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基于桥函数重组研究的一种扩频序列设计

作　者: 郑艳阳
导　师: 张凤元
学　校: 北京化工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 桥函数重组杂交桥函数零相关区交织桥函数扩频序列序列设计
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

序列设计研究是很多工程领域的重要课题。随着第三代、第四代移动通信技术的发展,码分多址技术逐渐成为一支主流力量,其特点包括：抗干扰能力强,抗截获能力强和通信系统容量大等,这些优势的提升很大程度上要依赖于扩频序列设计。实验表明,桥函数在码序列设计方面有很大的应用前景,本文在现有杂交桥函数序列设计研究的基础上,进一步研究了基于桥函数的序列生成方式和最佳序列设计方法。文章提出了一种新型三值函数序列——重组杂交桥函数序列的生成方法,对其基本性质、相关性质进行了研究,对其最佳扩频序列设计方法和设计结果进行了说明,并进一步讨论了其他基于桥函数的序列(族)生成方式和设计方法。创新性工作主要包括：(1)用重组杂交的方式,构造了一种新型三值函数序列,命名为重组杂交桥函数序列,该函数序列突破了桥函数序列中零元素的规律性分布,扩大了扩频序列的可研究范围；(2)研究了重组杂交桥函数矩阵的一些基本性质,包括行正交和列正交的特性特征,并给出了严格的数学证明；重点讨论了重组杂交桥函数序列的相关性,并通过仿真实验得到了一系列结论；(3)给出了基于重组杂交桥函数序列的最佳序列族设计方法,针对零相关区、主旁瓣比、相对影响因子等特征参数,用计算机搜索算法实现了对广义同类杂交桥函数序列的最佳扩频序列设计,得出了一系列优选序列族；(4)从新的角度,提出了一种序列生成方式和一种序列族构造方法,分别称之为最佳零相关区交织桥函数序列和重构序列族,并分别对其相关性质进行了实验讨论和结果分析,得到了两种新的具有良好相关性的序列族设计方法。通过本文的研究工作,扩展了杂交桥函数序列的生成思想,不仅完善了桥函数理论体系,也为序列码设计提供了更广阔的研究基础,使桥函数理论在无线通信等工程领域的应用进一步成为可能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
第一章绪论  15-25
  1.1 前言  15-16
  1.2 研究背景  16-20
    1.2.1 本课题相关领域的历史及研究现状  16-18
      1.2.1.1 CDMA通信系统  16-17
      1.2.1.2 扩频序列  17-18
    1.2.2 本课题相关理论技术知识背景  18-20
      1.2.2.1 沃尔什函数  18-19
      1.2.2.2 桥函数  19
      1.2.2.3 广义桥函数  19-20
  1.3 新课题的提出、研究目的和意义  20-22
  1.4 论文的主要研究内容和结构安排  22-25
    1.4.1 课题研究内容  22-23
    1.4.2 课题主要解决的问题  23
    1.4.3 论文的结构安排  23-24
    1.4.4 论文的主要创新点  24-25
第二章杂交桥函数研究基础  25-31
  2.1 桥函数的理论基础  25-27
    2.1.1 桥函数的生成方法及分类  25-26
    2.1.2 桥函数矩阵的基本性质  26-27
  2.2 杂交桥函数的理论基础  27-29
    2.2.1 杂交桥函数的生成方法及分类  27-28
    2.2.2 杂交桥函数矩阵的基本性质  28-29
  2.3 本章小结  29-31
第三章重组杂交桥函数  31-41
  3.1 重组杂交桥函数的定义  31-33
  3.2 重组杂交桥函数的分组正交性  33-34
  3.3 重组杂交桥函数的分类及举例  34-39
    3.3.1 平移重组杂交桥函数  34-35
    3.3.2 对称重组杂交桥函数  35-37
    3.3.3 混合重组杂交桥函数  37-38
    3.3.4 同类重组杂交桥函数  38-39
  3.4 本章小结  39-41
第四章重组杂交桥函数序列的相关性  41-51
  4.1 一般离散信号序列相关函数的定义  41-43
  4.2 重组杂交桥函数序列的自相关性质  43-49
    4.2.1 平移重组杂交桥函数序列的自相关性质  43-46
    4.2.2 同类重组杂交桥函数序列的自相关性质  46-49
  4.3 本章小结  49-51
第五章重组杂交桥函数与最佳扩频序列设计  51-87
  5.1 重组杂交桥函数最佳扩频序列设计的一般思想  51-52
  5.2 基于一般遍历算法的最佳扩频序列设计  52-69
    5.2.1 以零自相关区为搜索参数标准的最佳序列设计  52-57
      5.2.1.1 最佳零自相关区重组杂交桥函数序列设计算法描述  53-54
      5.2.1.2 最佳零自相关区重组杂交桥函数序列设计算法Matlab实现与仿真结果  54-57
    5.2.2 以主旁瓣比为搜索参数标准的最佳序列设计  57-69
      5.2.2.1 最佳主旁瓣比重组杂交桥函数序列设计算法描述  57-58
      5.2.2.2 最佳主旁瓣比重组杂交桥函数序列设计算法Matlab实现与仿真结果  58-69
  5.3 基于图算法的最佳扩频序列族的设计  69-83
    5.3.1 建立基于图论的数学模型  70-74
      5.3.1.1 最佳扩频序列族的设计步骤  70
      5.3.1.2 建立基于序列互相关性质的图论数学模型  70-71
      5.3.1.3 算法流程与Matlab实现  71-74
    5.3.2 以零互相关区为搜索参数标准的最佳序列设计  74-76
      5.3.2.1 最佳零互相关区重组杂交桥函数序列设计算法描述  74
      5.3.2.2 最佳零互相关区重组杂交桥函数序列设计算法Matlab实现与仿真结果  74-76
    5.3.3 以相对影响因子为搜索参数标准的最佳序列设计  76-83
      5.3.3.1 最佳相对影响因子重组杂交桥函数序列设计算法描述  76-77
      5.3.3.2 最佳相对影响因子重组杂交桥函数序列设计算法Matlab实现与仿真结果  77-83
  5.4 完整最佳扩频序列设计  83-85
    5.4.1 完整最佳扩频序列设计算法描述  83
    5.4.2 完整最佳扩频序列设计算法Matlab实现与仿真结果  83-85
  5.5 本章小结  85-87
第六章基于桥函数理论的其他序列族生成方法研究  87-103
  6.1 基于桥函数的最佳零相关区(ZCZ)交织序列生成方法  87-94
    6.1.1 交织技术  87-88
    6.1.2 最佳零相关区(ZCZ)交织桥函数序列生成方法  88-90
      6.1.2.1 完美三进制序列的定义及其自相关性  88-89
      6.1.2.2 构造最佳零相关区(ZCZ)交织桥函数序列  89-90
    6.1.3 最佳零相关区(ZCZ)交织桥函数序列的简单性质  90-94
  6.2 重构序列族的构造设计思想  94-101
    6.2.1 重构桥函数序列族  95-99
    6.2.2 重构重组杂交桥函数序列族  99-101
  6.3 本章小结  101-103
结论  103-105
参考文献  105-109
致谢  109-111
研究成果及发表的学术论文  111-113
作者和导师简介  113-115
附录  115-116

基于桥函数重组研究的一种扩频序列设计

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