低相关区互补序列集的构造方法研究

完备互补序列是一类具有理想相关函数性质的信号,在多址接入通信系统、雷达波形设计等领域具有广泛的应用。然而完备互补序列集合大小不超过其子序列数目。为扩展互补序列数目,该文研究了非周期低相关区互补序列集的构造方法,首先提出了两类有限域上的映射函数,进而得到两类参数渐近达到最优的低相关区互补序列集。该类低相关区互补序列集相比完备互补序列集具有更多的序列数目,在通信系统中可支持更多的用户。

新的互正交互补序列集构造

针对互正交互补序列集(MOCSS)设计方法的局限性和构造参数的不足,提出了一种基于仿酉矩阵的MOCSS构造方法。该方法引入系数仿酉矩阵的新概念,并通过结合矩阵乘积、克罗内克积和矩阵迭代技术,构造了3类不同阶数的仿酉矩阵。利用仿酉矩阵与MOCSS之间的等价性,开发了一系列参数选择灵活的多相MOCSS,补充了现有文献设计结果。考虑到多载波码分多址系统峰均功率比(PAPR)抑制问题,进一步利用布尔函数设计了一种具有低列向量PAPR特性的系数仿酉矩阵。实验结果表明,采用这类系数仿酉矩阵构造的MOCSS,其列序列PAPR有效控制在2以内的范围,同时保持了码容量和长度的灵活性,为系统提供了多样化的信号选择。

基于基序列构造二元互补序列集

互补序列集凭借其理想的非周期自相关函数特性,在通信与感知领域得到广泛应用。针对互补序列集长度受限的问题,该文以基序列为初始序列,利用级联算子和交织算子提出两类二元互补序列集的新构造方法。所提构造填补了二元互补序列集在特定长度上的空白,并解决了由Adhikary和Majhi提出的公开问题。

基于差族构造高斯整数周期互补序列

该文给出了基于差族的高斯整数互补序列构造方法。利用差族与互补序列之间的联系,首先推导出高斯整数互补序列存在的充分条件,进而直接构造了阶数为2的高斯整数互补序列。为进一步增加高斯整数互补序列数目,又利用映射方法构造了阶数为4的高斯整数互补序列。同传统的2元互补序列相比,高斯整数互补序列的存在数目很多,因此该文方法可以为通信系统提供大量的互补序列。

基于多相互补序列的多载波信号的峰值因子分析

针对具有相同幅度和等频率间隔的许多余弦函数组成的多载波信号,本文首先对它们的峰值因子上界进行了推导,得出它取决于由多载波信号初始相位组成的复序列的幅度谱.然后证明了由多相互补序列对中任一互补序列构成的多载波信号的峰值因子小于或等于6dB.最后,给出了由长度等于10的多相互补序列构成的多载波信号的两个仿真例子,结果表明它们的峰值因子在5～6dB之间,和理论分析相吻合.此外,还发现二进制Golay互补序列能够产生对称的多载波信号,该特性对于某些应用是很有用的.

基于正交互补序列的瞬时极化测量编码波形设计

以二相编码波形为例,建立了瞬时极化雷达的极化测量信号模型;为提高波形的峰值旁瓣电平(PSL)和隔离度(I),设计出用于瞬时极化测量的正交互补二相编码波形,分析了其匹配接收方案;以26位正交互补序列为例,讨论了该编码波形的自模糊函数、互模糊函数特性;最后,结合具体雷达参数,分析了其极化测量性能:对于静止目标或多普勒频移精确补偿后,该编码波形具有特有优势,既能消除多目标间的相互干扰,又能消除散射矩阵元素之间的串扰影响,准确进行散射矩阵测量,当多普勒频移不能精确补偿时,该编码波形极化测量性能将变差,例如,在本文测量参数下,当多普勒频移为6KHz时,PSL、1分别下降至28.5dB、22.5dB。本文结果对研究相位编码波形在瞬时极化测量中的应用前景及工程实现等问题具有参考价值。

零相关区屏蔽四元周期互补序列偶集设计研究

该文提出一种零相关区(ZCZ)屏蔽四元周期互补序列偶集的设计方法。基于最佳二元屏蔽序列偶和正交矩阵构成ZCZ屏蔽序列偶集,经过交织迭代得到ZCZ屏蔽周期互补序列偶集,进而利用新型逆Gray映射构造了ZCZ屏蔽四元周期互补序列偶集。结果达到理论界限,进一步拓展了扩频序列的可选空间。

基于Golay互补序列空时编码的MIMO雷达波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达正交波形设计中数值优化方法所得波形脉冲压缩旁瓣较高的问题,该文提出一种基于Golay互补序列空时编码的设计方法。该方法利用Golay互补序列的互补性,并通过对序列构成的脉冲串进行扩展的空时编码,减小了波形的自相关旁瓣和互相关,从而降低了脉冲压缩波形的旁瓣;然后,为解决多普勒频移导致波形检测性能下降的问题,利用零空间向量加权法对脉冲压缩后波形进行多普勒补偿,显著提高了其目标检测能力。仿真结果验证了该文方法的有效性。

MC-CDMA系统中具有组内互补特性的序列构造

为了增加多载波码分多址通信系统的容量,构造了一类具有组内互补特性的序列集合。该序列集合可以分成多个序列组,每个序列组内部的序列具有理想的相关性能,同时序列组之间具有不同宽度的零互相关区。作为传统互补序列集合的扩展,所构造的组内互补序列集合中的每一个序列组都是一个完备互补序列集合,从而既可以满足容纳大数量用户的需求,也可以保证系统的抗干扰性能。

二元及四元零相关区周期互补序列集构造法

该文基于二元周期互补序列集,研究了二元和四元零相关区(ZCZ)周期互补序列集的构造方法。利用移位序列和交织法来构造二元ZCZ周期互补序列集,序列集的零相关区长度可以灵活设定。利用逆Gray映射构造了四元ZCZ周期互补序列集,零相关区长度同样可以灵活设定。如果采用的初始周期互补序列集参数达到理论界限,得到的二元和四元ZCZ周期互补序列集参数都是可以达到理论界限的。

具有灵活子序列数目的零相关区周期互补序列集构造法

研究了零相关区周期互补序列集的构造方法。基于正交矩阵,构造了一类具有灵活子序列数目的零相关区周期互补序列集,序列集参数达到理论界限。在多载波码分多址通信系统中可以根据子载波的数目灵活设定序列集中子序列数目,因此构造的ZCZ周期互补序列集具有更大的应用价值。

一类四元零相关区非周期互补序列集构造法

零相关区非周期互补序列集在多载波码分多址通信系统中有着重要应用.已有的四元零相关区非周期互补序列集构造方法都是基于二元或四元零相关区互补序列集,得到的序列集参数受到初始互补序列集参数的限制.该文给出了一种构造法,利用四元正交序列集来构造四元非周期互补序列集.本文方法得到的序列集参数达到理论界限,并且零相关区长度可以灵活设定以满足不同的应用场合.另外给出了两类基于二元正交矩阵的四元正交序列集的构造方法,得到的四元正交序列集可以用于构造四元零相关区非周期互补序列集.二元正交矩阵存在数目很多,因此本文方法可以为多载波码分多址系统提供大量四元非周期互补序列集.

四元零相关区周期互补序列集构造法

该文分别基于二元零相关区周期互补序列集和二元周期互补序列集做为初始序列,利用逆Gray映射构造了四元零相关区周期互补序列集。如果选取的初始序列集参数可以达到理论界限,得到的四元零相关区周期互补序列集接近甚至达到理论界限。零相关区互补序列集相比传统互补序列集具有更多的序列数目,应用到通信系统中可以支持更多的通信用户。

一类多相零相关区周期互补序列集构造法

该文基于正交矩阵,构造了一类参数达到理论界限的多相零相关区周期互补序列集。得到序列集的参数如零相关区长度、子序列的数目等都可以灵活设定。由于正交矩阵的存在数目很多,因此通过该文方法可以构造出大量的零相关区周期互补序列集。

一类四元零相关区周期互补序列集

该文基于偶周期二元零相关区周期互补序列集,利用逆Gray映射,研究了一类新的四元零相关区周期互补序列集的构造方法。构造的序列集参数性能得到提升,即在一定条件下,即使初始二元零相关区周期互补序列集未达到理论界,获得的序列集仍可以达到理论界。同时,通过选择不同的参数,可以得到不同的四元零相关区周期互补序列集。构造结果表明,该文方法能产生与已有构造结果不同的零相关区周期互补序列集,有效地增加了四元零相关区周期互补序列集的数量,为工程应用提供了更多的选择。

二元互补序列偶集及其伴集

定义了非周期相关下二元互补序列偶集以及伴集的概念,提出了多种伴集的构造方法,并进行了理论证明.实例表明,利用这些方法可以得到大量的二元互补序列偶集以及伴集,与传统的互补序列集相比有更广阔的存在空间.

几乎最佳周期互补二元序列偶族

为了提供数量更多且具有良好相关性的序列,在几乎最佳自相关序列偶的基础上,提出了一种新的二元序列族——几乎最佳周期互补二元序列偶族(APCSPF)。研究了APCSPF的性质,用Fourier变换对APCSPF进行了谱分析,并从这方面得到了APCSPF存在的必要条件。最后给出了一种基于特殊阵列构造APCSPF的方法。

基于修正完备互补序列CDMA系统的抗多径干扰性能分析

CDMA通信系统本身存在着多径干扰、多址干扰等缺点,这将大大限制CDMA系统中的用户容量.为此,在深入分析了完备互补序列理论的基础上,提出了一种抗多径干扰的新方法———采用修正完备互补序列,利用其特性从接收机的相干输出中消除多径干扰的影响,并以4阶完备互补序列的一个子集为例根据加/去修正的原理设计了CDMA单用户系统,对系统的抗多径干扰性能进行了仿真,验证了采用修正完备互补序列较m序列抗多径干扰的优异特性.

一种新的二元互补序列偶的构造方法

本文研究了互补序列偶的构造问题,得到了一种新的二元互补序列偶的构造方法,即由N长二元序列偶和M长二元序列偶来构造MN长二元序列偶。这不仅拓宽了二元互补序列偶可构造的空间范围,更重要的是可以通过此种构造方法来构造更长的奇数长二元互补序列偶,弥补了原有的构造方法只能构造偶数长度的互补序列偶的不足,而且对研究奇数长二元互补序列偶也具有重要意义。

基于Golay互补序列的压缩感知稀疏信道估计算法

该文针对现有基于压缩感知的信道估计方法峰均功率比高、计算量大等问题,使用确定性格雷(Golay)序列作为训练序列对稀疏信道进行信道估计,在接收端实现了对信道冲激响应的估计,给出了估计模型和具体的算法推演,推导了该方法的峰均功率比,并与基于随机高斯序列的压缩感知信道估计方法的性能、峰均功率比和计算量进行了比较。仿真实验表明:格雷序列以及随机高斯序列两种序列都可以重构出稀疏信道非零抽头系数,但是格雷序列对稀疏信道冲激响应的确定性观测估计值的均方误差(MSE)和匹配度性能(Match Rate,MR)均优于随机高斯序列,计算量降低了许多,且在OFDM系统中峰均功率比大大降低。