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在CDMA与LTE等现代无线通信系统中,序列起着系统同步、多址干扰和多径干扰的抑制、OFDM系统的PMEPR降低等不可取代的作用,寻求好的序列得到广泛的关注。本文针对现代无线通信系统中QPSK星座、16-QAM星座的应用以及8-QAM+星座的潜在应用,研究了优化自相关序列设计方法、完美序列与阵列设计方法、ZCZ序列设计方法和互补序列设计方法以及序列在LTE中的应用。 序列的自相关性能决定着通信系统抗多径干扰的能力,达到序列自相关理论下界的序列是优化的。针对优化自相关序列的构造,本文提出了两个转化公式,解决了几类已知的优化序列向另几类优化序列转化的难题;此外,基于交织技术,提出了新的将具有奇周期的优化二元自相关序列转换成四相OAV序列的方法,弥补了已知的方法只能转化偶周期优化二元自相关序列的缺陷。 完美序列与阵列是最理想的的通信同步信号。针对Boztas和Parampalli在2010年向全球提出的公开问题,本文基于PTS,提出一类8-QAM+完美序列,给出了该公开问题的一种解答;提出一类8-QAM+虚序列,该类序列具有完美自相关实部;基于PBA,提出一类四相完美阵列,获得的阵列具有任意的维数,并编写了首张四相完美阵列的存在表;针对当前16-QAM完美序列与阵列构造的空白,基于PQS和PQA,提出一类16-QAM完美序列与阵列的构造方法,并编写了首张16-QAM完美阵列的存在表。 应用ZCZ序列的通信系统完全不存在多址干扰和多径干扰。针对当前16-QAMZCZ序列构造的空白,本文提出了二种16-QAMZCZ序列的构造方法,即,基于二元ZCZ序列,提出一类16-QAMZCZ序列,获得的新序列可以达到二元ZCZ序列的理论界限;基于四相ZCZ序列,提出另一类16-QAMZCZ序列,新序列可以达到一般ZCZ序列的理论界限。 互补序列应用于CDMA系统能彻底删除多址干扰和多径干扰,而应用于OFDM系统则能巨大地降低PMEPR。基于Gray映射,本文提出了两类四相互补序列,并编写了首张四相周期互补序列的存在表;基于非标准GBF,提出了一类非标准16-QAMGolay互补序列,获得的序列有长度为2的幂,解决了现有方法不能处理非标准GBF的缺陷,基于已知的四相Golay互补序列,提出了另一类具有任意长度16-QAMGolay互补序列,解决了现有方法产生的相应序列的长度必须是2的幂的缺陷,更重要的是获得的这两类16-QAMGolay互补序列的PMEPR上界都不超过2;基于四相周期互补序列,提出了一类16-QAM周期互补序列,并编写首张16-QAM周期互补序列的存在表;基于三元互补序列,提出了一类8-QAM+周期和Golay互补序列构造方法。 序列在LTE小区同步中有重要应用。3GPP推荐打孔的Zadoff-Chu序列作为LTE小区主同步信号,其知识产权国外所有。针对这一情况,本文提出了一类镜像对称序列,计算机仿真表明该类序列与3GPP推荐PSS的性能相当,可以取代推荐序列,且拥有自主的知识产权。