高速移动通信和雷达中的时频二维移位汉明相关跳频序列研究

The numbers of address codes determines the capacity of code division multiple access. Good or bad relevance of address code sequence determines whether code division multiple accesses can have excellent anti-interference or not in communication system and radar system. Because of the shift of terminals, Doppler frequency shift may occur between base station and terminals in high speed mobile communication system. In order to increase the capacity and anti-interference ability of frequency hopping (FH) communication system in high speed mobile communication environment, this project introduces frequency offset variables into FH sequence Hamming correlation function. In view of time delay of FH sequence and frequency offset of two dimensional Hamming correlation, the project tries to study more numbers of two dimensional Hamming correlation FH sequences with time delay and frequency offset. The content of the project includes studying relevant theoretical bound of time-frequency two dimensional shift Hamming correlation FH sequence set, the properties and construction methods of various time-frequency two dimensional shift Hamming correlation FH sequences and sequence sets, and the design of time-frequency two dimensional shift Hamming correlation FH sequences based on mismatch filter. The study of this project will provide more numbers of FH sequences and improve the capacity and anti-interference ability for high speed mobile FH communication system and radar system.

地址码数量的多少决定码分多址通信系统的容量大小，地址码序列相关性的好坏决定码分多址通信系统抗干扰性能的好坏。在高速移动通信和雷达系统中，由于终端的移动，基站和终端之间会产生多普勒频移现象。为了提高高速移动通信环境下跳频通信系统的容量和抗干扰能力，本课题在跳频序列汉明相关函数中引入频率偏移变量，针对跳频序列的时间延迟和频率偏移二维汉明相关性，研究数量更多的、具有时间延迟和频率偏移二维汉明相关的跳频序列。研究内容主要包括时频二维移位汉明相关跳频序列集相关理论界、各种时频二维移位汉明相关跳频序列和序列集的性质和构造方法以及基于失配滤波的时频二维移位汉明相关跳频序列设计。本课题的研究将为高速移动跳频通信和雷达系统提供数量更多的跳频序列，提高高速移动跳频通信和雷达系统的容量和抗干扰性能。

跳频多址通信是应用跳频序列实现多用户通信的一种通信方式。跳频序列数量和相关性决定跳频多址通信系统的容量和抗干扰性能。在高速移动通信和雷达系统中，由于终端的移动，基站和终端之间会产生多普勒频移现象。因此有必要设计容量大，具有良好时间延迟和频率偏移二维汉明相关性的跳频序列。本项目主要研究跳频序列集时频二维汉明相关理论界，研究达到和接近时频二维汉明相关理论界的跳频序列集的性质和构造方法。本项目得到的主要结果有：跳频序列集和时频二维低碰撞区跳频序列集时频二维周期汉明相关理论界，时频二维部分周期汉明相关理论界，平均时频二维部分周期汉明相关理论界；基于矩阵合成、m-序列、差平衡函数、有限域上迹函数与多项式的复合函数、RS码、交织、笛卡尔积等理论的跳频序列集、时频二维无碰撞区跳频序列集、时频二维低碰撞区跳频序列集的构造方法；具有集间良好互相关性的多子集无碰撞区跳频序列集构造方法；基于m-序列、多项式同余、分圆类的跳频序列集的时频二维汉明相关性分析；基于正交矩阵和差集理论的零相关区序列构造方法；基于跳频序列和Hadamard矩阵的低相关区序列构造方法。本项目的研究为高速移动跳频通信和雷达系统提供了数量更多的跳频序列，可以提高高速移动跳频通信和雷达系统的容量和抗干扰性能。同时也为光码分多址通信系统提供了数量更多的地址码，也为多载波CDMA通信系统在维持一定抗干扰能力的情况下支持更多的通信用户。