Аналіз взаємної кореляції у системах узагальнених бінарних послідовностей Баркера
DOI:
https://doi.org/10.18372/1990-5548.59.13633Ключові слова:
Узагальнені бінарні послідовності Баркера, кореляційні властивості, взаємна кореляція, обробка сигналів, виявлення сигналів, аналіз сигналівАнотація
Ефективність багатьох методів обробки сигналів та їх практична цінність, яка особливо проявляється у таких характеристиках як точність виявлення сигналів та вимірювання їх параметрів, роздільній здатності по дальності та часу тощо, залежить від кореляційних властивостей оброблюваних сигналів. Статтю присвячено дослідженню кореляційних властивостей узагальнених бінарних послідовностей Баркера, а саме значень коефіцієнта взаємної кореляції між сигнальними складовими у системі сигналів, яку побудовано на основі узагальнених бінарних послідовностей Баркера. Такі системи послідовностей забезпечують низький максимальний рівень бічних пелюсток сигналу після їх спільної обробки (мультиплікативна комплементарність), однак їх взаємнокореляційні характеристики також можуть впливати на якість функціонування радіотехнічних систем та систем обробки сигналів. У статті проаналізовано п’ять систем сигналів з різними структурами, які побудовані на основі узагальнених бінарних послідовностей Баркера. Представлені результати показали, що сигнальні складові на основі узагальнених бінарних послідовностей Баркера характеризуються відносно великим рівнем взаємної кореляції, який для систем сигналів, побудованих на основі не більше ніж восьми послідовностей, може бути охарактеризований типовим значенням коефіцієнта кореляції між різними сигнальними складовими, що дорівнює 0,25. Цей факт обмежує використання узагальнених бінарних послідовностей Баркера у деяких системах (наприклад, CDMA) через неможливість якісного розділення сигнальних складових, або потребує удосконалення таких систем з метою врахування взаємної кореляції, яка існує між сигнальними складовими. У статті також визначено та показано системи узагальнених бінарних послідовностей Баркера з найменшими максимальними абсолютними значеннями коефіцієнта взаємної кореляції.Посилання
I. A. Arriaga-Trejo, A. G. Orozco-Lugo, and J. Flores-Troncoso, “Design of unimodular sequences with good autocorrelation and good complementary autocorrelation properties,” IEEE Signal Processing Letters, vol. 24, no. 8, 2017, pp. 1153–1157. DOI: 10.1109/LSP.2017.2696950
S.-H. Wang, C.-P. Li, H.-H. Chang, and C.-D. Lee, “A systematic method for constructing sparse Gaussian integer sequences with ideal periodic autocorrelation functions,” IEEE Transactions on Communications, vol. 64, no. 1, 2016, pp. 365–376. DOI: 10.1109/TCOMM.2015.2498185
Y.-C. Kao and Y. Li, “Matrix representations of aperiodic auto and cross correlation functions,” Fourth International Workshop on Signal Design and its Applications in Communications, Oct. 19-23, 2009 (Fukuoka, Japan), Proceedings, 2009, pp. 96–99. DOI: 10.1109/IWSDA.2009.5346448
Q. Li, J. Gao, and X. Zhao, “Periodic correlation bounds of binary sequence pairs,” 5th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, Sept. 24-26, 2009 (Beijing, China), Proceedings, 2009, pp. 1–3. DOI: 10.1109/WICOM.2009.5302414
A. Holubnychyi, “Generalized binary Barker sequences and their application to radar technology,” Signal Processing Symposium (SPS), June 5-7, 2013 (Serock, Poland), Proceedings, 2013, pp. 1–9. DOI: 10.1109/SPS.2013.6623610
A. G. Holubnychyi, “Generation of generalized binary Barker sequences and their structure,” Problems of Informatization and Management, vol. 4, no. 44, 2013, pp. 20–26 (in Russian). DOI: 10.18372/2073-4751.4.6359
A. H. Holubnychyi and G. F. Konakhovych, “Multiplicative complementary binary signal-code constructions,” Radioelectronics and Communications Systems, vol. 61, no. 10, 2018, pp. 431–443. DOI: 10.3103/S0735272718100011
A. G. Holubnychyi, “Correlation properties of generalized binary Barker sequences,” Problems of Informatization and Management, vol. 2, no. 50, 2015, pp. 48–55 (in Russian). DOI: 10.18372/2073-4751.2.8940
J. Brest and B. Bošković, “A heuristic algorithm for a low autocorrelation binary sequence problem with odd length and high merit factor,” IEEE Access, vol. 6, 2018, pp. 4127–4134. DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2789916
M. A. Nasrabadi and M. H. Bastani, “A survey on the design of binary pulse compression codes with low autocorrelation,” Ch. 3 in Trends in Telecommunications Technologies (Edited by Christos Bouras), 2010, pp. 39–61. DOI: 10.5772/8496
W. Ren, H. Zhang, Q. Liu, and Yi Yang, “Greedy code search based memetic algorithm for the design of orthogonal polyphase code sets,” IEEE Access, vol. 7, 2019, pp. 13561–13576. DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2893970
Bo Liu, Z. He, J. Zeng, and B. Liu, “Polyphase orthogonal code design for MIMO radar systems,” CIE International Conference on Radar, Oct. 16-19, 2006 (Shanghai, China), Proceedings, 2006, pp. 1–4. DOI: 10.1109/ICR.2006.343409
A. Ukil, “Low autocorrelation binary sequences: Number theory-based analysis for minimum energy level, Barker codes,” Digital Signal Processsing, vol. 20, no. 2, 2010, pp. 483–495. DOI: 10.1016/j.dsp.2009.08.003
M. A. Nasrabadi and M. H. Bastani, “A new approach for long low autocorrelation binary sequence problem using genetic algorithm,” CIE International Conference on Radar, Oct. 16-19, 2006 (Shanghai, China), Proceedings, 2006, pp. 1–3. DOI: 10.1109/ICR.2006.343514
M. Alam and Qi Zhang, “Non-orthogonal multiple access with sequence block compressed sensing multiuser detection for 5G,” IEEE Access, vol. 6, 2018, pp. 63058–63070. DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2877477
A. Quayum, H. Minn, and Y. Kakishima, “Non-orthogonal pilot designs for joint channel estimation and collision detection in grant-free access systems,” IEEE Access, vol. 6, 2018, pp. 55186–55201. DOI: 10.1109/ACCESS.2018.2872793
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
