并擴系統(tǒng)中組合序列代數(shù)和相關性研究及應用.pdf

1、由于繼承了直接序列擴頻系統(tǒng)(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)的強干擾和噪聲抑制能力、強多址通信能力等技術優(yōu)勢，并行組合擴頻系統(tǒng)(Parallel Combinatory Spread Spectrum, PCSS)有望成為高效擴頻通信解決方案。組合序列是并行組合擴頻通信系統(tǒng)的核心部分，針對現(xiàn)階段并行組合擴頻系統(tǒng)中序列相關性分析存在局限性從而無法提出更優(yōu)更準確的系統(tǒng)解決方案的問題，本文依據(jù)組合序

2、列特征，采用代數(shù)和相關性對組合序列分析，可以定量的解釋序列相關性對系統(tǒng)性能的影響，且可針對不同序列的代數(shù)和相關特性應用于系統(tǒng)的不同模塊中以優(yōu)化系統(tǒng)性能。為進一步提高并行組合擴頻系統(tǒng)的工作性能，對組合序列的代數(shù)和相關性、組合序列的QPSK調制軟判決算法以及組合序列的捕獲算法等方面進行了如下研究：
　　(1)組合序列的代數(shù)和相關性
　　應用代數(shù)和相關分析方法，分析以Gold序列、復合序列以及Walsh序列為代表的組合序列的相關特

3、性。
　　討論了Gold序列代數(shù)和相關性；論證了其代數(shù)和零相位差處良好的相關特性，非零相位差處的多值相關特性。針對其非零相位差處代數(shù)和相關函數(shù)的多峰值特性，提出了一種特征峰值優(yōu)選法，該優(yōu)選法可在Gold序列集中選出具有較小代數(shù)和互相關特征峰值的序列，從而減小系統(tǒng)異步情況下序列間代數(shù)和互相關峰值干擾。
　　討論了復合序列的代數(shù)和相關性。依據(jù)m-W序列的代數(shù)和相關旁瓣峰值較大的特性，得出其僅適用于同步并行組合擴頻系統(tǒng)中的結論；W

4、alsh序列族構成的G-W序列在非零相位差處代數(shù)和相關性較差，同樣不適用于異步并行組合擴頻系統(tǒng)；Gold序列族構成的G-W序列代數(shù)和相關特性和Gold序列類似，對G-W序列進行了特征峰值優(yōu)選，擴展了異步情況下并行組合擴頻系統(tǒng)序列選取種類。
　　依據(jù)現(xiàn)有的Walsh序列性質，推導出完備Walsh序列集中多條序列的列同性和部分正交性。列同性定理為部分正交性提供了理論依據(jù)，部分正交性的證明不僅豐富了對Walsh序列代數(shù)和相關性的研究，同

5、時體現(xiàn)了Walsh序列碼元分布的內在規(guī)律性，更為其在并行組合擴頻系統(tǒng)中其他模塊的應用奠定了理論基礎。
　　(2)組合序列的QPSK調制軟判決算法
　　依據(jù)序列代數(shù)和零時延處良好的正交特性以及Walsh序列的部分正交性，提出了兩種適用于短波信道的QPSK調制軟判決算法，即基于加權軟判決的QPSK調制軟判決算法、基于置零軟判決的QPSK調制軟判決算法；進一步將現(xiàn)有的并行組合擴頻系統(tǒng)MPSK調制星座圖軟判決算法、加權軟判決算法和置

6、零軟判決算法在參數(shù)選擇，誤碼性能以及最小歐氏距離等方面進行了比較。
　　(3)組合序列的捕獲算法
　　針對組合序列的捕獲所需計算量較大且硬件復雜度較高的技術缺陷，提出了適于用組合序列捕獲的滑動相關算法，該算法可以有效的實現(xiàn)組合序列的自同步捕獲；驗證了滑動相關算法對組合序列捕獲的可行性，且證明了特征峰值優(yōu)選法的有效性。
　　為了規(guī)避滑動相關算法運算量較大的缺點，結合接收相關值矩陣的代數(shù)和相關特性分析，提出了三種有效的FF