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具有大序列数目的低碰撞区跳频序列设计与分析

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具有大序列数目的低碰撞区跳频序列设计与分析

作者：张秀杰西华大学

学位级别：硕士

数据链广泛应用于无线电通信、车联网、作战系统等领域,作为一种优秀的通信方式,其中不同网络参与组通信采用跳频的方式,跳频序列的性能很大程度上决定了组间通信的质量。若不同的网络参与组通信存在一定的相对时延,低碰撞区跳频序列在... 详细信息

数据链广泛应用于无线电通信、车联网、作战系统等领域,作为一种优秀的通信方式,其中不同网络参与组通信采用跳频的方式,跳频序列的性能很大程度上决定了组间通信的质量。若不同的网络参与组通信存在一定的相对时延,低碰撞区跳频序列在这种情况下的最大汉明相关特性表现较好,能较好地保证数据链系统中各个网络参与组之间的通信质量,这使得关于低碰撞区跳频序列的研究逐渐成为国内外学者关注的热点。目前对跳频序列的研究一般要求设计出的序列满足相应理论界,在此基础上,序列的其他属性也同样重要,如序列长度、序列数目等。本文首先基于有限域理论,提出了一类具有大序列数目和低碰撞区的最优跳频序列集,进而利用交织理论,提出了一类最优低碰撞区跳频序列集设计的一般化框架。本文主要的研究内容与意义如下。（1）基于有限域上的加法群和乘法群,对有限域上元素进行特定的划分和映射,构造出了一系列低碰撞区跳频序列集。通过与已有的序列参数进行对比,本文得到的序列集在保证最优性的同时序列数目更大,且参数较新。该结果不仅为低碰撞区跳频序列研究提供了新参数,也能符合跳频系统在数据链中对序列数目的要求。（2）基于单条序列和序列集的交织技术,通过引入灵活参数,设计了一类最优低碰撞区跳频序列集的一般化框架。通过与已有的序列参数进行对比,基于该框架可以得到大量参数更为灵活的低碰撞区跳频序列集,这对于不同跳频系统的应用具有重要意义。（3）基于对交织理论的分析,提出了循环不等价的移位序列构造算法,并在特定的条件限制下,设计了一类移位序列。在上述构造框架中,应用循环不等的移位序列可以得到同样是最优的跳频序列集,而且结果序列具有循环不等价性。跳频序列直接决定了跳频系统的性能,进而决定了数据链系统的性能优劣,具有优异性质的跳频序列对跳频系统及其应用背景意义重大。本文得到的最优跳频序列集不仅能较好地增强系统的抗干扰能力,而且序列数目的增加可以改善系统容量。

关键词：跳频序列集低碰撞区交织技术 Peng-Fan-Lee界

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二维非周期低碰撞区跳频序列构造方法

系统工程与电子技术 2019年第7期41卷 1646-1651页

作者：许成谦边强燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 燕山大学河北省信息传输与信号处理重点实验室河北秦皇岛066004

在跳频系统中,跳频序列的性能是评价跳频系统的性能的重要指标。本文给出了两种二维非周期低碰撞区跳频序列的构造方法。首先,利用笛卡尔积构造二维非期低碰撞区跳频序列集。然后,利用交织法构造二维非周期低碰撞区跳频序列集。最后,分... 详细信息

在跳频系统中,跳频序列的性能是评价跳频系统的性能的重要指标。本文给出了两种二维非周期低碰撞区跳频序列的构造方法。首先,利用笛卡尔积构造二维非期低碰撞区跳频序列集。然后,利用交织法构造二维非周期低碰撞区跳频序列集。最后,分析了新的跳频序列集在二维低碰撞区内的非周期汉明相关性,并根据理论界对序列集进行了最优性分析。

关键词：跳频序列低碰撞区笛卡尔积交织法汉明相关

低碰撞区跳频序列集周期HAMMING相关函数的理论限

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中国科学（E辑） 2006年第2期36卷 172-181页

作者：彭代渊范平志李门浩西南交通大学移动通信研究所成都610031 韩国全北国立大学信息与通信研究所

建立了具有低碰撞区跳频序列集的频隙数目P,序列长度L,序列数目M,低碰撞区LH(或无碰撞区NH),最大周期HAMMING自相关边峰值HA和最大周期HAMMING互相关值HC等参数满足的一些理论限.证明了常规跳频序列已有的LEMPEL-GREENBERGER界,SEAY界和... 详细信息

建立了具有低碰撞区跳频序列集的频隙数目P,序列长度L,序列数目M,低碰撞区LH(或无碰撞区NH),最大周期HAMMING自相关边峰值HA和最大周期HAMMING互相关值HC等参数满足的一些理论限.证明了常规跳频序列已有的LEMPEL-GREENBERGER界,SEAY界和PENG-FAN界是这些新界的特殊情况.

关键词：跳频序列 Hamming 相关 Lempcl-Greenbcrger界下界低碰撞区无碰撞区

基于有限域理论的最优低碰撞区跳频序列集构造

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西华大学学报（自然科学版） 2023年第2期42卷 45-52页

作者：张秀杰牛宪华西华大学计算机与软件工程学院四川成都610039

跳频技术广泛应用于军方无线电通信、移动通信和数据链网络等领域。跳频序列是跳频通信技术的重要一环,影响着通信系统的性能表现。文章基于有限域上的加法群和乘法群,构造一类具有大序列数目的低碰撞区跳频序列集,并证明该序列集在一... 详细信息

跳频技术广泛应用于军方无线电通信、移动通信和数据链网络等领域。跳频序列是跳频通信技术的重要一环,影响着通信系统的性能表现。文章基于有限域上的加法群和乘法群,构造一类具有大序列数目的低碰撞区跳频序列集,并证明该序列集在一定条件下关于Peng-Fan-Lee界是最优的。该跳频序列集能有效地消除多址干扰,提升准同步多址通信系统的性能。

关键词：跳频序列集低碰撞区序列数目 Peng-Fan-Lee界

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低碰撞区跳频序列集的构造研究

低碰撞区跳频序列集的构造研究

作者：陈浩源福建师范大学

学位级别：硕士

与常规跳频序列设计不同,对于低碰撞区跳频序列的设计,要求汉明相关函数在相关区内具有很低的值.低碰撞区跳频序列集的意义在于,即使在传送的跳频序列间存在相对时延,但只要相对时延不超过一定的范围(碰撞区),那么不同序列之间的碰撞数... 详细信息

与常规跳频序列设计不同,对于低碰撞区跳频序列的设计,要求汉明相关函数在相关区内具有很低的值.低碰撞区跳频序列集的意义在于,即使在传送的跳频序列间存在相对时延,但只要相对时延不超过一定的范围(碰撞区),那么不同序列之间的碰撞数仍然保持在很低的水平,从而可以减少相互干扰.使用低碰撞区跳频序列,可以设计准同步跳时／频(TH/FH)CDMA系统,它在超宽带(UWB)TH-CDMA无线电系统、多用户雷达和声纳系统等领域具有潜在的应用价值.近年来,国内外学者致力于具有良好性能的跳频序列的设计研究,已构造出了大量最优或几乎最优的跳频序列集,但关于低碰撞区跳频序列集的构造研究成果还比较有限.本文对低碰撞区跳频序列集进行深入研究,获得如下几个结果：1.对已有的几类无碰撞区跳频序列集的构造进行了推广,给出了一个最优无碰撞区跳频序列集的一般构造,由该方法得到序列集的参数达到了理论界.在提出的构造中,序列的长度、序列的条数和无碰撞区大小可灵活变动,而且具体构造方法多样.2.基于矩阵置换提出了无碰撞区跳频序列集的一般构造方法,由该方法得到的跳频序列集的最大汉明相关值可灵活变动,因此可以设定汉明相关值,使序列集具有较低的最大汉明相关值和较长的无碰撞区长度.3.给出两种在一定低碰撞区内最大汉明相关值可灵活设定的低碰撞区跳频序列集的一般构造方法,基于这两种方法可构造在较长的低碰撞区内具有较低的最大汉明相关值的跳频序列集,并分别分析了两种构造方法的最优性质.

关键词：低碰撞区跳频序列集汉明相关函数矩阵置换

基于笛卡尔积构造时频二维部分周期低碰撞区跳频序列集

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燕山大学学报 2021年第3期45卷 262-267页

作者：许成谦李伟杰徐琪惠中燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004 秦皇岛鸿泰科技股份有限公司河北秦皇岛066000

为了控制跳频通信系统中时延和多普勒频移引起的信号传输错误,提出序列时频移位不等价概念和基于笛卡尔积数学理论构造长度更长、数量更多的时频二维部分周期低碰撞区跳频序列集的方法。通过定义频域非周期移位时频二维部分周期Hamming... 详细信息

为了控制跳频通信系统中时延和多普勒频移引起的信号传输错误,提出序列时频移位不等价概念和基于笛卡尔积数学理论构造长度更长、数量更多的时频二维部分周期低碰撞区跳频序列集的方法。通过定义频域非周期移位时频二维部分周期Hamming相关函数对得到的笛卡尔积跳频序列集进行了分析。给出具有时频移位不等价性质的一类Cai跳频序列集并对其进行了频域非周期移位的时频二维部分周期Hamming相关性分析。

关键词：跳频序列笛卡尔积部分周期Hamming相关低碰撞区

基于交织法构造最优时频二维低碰撞区跳频序列

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燕山大学学报 2020年第5期44卷 487-492页

作者：许成谦边强燕山大学信息科学与工程学院河北秦皇岛066004

在跳频通信系统中,具有良好汉明相关性能的跳频序列对于系统的性能至关重要。构造性能优良的跳频序列成为研究跳频技术的重要方向。基于交织法构造出了两类时频二维周期汉明相关跳频序列集。新构造出的序列集关于理论界是最优的,并且序... 详细信息

在跳频通信系统中,具有良好汉明相关性能的跳频序列对于系统的性能至关重要。构造性能优良的跳频序列成为研究跳频技术的重要方向。基于交织法构造出了两类时频二维周期汉明相关跳频序列集。新构造出的序列集关于理论界是最优的,并且序列集中的序列数目更多、序列的长度更长,有利于提高系统的抗干扰性能。

关键词：跳频序列低碰撞区交织技术汉明相关

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最优低碰撞区跳频序列集设计及性能分析

最优低碰撞区跳频序列集设计及性能分析

作者：凌龙西华大学

学位级别：硕士

跳频通信系统抗干扰能力强、通信安全可靠并且具有多址通信能力,被广泛应用到军事通信领域和民用通信领域。跳频通信是扩展频谱通信方式之一,跳频通信系统利用序列的变化来控制载波频率的跳变,所使用的序列称为跳频序列。所选用跳频序... 详细信息

跳频通信系统抗干扰能力强、通信安全可靠并且具有多址通信能力,被广泛应用到军事通信领域和民用通信领域。跳频通信是扩展频谱通信方式之一,跳频通信系统利用序列的变化来控制载波频率的跳变,所使用的序列称为跳频序列。所选用跳频序列的汉明相关性能决定了整个系统的通信性能,跳频序列集的序列数目、序列长度、频隙大小和序列集的汉明相关值等参数影响着跳频通信系统的容量大小和通信性能优劣。研究跳频序列主要分为跳频序列理论界和跳频序列构造两个方面。为满足实际通信环境的要求,2003年西南交通大学叶文霞和范平志等人首先提出低碰撞区（Low Hit Zone,LHZ）概念。在一个零时延附近的时延范围(5内,跳频序列集的最大汉明相关函数值仍然能保持较低水平,这个时延范围(5就称为低碰撞区。在低碰撞区范围(5内,准同步跳频多址通信系统仍然能保持优良的通信性能,因此迅速得到推广。在准同步跳频多址通信中,相对时延在低碰撞区范围内时,系统的通信性能依然不受干扰,这就是低碰撞区跳频序列集的重要意义。常规跳频序列集可以看作低碰撞区跳频序列集的特殊情况,其低碰撞区为序列长度减去1。因此,设计具有优良性能的低碰撞区跳频序列集对于提高跳频通信系统性能相当重要。本文主要研究具有优异汉明相关性能的低碰撞区跳频序列集构造,提出了几类最优低碰撞区跳频序列集的构造方法。本文主要完成了以下工作。（1）将基于单个序列和基于序列集的交织技术进行结合,给出了新的交织构造方法。基于新的交织构造,给出了一类低碰撞区跳频序列集构造方法,并证明了新方法构造的跳频序列集关于Peng-Fan-Lee理论界是最优的。（2）给出了不等价移位序列集的一般化构造方法,证明了该方法的移位不等价性,并运用此构造方法消除了跳频序列集的移位等价性,使序列汉明相关值在低碰撞区内和低碰撞区外都尽可能小。（3）引入灵活的采样间隔参数,得到了一类具有新参数的低碰撞区跳频序列一般化的构造方法,该方法得到的跳频序列集参数更加灵活,且构造的跳频序列集是满足Peng-Fan-Lee界且移位不等价的最优低碰撞区跳频序列集。

关键词：跳频序列集低碰撞区汉明相关函数 Peng-Fan-Lee界

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最优低碰撞区跳频序列集的研究

最优低碰撞区跳频序列集的研究

作者：吕中西华大学

学位级别：硕士

随着时代的进步和科技的不断发展,人们对通信的要求越来越高。跳频多址扩频系统由于它的抗干扰性、安全性、多址性等众多优点被广泛应用于军事电台通信、移动通信、现代雷达和声纳回声定位系统等。通常情况下,在码分多址环境中,我们希... 详细信息

随着时代的进步和科技的不断发展,人们对通信的要求越来越高。跳频多址扩频系统由于它的抗干扰性、安全性、多址性等众多优点被广泛应用于军事电台通信、移动通信、现代雷达和声纳回声定位系统等。通常情况下,在码分多址环境中,我们希望发射机之间的相互干扰水平尽可能低。当有两个或多个发射机在同一个频率点上同时传输信号时容易发生相互之间的干扰,而相互干扰的程度和所用的跳频序列的汉明相关性紧密相连。因而,设计具有良好的汉明相关特性的跳频序列是研究跳频技术必不可少的内容。2003年西南交大叶文霞和范平志等人首次提出低碰撞区/零碰撞区(Low Hit Zone/Zero Hit Zone,LHZ/NHZ)跳频序列的概念,该概念被应用于准同步通信系统,LHZ/NHZ跳频序列的汉明相关值的大小对于准同步通信系统抗多址干扰的能力具有重要意义。因此,LHZ/NHZ跳频序列集的设计成为研究跳频通信的重要内容之一。在本文中我们基于交织技术,给出了一类具有新参数的最优低碰撞区跳频序列集。对于给定的跳频序列,通过改变基序列集和选择适当的移位序列集可以构造出具有不同参数的低碰撞区跳频序列集,新序列集关于LHZ/NHZ跳频序列汉明相关理论界最优。本文主要研究最优低碰撞区跳频序列集的设计。(1)分析了已有的跳频序列集理论界各参数之间的约束关系。跳频序列理论界主要包含以下参数:频隙集个数、跳频序列的序列长度、跳频序列的序列个数、跳频序列的低碰撞区和汉明相关等,针对跳频序列的常用理论界,包括常规跳频序列最大汉明相关函数及其理论界,平均汉明相关函数及其理论界,部分汉明相关函数及其理论界和低碰撞区跳频序列集最大汉明相关函数及其理论界,平均汉明相关函数及其理论界,部分汉明相关函数及其理论界,分析了在这些理论界限制的情况下参数间的约束关系。这些理论界的参数关系图对跳频序列的构造提供了指导意义。(2)介绍了本文用于构造跳频序列的交织技术理论,研究和分析了基于交织技术构造最优低碰撞区跳频序列集的方法,并给出了序列参数对比分析及性能分析。(3)研究了基于交织技术构造最优低碰撞区跳频序列集的方法,通过研究分析前人所用到的交织技术,提出了一种新的交织方式,并采用该方法得到了一类低碰撞区跳频序列集,新序列集具有新的参数并关于周期汉明相关函数达到最优,另外给出了序列参数对比,构造实例及性能分析。(4)对本文的工作进行了总结并对未来工作予以展望。

关键词：跳频序列汉明相关低碰撞区 Peng-Fan-Lee界交织技术