher than the two-phase code before the sign inversion Determine the autocorrelation of the two-phase code in which only the sign of the other one is inverted with respect to the two-phase code determined to have higher autocorrelation than before the sign inversion. The process of determining whether or not the property is higher than the two-phase code before sign inversion is repeated until a higher autocorrelation is not obtained, and the two-phase code having the highest autocorrelation is searched and generated. Features.
[0019]
(3) An M-sequence code or an L-sequence code is used as the cyclic code. Further, (4) when calculating the autocorrelation of the two-phase code obtained by inverting only one sign of the two-phase code, based on the statistical characteristics regarding the code length, the sidelobe improvement value, and the code inverting position parameter. The sign inversion position is determined. Further, (5) it is generated as a two-phase code used for a pulse compression signal, an interference countermeasure signal, a spread code signal, or a secret communication signal.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A procedure for searching and generating an improved two-phase code according to the present invention will be described with reference to FIG. The method for generating a two-phase code according to the present invention generates a code obtained by sequentially inverting the code of only one place with respect to the original code A, calculates an autocorrelation for each of those codes, Determine if there is an improved code with a low sidelobe level. At this time, the reduction amount of the side lobe level is evaluated as the improvement amount.
[0021]
In FIG. 1, the improvement amount of the code B obtained by inverting the sign of the N 1 th column position of the original code A is 1, and the improvement amount of the code C obtained by inverting the sign of the N 2 th column position of the original code A is the same. 1, the improvement amount of the code D obtained by inverting the sign of the N 3rd column position of the original code A is 2, and the improvement amount of the code E obtained by inverting the sign of the N 4th column position of the original code A is 1. Suppose that it is determined that there is.
[0022]
Next, the improvement amount of the code F obtained by inverting the code of the N 5th column position with respect to the code B is 2, and the improvement amount of the code G obtained by inverting the code of the N 6th column position with respect to the code B is the same. 2. Even if the code at any column position is inverted with respect to the code C, there is no improvement of the improvement amount 1 or more, and the improvement amount of the code H obtained by inverting the code at the N 7th column position with respect to the code E is 2. Is determined to be.
[0023]
Next, the improvement amount of the code I obtained by inverting the code of the N 8th column position with respect to the code F is 3, and the improvement of 2 or more is improved even if the code of any column position is inverted with respect to the code G. The improvement amount of the code K obtained by inverting the code of the N 10th column position with respect to the code D is 4, and the improvement amount of the code K obtained by inverting the code of the N 11th column position with respect to the code D is 4 Suppose that it is determined that there is no improvement of the improvement amount 2 or more even if the code at any column position is inverted with respect to the code H.
[0024]
Next, it is determined that the improvement amount of the code J obtained by inverting the code at the N 9th column position with respect to the code I is 3, and that there is no improvement amount of the code obtained by inverting the code at the other column positions. In this way, a code is generated by inverting the sign for the remaining column positions until no further improvement is obtained for code J, code K, and code L, and the largest improvement is obtained. Generated code as the optimal code.
[0025]
In this way, a code obtained by inverting the code of only one column position for each code is generated, and the presence / absence determination of the improved code by calculating the autocorrelation is performed for N codes when the code length is N. Compared with the conventional improved code search that calculates autocorrelation over all 2 N codes, the improved code can be found and generated with a significantly smaller amount of computation. be able to. The present invention can be applied regardless of the length of the two-phase cord.
[0026]
FIG. 2 shows a numerical example of the improved code searched for by the procedure of the present invention and its improved amount. The table of (a) of the figure shows an example of the M series improvement code, and (b) of the figure shows an example of the L series improvement code. In FIG. 2A, N is N shown in FIG. 5, and the code length is 2 N −1. Here, in the first row of the table of FIG. 2A, the sidelobe level of the code obtained by inverting the 20th code at the column position for a code of N = 5 and code length 31 is 4. This shows that an improvement of 1 can be obtained from the side lobe level (5, not shown) of the original code without sign inversion.
[0027]
Further, the fifth row of the table of FIG. 2A shows a code obtained by inverting the codes of the column positions 10th, 170th, 381th, and 448th with respect to the code of N = 9 and the code length 511. The side lobe level is 18, which indicates that an improvement amount of 4 can be obtained from the side lobe level (22 not shown) of the original code whose sign is not inverted. The other rows are as shown in the same table, so the explanation is omitted.
[0028]
In the L-sequence improved code table of FIG. 2B, the code length is given by P shown in FIG. 7, and its value is a prime number. Here, the first row of the table of FIG. 2B shows the 62nd, 207th, and 651th codes for the code obtained by cyclically shifting the code having the code length of 1021 and the head code “+1” by 248 times. The side lobe level of the code with the sign inverted is 23, which indicates that an improvement of 3 can be obtained from the side lobe level of the original code without sign inversion (not shown). Since the other lines are as shown in the table, the description is omitted.
[0029]
Furthermore, as an efficient search method for improved codes of M-sequence code and L-sequence code, the improved code can be obtained with a small amount of calculation by statistically investigating the parameter relationship such as code length, sidelobe improvement value, sign inversion position, etc. Can be explored.
[0030]
FIG. 3 is a graph showing the statistical correlation between the sign inversion position and the improved code appearance number. As shown in the figure, it can be seen that there is a tendency that more improved codes appear by sign inversion near the both ends of the code. By paying attention to such statistical characteristics, it is possible to search for an improved two-phase code with a smaller amount of calculation.
[0031]
Next, a preferred application example of the improved two-phase cord obtained by the present invention will be described below.
(1) Signal for Pulse Compression of Surveillance Radar Pulse compression is performed on the surveillance radar in order to improve the performance of detection distance and distance resolution. Pulse compression requires a frequency or phase modulated signal that reduces the side lobe in calculating autocorrelation. The improved two-phase code according to the present invention can be used as this phase modulation signal.
[0032]
(2) Signals for spreading codes of mobile phones Some wireless devices for mobile phones employ a code division multiple access (CDMA) communication system, and two-phase code spreading is used for this code division multiple access (CDMA) communication. A code is used. An improved two-phase code according to the present invention can be used for this spreading code.
[0033]
(3) In an ultrasonic flaw detection apparatus that nondestructively inspects a signal material for pulse compression of ultrasonic flaw detection, a pulse compression technique is often used to increase flaw detection sensitivity and resolution. The signal for pulse compression requires a signal of frequency or phase modulation that reduces the autocorrelation side lobe. The improved two-phase code according to the present invention can be used as this phase modulation signal.
[0034]
(4) Signals for pulse compression of ground penetrating radars Pulse compression technology is often used to increase the detection distance and resolution of ground penetrating radars that inspect the ground nondestructively. The signal for pulse compression requires a signal of frequency or phase modulation that reduces the autocorrelation side lobe. The improved two-phase code according to the present invention can be used as this phase modulation signal.
[0035]
(5) Active sonar pulse compression signal Pulse compression technology can be applied to increase the detection distance and resolution of active sonar. The pulse compression signal requires a frequency or phase modulation signal that reduces the autocorrelation side lobe. The improved two-phase code according to the present invention can be used as this phase modulation signal.
[0036]
(6) Pulse compression technology for increasing sensitivity and resolution is applied in ultrasonic diagnosis for diagnosing the inside of a body without damaging a signal body for pulse compression in ultrasonic diagnosis. The pulse compression signal requires a frequency or phase modulation signal that reduces the autocorrelation side lobe. The improved two-phase code according to the present invention can be used as this phase modulation signal.
[0037]
(7) When transmitting / receiving the confidential communication signal confidential information, the transmitting side modulates the transmission signal with the encryption code and transmits it, and the receiving side can obtain the confidential information by demodulating the reception signal with the same encryption code. The receiving side cannot decipher unless the encryption code is informed. The improved two-phase code according to the present invention can be used for this encryption code.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the autocorrelation of a code obtained by inverting only one sign of a two-phase code is calculated, and the highest autocorrelation among the two-phase codes having different sign inverting positions. By searching for and generating a two-phase code, an improved code with higher autocorrelation can be searched easily and quickly. This improved code with high autocorrelation can be used for pulse compression signals and anti-jamming measures. By using it for signals, spreading code signals, secret communication signals, etc., the pulse compression ratio (ratio of signal to sidelobe) is improved over the code before improvement, and code division multiple access (CDMA) communication, It is possible to perform communication with a high signal-to-noise ratio (S / N) in secret communication, communication in a jamming environment, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a procedure for searching for an improved two-phase code according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a numerical example of an improved code searched for according to the present invention and its improved amount.
FIG. 3 is a diagram showing a statistical correlation between a sign inversion position and the improved code appearance number.
FIG. 4 is a diagram showing the autocorrelation of Barker Code 13;
FIG. 5 is an explanatory diagram of generation of an M-sequence code.
FIG. 6 is a diagram illustrating autocorrelation of an M-sequence code.
FIG. 7 is an explanatory diagram of generation of an L-sequence code.
FIG. 8 is an explanatory diagram of optimum code search for an L-sequence code having a code length of 5;
FIG. 9 is an explanatory diagram of optimum code search for an L-sequence code with a code length of 7.
[Explanation of symbols]
A Original code B to L The column position of the code string constituting the codes N 1 to N 11 generated by inverting the sign one by one from the original code

Claims (5)

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。Calculates the autocorrelation of each two-phase code obtained by inverting only one sign of the two-phase code constituting the cyclic code, and selects the two-phase code having the highest autocorrelation among the two-phase codes whose sign inversion positions are changed. A two-phase code generation method characterized by searching for and generating a code. 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。Calculate each autocorrelation of each two-phase code obtained by inverting only one sign of the two-phase code constituting the cyclic code, and determine whether the autocorrelation is higher than the two-phase code before the code inversion Then, for the two-phase code determined to have higher autocorrelation than before the sign inversion, the autocorrelation of the two-phase code obtained by inverting only the sign at one other place is calculated, and the autocorrelation is calculated before the sign inversion. The process of determining whether or not the two-phase code is higher than the two-phase code is repeated until a higher autocorrelation is not obtained, and the two-phase code having the highest autocorrelation is searched and generated. Code generation method. 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。3. The two-phase code generation method according to claim 1, wherein an M-sequence code or an L-sequence code is used as the cyclic code. 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。When calculating the autocorrelation of the two-phase code obtained by inverting only one sign of the two-phase code, the code inversion position is determined based on the statistical characteristics regarding the code length, the sidelobe improvement value, and the code inversion position parameter. The two-phase code generation method according to claim 1, wherein the two-phase code generation method is determined. 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。5. The two-phase code generation method according to claim 1, wherein the two-phase code is generated as a two-phase code used for a pulse compression signal, an interference countermeasure signal, a spread code signal, or a secret communication signal.
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