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直接序列扩频通信是实现极低谱密度无线通信的途径之一,得到了广泛的应用,例如卫星定位导航系统等扩频通信技术。直接序列扩频通信技术通过将传送的信息数据用伪随机编码调制,实现频谱扩展以后再传输,接收端则采用相同的编码进行解调和相关处理,恢复原始数据,因此对长伪随机码的相关检测是直接序列扩频通信技术中很重要的一步。
本论文详细描述了基于FFT(Fast Fourier Transform)的相关检测算法并针对FFT移位重复法的性能中存在的偏差给出了改进的方法,重点研究了用FHT(Fast Hadamard Transform)代替FFT对各种伪随机序列进行快速相关检测的算法,并对这一系列算法进行了计算复杂度的分析与比较,主要工作可以概括如下:
首先,主要介绍了伪随机码的特点和性质,在现有的FFT快速相关检测方法的研究基础上,针对FFT移位重复法的性能中存在的偏差给出了改进的方法,改进后的方法与之前有损的FFT移位重复法相比,复杂度没有增加。
其次,阐述了FHT相关检测算法的基本原理,并结合Gold序列、Kasami大小集合序列等伪随机码的特点,用FHT代替FFT,完成对基于m序列构造的伪随机序列的快速相关检测。
由于FHT相关检测算法是根据Hadamard矩阵和哈达码变换的性质和原理,利用m 序列构成的M矩阵与Walsh-Hadamard矩阵之间的关系,计算得到某个序列和m序列之间的互相关值,且FHT中不包含乘法运算,只有加法运算,因此FHT相关检测算法相比FFT相关检测算法具有算法复杂度的优势。
研究分析结果表明,对于Gold码、Kasami小集合序列和某些Kasami大集合序列,采用本文提出的相应FHT快速相关方法检测算法比FFT频域相关法进行相关检测,在相关检测性能一致的情况下,能节省90%以上的运算量,并且节约的运算量随着码长的增加而增大。