无线通信系统零相关带序列集合设计和应用

发布时间：2017-07-16 18:27

  本文关键词：无线通信系统零相关带序列集合设计和应用

  更多相关文章： ZCZ序列集合 因子化生成方法 快速相关器 时间同步 信道估计 SC-MIMO-FDE 前导序列

【摘要】：本文研究了无线通信系统中零相关带(ZCZ, Zero Correlation Zone)序列集合设计和应用。首先针对现有的ZCZ序列集合生成方法缺乏灵活性,并且只考虑ZCZ单一性质,不能将ZCZ序列集合很好地应用到更广泛的场景当中的不足,提出ZCZ序列集合的因子化生成方法,生成过程为矩阵相乘并在每一次迭代时加入系数矩阵,同时考虑到了ZCZ和非零相关区域(NCZ, Nonzero Correlation Zone)两个方面的性质：在ZCZ方面,长度达到期望界Ze；在NCZ方面,在生成成过程中改变系数矩阵,并搜索具有较低的最大周期白相关旁瓣幅值RA和较低的最大周期互相关幅值RC性质的最佳ZCZ序列集合,特别地,证明了交织因子化生成方法中关于NCZ的间隔零相关带ZMz和间隔非零相关带ZMN的具体长度。然后针对应用ZCZ序列集合时所涉及的相关计算量大而不利于其应用的不足,根据因子化生成方法的特性,设计相应的ZCZ序列集合的周期快速相关器,不论在乘法运算还是加法运算,L点序列的相关运算都把时间复杂度从O(L2)降到了O(L(lgL)),并且当ZCZ序列集合为二相或者四相时,乘法运算可以转换为更为简单的移位运算。最后将ZCZ序列集合应用在SC-MIMO-FDE通信系统中。先是提出时间同步(Tim-ing Synchronization, TS)和信道估计(Channel Estimation, CE)的联合估计：利用足够长的ZCZ,可实现最优CE；利用NCZ的性质,在多径延时信道下很好地完成TS。同时提出二次分组最大幅值选取算法,结合相应的周期快速相关器,不仅解决了做TS时的MIMO信道间的能量干扰问题,而且在TS和CE联合估计性能得到提升的同时,降低了运算复杂度。接着,将ZCZ序列集合用于SC-MIMO-FDE系统的前导序列设计中,利用自身特殊的ZCZ性质、NCZ性质以及相应的周期快速相关器完成前导序列的帧检测、自动增益控制、频率同步、TS、CE以及序列结束标识符等一系列操作。
【关键词】：ZCZ序列集合 因子化生成方法 快速相关器 时间同步 信道估计 SC-MIMO-FDE 前导序列
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 缩略语12-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 研究背景14-17
• 1.1.1 序列集合14-15
• 1.1.2 无线通信系统15-16
• 1.1.3 序列集合在无线通信中的应用16-17
• 1.2 本论文的工作17-18
• 1.3 数学符号说明18-20
• 第二章 序列集合基本理论20-24
• 2.1 相关函数20
• 2.2 PS20
• 2.3 CSS20-21
• 2.4 ZCZ序列集合21
• 2.5 ZCZ序列集合理论界21-24
• 第三章 ZCZ序列集合生成方法24-44
• 3.1 引言24
• 3.2 有生成方法24-27
• 3.2.1 FSKD25-26
• 3.2.2 TNS26-27
• 3.3 因子化生成方法27-41
• 3.3.1 补零27-31
• 3.3.2 插值31-35
• 3.3.3 交织35-41
• 3.4 本章小结41-44
• 第四章 ZCZ序列集合周期快速相关器44-50
• 4.1 引言44-45
• 4.2 补零快速相关器45-48
• 4.3 交织快速相关器48
• 4.4 相关器计算复杂度对比48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 ZCZ序列集合的应用50-70
• 5.1 引言50
• 5.2 TS和CE联合估计50-62
• 5.2.1 系统模型和问题阐述50-52
• 5.2.2 联合估计机制52-54
• 5.2.3 信道能量干扰解法54-57
• 5.2.4 仿真57-62
• 5.3 MIMO前导序列设计62-66
• 5.3.1 前导功能实现64-66
• 5.3.2 仿真66
• 5.4 本章小结66-70
• 第六章 总结70-72
• 6.1 全文工作总结70-71
• 6.2 研究展望71-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-80
• 附录A 第三章：定理3的证明80-84
• 附录B 第三章：引理1的证明84-86
• 附录C 第三章：定理5的证明86-88
• 附录D 第四章：定理6的证明88-90
• 作者攻读硕士学位期间的研究成果90

【参考文献】

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1 WANG Haiming;HONG Wei;CHEN Jixin;SUN Bo;PENG Xiaoming;;IEEE 802.11aj(45GHz):A New Very High Throughput Millimeter-Wave WLAN System[J];中国通信;2014年06期

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本文编号：549999