MATLAB在零相关区序列偶集研究中的应用
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资料包括： 论文(52页19字) 图纸
说明：
摘 要
在准同步CDMA 通信系统中，对所采用扩频地址码的要求是在同步误差范围内(零时延附近)具有理想的相关特性，零相关区(ZCZ)序列偶和零相关区(ZCZ)序列偶集合就是能够满足这样要求的序列。
本文介绍了ZCZ序列偶的定义、存在的必要条件、自相关函数的变换性质、峰值特性、ZCZ互补序列偶的概念、ZCZ序列偶的构造方法以及ZCZ序列偶集合的定义、变换性质、产生方法及性能，并通过渐近率来表示ZCZ序列偶的理论限，在此理论的基础上用MATLAB进行软件仿真。另外，本文还介绍了序列偶在信号处理、通信系统中的应用，ZCZ序列偶集合在准同步CDMA系统中的应用。
仿真结果表明，ZCZ 序列偶集合是一种特殊的二元零相关区序列，它大量存在，且性能优良，适于作准同步CDMA 系统的扩频序列。
关键词 ZCZ序列偶；ZCZ序列偶集合； MATLAB
Abstract
In the quasi-synchronous CDMA system, the request to adopt the spreading sequence is that the sequence should have perfect correlation properties in the synchronous error (near the zero time delay), the zero-correlation zone(ZCZ) sequence is just fit for the need.
The paper introduces the definition of ZCZ sequence pair, the necessary condition of the being of ZCZ sequence pair, peak value characteristic, construction methods and the transform properties of the self-correlation function; the definition of the ZCZ complementary sequence pair and the definition of ZCZ sequence pair set, the transform properties of the self-correlation function, construction methods and performance; and expresses the theory bound of the ZCZ sequence pair set with the rate of the approaching. At the last, software simulation is done with MATLAB. What’s the more, the paper introduces the application of the sequence pair in the treatment of the signal and in the communication systems, in the quasi-synchronous CDMA system.
The result of the simulation indicates that the ZCZ sequence pair set is a peculiar binary zero correlation sequence. At the same time, its performance is perfect, it is befitting to use as the spread spectrum sequence in the quasi-synchronous CDMA system.
Keywords ZCZ sequence pair; ZCZ sequence pair set; MATLAB
目录：
摘 要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 课题背景1
1.2 序列偶的应用1
1.2.1 序列偶在信号处理中的应用2
1.2.2 序列偶在通信系统中的应用3
1.3 零相关区序列的研究进展3
1.4 论文内容安排4
第2章 ZCZ序列偶的基本理论6
2.1 序列偶的基本理论6
2.1.1 序列偶的基本概念6
2.1.2 序列偶自相关函数的变换性质8
2.2 ZCZ序列偶的基本理论10
2.2.1 ZCZ序列偶的定义10
2.2.2 ZCZ互补序列偶的定义11
2.2.3 ZCZ序列偶的构造12
2.2.4 ZCZ序列偶存在的必要条件13
2.2.5 ZCZ序列偶的峰值特性14
2.2.6 ZCZ序列偶的变换性质16
2.3 本章小结18
第3章 ZCZ序列偶集合的理论研究20
3.1 ZCZ序列偶集合的基本概念20
3.2 ZCZ序列偶集合的变换性质21
3.3 ZCZ序列偶集合的理论限23
3.4 ZCZ序列偶集合的设计24
3.5 ZCZ序列偶集合的性能分析28
3.6 ZCZ序列偶集合在准同步CDMA系统中的应用29
3.7 本章小结30
第4章 ZCZ序列偶及ZCZ序列偶集合的MATLAB仿真31
4.1MATLAB简介31
4.2 实现算法31
4.3 本章小结38
结 论39
参考文献40
附录142
附录243
致谢44
参考文献：
1 曾兴雯，刘乃安，孙献璞．扩展频谱通信及其多址．西安：西安电子科技大学出版社，2004
2 张永生,李道本.CDMA 系统中的蜂窝技术.移动通信,1997,21(4):37～39
3 赵晓群,何文才,王仲文,等.最佳二进阵列偶理论研究.电子学报，1999，27(1):34～37
4 S.Matsufuji. Two Families of Sequence Pairs with Zero Correlation Zone. Proceedings of the Fourth International Conference on Parallel and Distributed Computing Applications and Technologies 2003:899～903
5 梁清梅.准同步CDMA 系统中零相关区序列偶集合的设计.（工学硕士学位论文）.秦皇岛：燕山大学，2005，4～35
6王宏．MATLAB6.5及其在信号处理中的应用．北京：清华大学出版社，2003,1～4
7孙立新,邢宁霞．CDMA(码分多址)移动通信技术．北京：人民邮电出版社,1996，18～25
8杨义先．编码密码学．北京：人民邮电出版社，1992，239～242
9肖国镇,梁传甲,王育民．伪随机序列及其应用．北京：国防工业出版社, 1985,167～193
10闻新等．MATLAB神经网络仿真与应用．北京：科学出版社，2003，
15～24
11 N.Suehiro. A Signal Design without Co-channel Interference for Approximately Synchronized CDMA Systems. IEEE Journal on Selected Areas in Communications.
12 P.Fan,M.Darnell.Sequence Design for communications application.IEEE Journal on Selected Areas in Communications，1996,95～
107.
13 H.Torii,M.Nakamura,N.Suehiro.A New Class of Zero-Correlation Zone Sequences. IEEE Journal on Selected Areas in Communications.
14 杨义先．最佳信号理论与设计．北京：人民邮电出版社,1996
15 胡飞，梅其祥等．一类新型二元序列族的相关函数研究．电波科学学报,
2003，18(3)：298～304
16 闫保中，何联俊，洪艳.m序列优选对及平衡Gold序列的产生与搜索．应用科技, 2003，30(11)：31～33
17 王晓燕，郭黎利．二元互补序列的两个重要性质的研究．通信技术，2003，(3)：90～91
18 胡予濮．一类理想自相关序列的伪随机性．电子学报，2003，(2)：245～
247
19 陈海龙,李宏．基于MATLAB的伪随机序列的产生和分析．计算机仿真，2005,(5)：98～100
作者点评：
扩频序列的设计涉及CDMA通信系统的核心问题，具有重要的理论价值和广阔的应用前景。与传统的扩频序列相比，适于准同步CDMA系统的零相关区序列偶和零相关区序列偶集合具备更多的优越性。本文详细介绍了零相关区序列偶和零相关区序列偶集合的概念 、性质及生成方法，并在此基础上利用MATLAB对其进行了软件仿真：生成了零相关区序列偶和零相关区序列偶集合并验证了它们的性质。综合以前各章的内容可得到以下结论：
(1)介绍了一种新型的序列偶——ZCZ 序列偶，它是一种具有零相关区的多值自相关序列偶。并且还介绍了ZCZ互补序列偶的概念。ZCZ 序列偶一方面作为一种序列偶，是对以往最佳序列偶、几乎最佳序列偶的扩展，它除了具有与最佳序列偶、几乎最佳序列偶类似的变换性质以外，还具有独特的峰值特性，即自相关函数主峰值一定为4 的倍数；另一方面，作为一种特殊的零相关区序列，ZCZ 序列偶存在的数目较多，因而能够弥补二元ZCZ 序列存在不足的现状。本文用MATLAB实现了ZCZ 序列偶的搜索，得到了长度为12的ZCZ序列偶，并且验证了它的变换特性和峰值特性，通过ZCZ序列偶的相关函数特性图可以直观地显示出来。
(2)介绍了一种新型的适于准同步CDMA 系统的扩频序列集——ZCZ序列偶集合。并介绍了渐近率的概念，用来表示一个ZCZ 序列偶集的理论限。之后介绍了ZCZ序列偶集合的一种生成方法---递归法，在初始序列参数满足一定条件下能够得出达到理论上限的集合。本文经过二次递归生成了集合的大小M=8同时序列偶长度N=32且达到理论限的ZCZ序列偶集合。
本文的设计还有许多不足之处，由于时间有限，对ZCZ 序列偶集合的理论限没有进行深入的研究，同时生成的ZCZ 序列偶的长度和ZCZ 序列偶集的大小、零相关区长度比较有限。软件设计还有许多需改进的地方，主要是算法的改进，由于搜索的范围较大，且运算量相当大，好的算法可能会很好的降低运算速度。
资料包括： 论文(52页19字) 图纸
说明：
摘 要
在准同步CDMA 通信系统中，对所采用扩频地址码的要求是在同步误差范围内(零时延附近)具有理想的相关特性，零相关区(ZCZ)序列偶和零相关区(ZCZ)序列偶集合就是能够满足这样要求的序列。
本文介绍了ZCZ序列偶的定义、存在的必要条件、自相关函数的变换性质、峰值特性、ZCZ互补序列偶的概念、ZCZ序列偶的构造方法以及ZCZ序列偶集合的定义、变换性质、产生方法及性能，并通过渐近率来表示ZCZ序列偶的理论限，在此理论的基础上用MATLAB进行软件仿真。另外，本文还介绍了序列偶在信号处理、通信系统中的应用，ZCZ序列偶集合在准同步CDMA系统中的应用。
仿真结果表明，ZCZ 序列偶集合是一种特殊的二元零相关区序列，它大量存在，且性能优良，适于作准同步CDMA 系统的扩频序列。
关键词 ZCZ序列偶；ZCZ序列偶集合； MATLAB
Abstract
In the quasi-synchronous CDMA system, the request to adopt the spreading sequence is that the sequence should have perfect correlation properties in the synchronous error (near the zero time delay), the zero-correlation zone(ZCZ) sequence is just fit for the need.
The paper introduces the definition of ZCZ sequence pair, the necessary condition of the being of ZCZ sequence pair, peak value characteristic, construction methods and the transform properties of the self-correlation function; the definition of the ZCZ complementary sequence pair and the definition of ZCZ sequence pair set, the transform properties of the self-correlation function, construction methods and performance; and expresses the theory bound of the ZCZ sequence pair set with the rate of the approaching. At the last, software simulation is done with MATLAB. What’s the more, the paper introduces the application of the sequence pair in the treatment of the signal and in the communication systems, in the quasi-synchronous CDMA system.
The result of the simulation indicates that the ZCZ sequence pair set is a peculiar binary zero correlation sequence. At the same time, its performance is perfect, it is befitting to use as the spread spectrum sequence in the quasi-synchronous CDMA system.
Keywords ZCZ sequence pair; ZCZ sequence pair set; MATLAB
目录：
摘 要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 课题背景1
1.2 序列偶的应用1
1.2.1 序列偶在信号处理中的应用2
1.2.2 序列偶在通信系统中的应用3
1.3 零相关区序列的研究进展3
1.4 论文内容安排4
第2章 ZCZ序列偶的基本理论6
2.1 序列偶的基本理论6
2.1.1 序列偶的基本概念6
2.1.2 序列偶自相关函数的变换性质8
2.2 ZCZ序列偶的基本理论10
2.2.1 ZCZ序列偶的定义10
2.2.2 ZCZ互补序列偶的定义11
2.2.3 ZCZ序列偶的构造12
2.2.4 ZCZ序列偶存在的必要条件13
2.2.5 ZCZ序列偶的峰值特性14
2.2.6 ZCZ序列偶的变换性质16
2.3 本章小结18
第3章 ZCZ序列偶集合的理论研究20
3.1 ZCZ序列偶集合的基本概念20
3.2 ZCZ序列偶集合的变换性质21
3.3 ZCZ序列偶集合的理论限23
3.4 ZCZ序列偶集合的设计24
3.5 ZCZ序列偶集合的性能分析28
3.6 ZCZ序列偶集合在准同步CDMA系统中的应用29
3.7 本章小结30
第4章 ZCZ序列偶及ZCZ序列偶集合的MATLAB仿真31
4.1MATLAB简介31
4.2 实现算法31
4.3 本章小结38
结 论39
参考文献40
附录142
附录243
致谢44
参考文献：
1 曾兴雯，刘乃安，孙献璞．扩展频谱通信及其多址．西安：西安电子科技大学出版社，2004
2 张永生,李道本.CDMA 系统中的蜂窝技术.移动通信,1997,21(4):37～39
3 赵晓群,何文才,王仲文,等.最佳二进阵列偶理论研究.电子学报，1999，27(1):34～37
4 S.Matsufuji. Two Families of Sequence Pairs with Zero Correlation Zone. Proceedings of the Fourth International Conference on Parallel and Distributed Computing Applications and Technologies 2003:899～903
5 梁清梅.准同步CDMA 系统中零相关区序列偶集合的设计.（工学硕士学位论文）.秦皇岛：燕山大学，2005，4～35
6王宏．MATLAB6.5及其在信号处理中的应用．北京：清华大学出版社，2003,1～4
7孙立新,邢宁霞．CDMA(码分多址)移动通信技术．北京：人民邮电出版社,1996，18～25
8杨义先．编码密码学．北京：人民邮电出版社，1992，239～242
9肖国镇,梁传甲,王育民．伪随机序列及其应用．北京：国防工业出版社, 1985,167～193
10闻新等．MATLAB神经网络仿真与应用．北京：科学出版社，2003，
15～24
11 N.Suehiro. A Signal Design without Co-channel Interference for Approximately Synchronized CDMA Systems. IEEE Journal on Selected Areas in Communications.
12 P.Fan,M.Darnell.Sequence Design for communications application.IEEE Journal on Selected Areas in Communications，1996,95～
107.
13 H.Torii,M.Nakamura,N.Suehiro.A New Class of Zero-Correlation Zone Sequences. IEEE Journal on Selected Areas in Communications.
14 杨义先．最佳信号理论与设计．北京：人民邮电出版社,1996
15 胡飞，梅其祥等．一类新型二元序列族的相关函数研究．电波科学学报,
2003，18(3)：298～304
16 闫保中，何联俊，洪艳.m序列优选对及平衡Gold序列的产生与搜索．应用科技, 2003，30(11)：31～33
17 王晓燕，郭黎利．二元互补序列的两个重要性质的研究．通信技术，2003，(3)：90～91
18 胡予濮．一类理想自相关序列的伪随机性．电子学报，2003，(2)：245～
247
19 陈海龙,李宏．基于MATLAB的伪随机序列的产生和分析．计算机仿真，2005,(5)：98～100
作者点评：
扩频序列的设计涉及CDMA通信系统的核心问题，具有重要的理论价值和广阔的应用前景。与传统的扩频序列相比，适于准同步CDMA系统的零相关区序列偶和零相关区序列偶集合具备更多的优越性。本文详细介绍了零相关区序列偶和零相关区序列偶集合的概念 、性质及生成方法，并在此基础上利用MATLAB对其进行了软件仿真：生成了零相关区序列偶和零相关区序列偶集合并验证了它们的性质。综合以前各章的内容可得到以下结论：
(1)介绍了一种新型的序列偶——ZCZ 序列偶，它是一种具有零相关区的多值自相关序列偶。并且还介绍了ZCZ互补序列偶的概念。ZCZ 序列偶一方面作为一种序列偶，是对以往最佳序列偶、几乎最佳序列偶的扩展，它除了具有与最佳序列偶、几乎最佳序列偶类似的变换性质以外，还具有独特的峰值特性，即自相关函数主峰值一定为4 的倍数；另一方面，作为一种特殊的零相关区序列，ZCZ 序列偶存在的数目较多，因而能够弥补二元ZCZ 序列存在不足的现状。本文用MATLAB实现了ZCZ 序列偶的搜索，得到了长度为12的ZCZ序列偶，并且验证了它的变换特性和峰值特性，通过ZCZ序列偶的相关函数特性图可以直观地显示出来。
(2)介绍了一种新型的适于准同步CDMA 系统的扩频序列集——ZCZ序列偶集合。并介绍了渐近率的概念，用来表示一个ZCZ 序列偶集的理论限。之后介绍了ZCZ序列偶集合的一种生成方法---递归法，在初始序列参数满足一定条件下能够得出达到理论上限的集合。本文经过二次递归生成了集合的大小M=8同时序列偶长度N=32且达到理论限的ZCZ序列偶集合。
本文的设计还有许多不足之处，由于时间有限，对ZCZ 序列偶集合的理论限没有进行深入的研究，同时生成的ZCZ 序列偶的长度和ZCZ 序列偶集的大小、零相关区长度比较有限。软件设计还有许多需改进的地方，主要是算法的改进，由于搜索的范围较大，且运算量相当大，好的算法可能会很好的降低运算速度。