Построение минимаксных ансамблей апериодических кодов Голда
https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-26-37
Аннотация
Введение. В системах цифровой связи широко применяются сигналы, построенные на основе ансамблей кодовых последовательностей. При разработке этих систем наибольшее внимание уделяется анализу, синтезу и реализации ансамблей периодических сигналов. Разработаны и используются теоретические методики синтеза ансамблей периодических сигналов. Значительно меньше результатов получено в области построения ансамблей апериодических сигналов с заданными корреляционными свойствами. Теоретические методики синтеза таких ансамблей сигналов практически отсутствуют.
Цель работы. Построение минимаксных ансамблей апериодических кодов Голда, которые обладают одним из лучших среди известных бинарных кодов соотношением длины кодов и объема ансамбля.
Материалы и методы. Для построения минимаксного ансамбля используются направленный перебор и метод дискретного выбора лучшего ансамбля на основе безусловного критерия предпочтения.
Результаты. В статье описан алгоритм формирования полных и неполных минимаксных ансамблей апериодических кодов Голда с заданными длиной и объемом ансамбля. Приведены параметры и вид авто- и взаимнокорреляционных функций для ряда полученных ансамблей. Выполнено сравнение результатов статьи с известными результатами для ансамблей периодических кодов Голда в части роста минимаксных значений корреляционных функций в зависимости от длины кодов и объема ансамблей.
Заключение. Разработанные алгоритмы, в отличие от известных, позволяют конструировать как полные ансамбли, так и ансамбли, учитывающие ограничение их объема. Кроме того, данные алгоритмы могут быть распространены на задачи построения ансамблей из других семейств, например, собранных из кодовых последовательностей, принадлежащих различным семействам.
Об авторах
В. Ю. Зубарев
АО "Навигатор"
Россия
Россия
Зубарев Владимир Юрьевич – инженер по специальности "Вычислительные комплексы, системы и сети" (2001, Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики), инженер 1 категории
Автор трех научных публикаций. Сфера научных интересов – радионавигационные системы, цифровая обработка сигналов.
Санкт-Петербург
Б. В. Пономаренко
АО "Навигатор"
Россия
Россия
Пономаренко Борис Викторович – доктор технических наук (2002), главный научный сотрудник
Автор более 100 научных работ. Сфера научных интересов – радионавигационные системы, теория и техника обработки сигналов.
Санкт-Петербург
Е. Г. Шанин
АО "Навигатор"
Россия
Россия
Шанин Евгений Геннадьевич – магистр техники и технологии по направлению "Инфокоммуникационные технологии и системы связи" (2014), инженер
Автор двух научных публикаций. Сфера научных интересов – радиотехника, цифровая обработка сигналов.
Санкт-Петербург
А. Г. Вострецов
Новосибирский государственный технический университет,
Институт горного дела СО РАН
Россия
Россия
Вострецов Алексей Геннадьевич – доктор технических наук (1998), профессор (1999), залуженный деятель науки Российской Федерации (2010), проректор по научной работе
Автор более 150 научных работ. Сфера научных интересов – помехоустойчивые методы обработки сигналов в задачах радиолокации, радионавигации, связи и автоматизации научного эксперимента.
Список литературы
1. Spreading Sequences in Active Sensing: a Review / E. Garcia, J. A. Paredes, F. J. Álvarez, M. C. Pérez, J. J. García // Signal Processing. 2015. Vol. 106. P. 88–105. doi: 10.1016/j.sigpro.2014.07.002
2. Efficient Architectures for the Generation and Correlation of Binary CSS Derived from Different Kernel Lengths / E. Garcia, J. Ureña, J. J. García, M. C. Pérez // IEEE Trans. on Signal Processing. 2013. Vol. SP-61, № 19. P. 4717–4728. doi: 10.1109 /TSP.2013.2273883
3. Tang X., Mow W. H. Design of Spreading Codes for Quasi-synchronous CDMA with Intercell Interference // IEEE J. on Selected Areas in Communications. 2006. Vol. 24, № 1. P. 84–93. doi: 10.1109/JSAC.2005.858877
4. Appuswamy A., Chaturvedi A. K. A new Framework for Constructing Mutually Orthogonal Complementary Sets and ZCZ Sequences // IEEE Trans. on Information Theory. 2006. Vol. IT-52, № 8. P. 3817–3826. doi: 10.1109/TIT.2006.878171
5. New Pseudo-orthogonal Family of Polyphase Codes to Improve Doppler Resilience / J. A. Paredes, T. Aguilera, F. J. Álvarez, J. A. Fernández, J. Morera // Intern. Conf. on Indoor Positioning and Indoor Navigation. 28–31 Oct. 2013, Montbeliard-Belfort, France. doi: 10.1109/IPIN.2013.6817851
6. Stringer G., Lamont G., Akers J. Radar Phasecoded Waveform Design Using MOEAs // 2012 IEEE Congress on Evolutionary Computation. 10–15 June 2012, Brisbane, Australia 1–8. doi: 10.1109/CEC.2012.6256554
7. Comparison of Memetic Algorithms for the Spread Spectrum Radar Polyphase Codes Design Problem / Á. M. Pérez-Bellido, S. Salcedo-Sanz, E. G. Ortiz-García, J. A. Portilla-Figueras, F. López-Ferreras // Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2008. Vol. 21, iss. 28. P. 1233–1238. doi: 10.1016/j.engappai.2008.03.011
8. Ипатов В. П. Периодические дискретные сигналы с оптимальными корреляционными свойствами. М.: Радио и связь, 1992. 152 с.
9. Гантмахер В. Е., Быстров Н. Е., Чеботарев Д. В. Шумоподобные сигналы. Анализ, синтез, обработка. СПб.: Наука и техника, 2005. 400 с.
10. Потехин Е. Н., Шувалов А. С., Леухин А. Н. Методы и результаты синтеза апериодических бинарных последовательностей и многофазных последовательностей Баркера // Цифровая обработка сигналов. 2013. № 4. С. 45–54.
11. Bose A., Soltanalian M. Constructing Binary Sequences with Good Correlation Properties: an Efficient Analytical-Computational Interplay // IEEE Trans. on Signal Processing. 2018. Vol. SP-66, № 11. P. 2998–3007. doi: 10.1109/TSP.2018.2814990
12. Ipatov V. P. Spread Spectrum and CDMA: Principles and Applications. Lesly, USA: Wiley, 2005. 400 p.
13. Beard C., Stallings W. Wireless Communication Networks and Systems. London: Pearson, 2016. 642 p.
14. Gold R. Optimal Binary Sequences for Spread Spectrum Multiplexing // IEEE Trans. on Information Theory. 1967. Vol. IT-13, № 4. P. 619–621. doi: 10.1109/TIT.1967.1054048
15. Middlestead R. W. Digital Communications with Emphasis on Data Modems. Theory, Analysis, Design, Simulation, Testing and Applications. Lesly, USA: Wiley, 2017. 792 p.
16. Berlekamp E. R. Algebraic Coding Theory. Revised Edition. Singapore: World Scientific. 2015. 502 p.
17. Гуткин Л. С. Оптимизация радиоэлектронных устройств по совокупности показателей качества. М.: Сов. радио, 1975. 368 с.
Рецензия
Для цитирования:
Зубарев В.Ю., Пономаренко Б.В., Шанин Е.Г., Вострецов А.Г. Построение минимаксных ансамблей апериодических кодов Голда. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2020;23(2):26-37. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-26-37
For citation:
Zubarev V.Yu., Ponomarenko B.V., Shanin E.G., Vostretsov A.G. Formation of Minimax Ensembles of Aperiodic Gold Codes. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2020;23(2):26-37. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-2-26-37
Просмотров: 516
Послать статью по эл. почте 