廣義正交互補(bǔ)序列設(shè)計(jì)、分析與應(yīng)用.pdf

1、在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，擴(kuò)頻序列的自相關(guān)函數(shù)(ACF)和互相關(guān)函數(shù)(CCF)(包括周期/非周期相關(guān)特性)的好壞在很大程度上決定了系統(tǒng)多徑干擾(MI)、多址接入干擾(MAI)和鄰區(qū)干擾(ACI)的大小，從而直接影響著系統(tǒng)性能優(yōu)劣和容量大小。擴(kuò)頻序列的研究主要包含擴(kuò)頻序列設(shè)計(jì)與擴(kuò)頻序列應(yīng)用兩個(gè)方面。本文研究了具有零相關(guān)區(qū)(ZCZ)的序列和陣列，也稱廣義正交(GO)序列和陣列。構(gòu)造了一批具有優(yōu)良相關(guān)性能的序列和陣列，并探討了這些序列在多

2、載波碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，紅外系統(tǒng)以及多入多出(MIMO)信道估計(jì)中的應(yīng)用。此外，還研究了格雷序列和完備正交序列的邏輯函數(shù)表示。
　　 本文基于ZCZ思想在互補(bǔ)序列中的擴(kuò)展，討論了Z非周期互補(bǔ)序列(ZACS)和Z周期互補(bǔ)序列(ZPCS)及其伴集的常用構(gòu)造方法。通過(guò)移位算子作用于周期互補(bǔ)序列(PCS)，得到一種構(gòu)造最優(yōu)ZPCS的方法，所生成的ZPCS不僅在ZCZ內(nèi)有完美的相關(guān)特性，而且在ZCZ外也有不錯(cuò)的相關(guān)特性。通過(guò)PCS和

3、移位序列集的結(jié)合，使用交織技術(shù)構(gòu)造了廣義正交組間互補(bǔ)周期序列集，該序列集可以分成若干組，組內(nèi)序列具有普通ZCZ互相關(guān)特性，而組間具有完美的互相關(guān)特性。基于完美陣列和移位序列集，使用交織技術(shù)得到了最優(yōu)或接近最優(yōu)的ZCZ陣列集。此方法不僅能得到具有新的參數(shù)組合的ZCZ陣列集，在參數(shù)的選擇上也更趨靈活。同時(shí)，采用的交織操作可以逐行進(jìn)行也可以逐列進(jìn)行；相應(yīng)地，所生成的ZCZ陣列集的矩形ZCZ窗可以在行方向或列方向上達(dá)到最大值。陣列數(shù)目和矩形ZC

4、Z窗大小作為折衷的兩個(gè)參數(shù)存在，可以滿足不同應(yīng)用對(duì)參數(shù)的具體要求?；赯CZ思想在互補(bǔ)陣列中的擴(kuò)展，提出了一種廣義正交互補(bǔ)陣列新概念，使得傳統(tǒng)互補(bǔ)陣列和ZCZ陣列成為它的特殊情況。此擴(kuò)展豐富了陣列的存在形式，不僅給適合陣列的應(yīng)用提供了更多的選擇，而且為今后在統(tǒng)一架構(gòu)下研究陣列作了鋪墊。隨后，論文分別給出了三種構(gòu)造廣義正交互補(bǔ)陣列的方法，第一種方法使用非周期互補(bǔ)陣列作為初始陣列，通過(guò)正交擴(kuò)展得到廣義正交非周期互補(bǔ)陣列；第二種方法使用ZCZ

5、陣列作為初始陣列，通過(guò)正交擴(kuò)展得到廣義正交周期互補(bǔ)陣列；第三種方法使用ZCZ陣列作為初始陣列，通過(guò)比特交織遞歸得到廣義正交周期互補(bǔ)陣列。三種方法得到的陣列集都具有兩類矩形ZCZ窗，一類是普通的矩陣ZCZ窗，一類是完美的矩形ZCZ窗。三種方法得到的兩類矩形ZCZ窗的劃分，分別由初始陣列、正交擴(kuò)展和比特交織迭代決定。
　　 本文基于簡(jiǎn)單的與、或、非邏輯通過(guò)數(shù)學(xué)歸納法得到了兩類具有重要應(yīng)用背景的格雷序列和完備正交序列的邏輯函數(shù)表示。序

6、列的邏輯函數(shù)表示不僅可以使序列的工程產(chǎn)生更加方便，同時(shí)也有利于觀察該類序列的特性，為序列構(gòu)造提供新的思路。分析了廣義正交互補(bǔ)序列的三種可能的應(yīng)用。第一種應(yīng)用是多載波碼分多址系統(tǒng)，在最大多徑時(shí)延以及多用戶時(shí)延落在零相關(guān)區(qū)內(nèi)的時(shí)候，采用廣義正交非周期互補(bǔ)序列的多載波碼分多址系統(tǒng)可以完全消除MI和MAI。第二種應(yīng)用是室內(nèi)無(wú)線紅外通信系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)互補(bǔ)序列鍵控(CSK)進(jìn)行改進(jìn)，避免了傳統(tǒng)互補(bǔ)序列鍵控中由二進(jìn)制互補(bǔ)序列(BCP)對(duì)的兩個(gè)子序列