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在码分多址系统中,扩频序列特性对系统性能具有决定性影响。随着混沌学在通信领域中的应用日益广泛,人们提出把具有优异伪随机特性的混沌序列应用于扩频系统,为扩频序列设计提供了新的途径。
本文对二相异步直扩码分多址系统、四相异步直扩码分多址系统、准同步直扩码分多址系统和异步跳频码分多址系统进行了性能分析,建立了各种系统中的扩频序列性能分析准则:平衡性准则,相关函数峰值准则,相关函数平均性能准则。扩频序列的平衡性可抑制载波泄漏,相关函数峰值参数与平均参数分别决定系统最坏性能和平均性能。这些准则不仅可作为扩频序列的性能评价标准,还为混沌序列优选提供判别依据。针对这4种码分多址系统,分别给出了扩频序列性能分析准则的描述参数。
混沌系统的伪随机特性为混沌序列在码分多址系统中的应用提供了可能,但是不同的混沌映射或者同一映射的不同初值都会导致生成的混沌序列具有不同特性。在扩频序列性能准则的基础上,本文提出了混沌序列的优选方法:筛选法。筛选法从两个方面进行:首先对混沌映射的形式进行选择,然后对混沌映射的初值进行选择。针对上述4种码分多址系统,按照筛选法分别对混沌序列进行优选,获得了相关特性优异的混沌扩频序列组。而且混沌优选序列的数目多,平衡性好。
为了研究混沌优选序列在实际系统中应用的可行性,建立了码分多址系统仿真平台,对上述4种混沌优选序列进行了仿真,并与几种传统的性能优异的扩频序列进行了比较。实验结果表明:在异步直扩系统中,混沌优选序列的抗多址干扰能力与传统序列相当,而抗多径干扰能力表现出明显优势;在准同步码分多址系统中,在系统相对时延小于低相关区域时,采用混沌优选序列的多用户系统具有与单用户系统相近的误码率;在跳频码分多址系统中,采用混沌优选序列与采用具有最优相关特性的跳频序列的系统性能接近。
根据广义相关函数的定义,导出了广义相关函数的基本关系式,提出并证明了广义相关函数的理论界。根据低相关区域和零相关区域的定义,证明了广义相关函数的低相关区域和零相关区域的理论界。