Construction of New Optimal Z-Complementary Code Sets from Z-Paraunitary Matrices

In this paper, we first introduce a novel concept, called Z-paraunitary (ZPU) matrices. These ZPU matrices include conventional PU matrices as a special case. Then, we show that there exists an equivalence between a ZPU matrix and a Z-complementary code set (ZCCS) when the latter is expressed as a matrix with polynomial entries. The proposed ZPU matrix has an advantage over the conventional PU matrix with regard to the availability of wider range of matrix sizes and sequence lengths. In addition, the proposed construction framework can accommodate more choices of ZCCS parameters compared to the existing works

Generalized Signal Richness Preservation Problem and Vandermonde-Form Preserving Matrices

In this paper, a theoretical problem arising in digital communications, namely the generalized signal richness preservation problem, is addressed and studied. In order to solve the problem, a special class of square matrices, namely the "Vandermonde-form preserving" (VFP) matrices, is introduced and found to be highly relevant to the problem. Several properties of VFP matrices are studied in detail. The necessary and sufficient conditions of the problem have been found, and a systematic proof is also presented

Efficient complementary sequences-based architectures and their application to ranging measurements

Premio Extraordinario de Doctorado de la UAH en 2015En las últimas décadas, los sistemas de medición de distancias se han beneficiado de los avances en el área de las comunicaciones inalámbricas. En los sistemas basados en CDMA (Code-Division Multiple-Access), las propiedades de correlación de las secuencias empleadas juegan un papel fundamental en el desarrollo de dispositivos de medición de altas prestaciones. Debido a las sumas ideales de correlaciones aperiódicas, los conjuntos de secuencias complementarias, CSS (Complementary Sets of Sequences), son ampliamente utilizados en sistemas CDMA. En ellos, es deseable el uso de arquitecturas eficientes que permitan generar y correlar CSS del mayor número de secuencias y longitudes posibles. Por el término eficiente se hace referencia a aquellas arquitecturas que requieren menos operaciones por muestra de entrada que con una arquitectura directa. Esta tesis contribuye al desarrollo de arquitecturas eficientes de generación/correlación de CSS y derivadas, como son las secuencias LS (Loosely Synchronized) y GPC (Generalized Pairwise Complementary), que permitan aumentar el número de longitudes y/o de secuencias disponibles. Las contribuciones de la tesis pueden dividirse en dos bloques: En primer lugar, las arquitecturas eficientes de generación/correlación para CSS binarios, derivadas en trabajos previos, son generalizadas al alfabeto multinivel (secuencias con valores reales) mediante el uso de matrices de Hadamard multinivel. Este planteamiento tiene dos ventajas: por un lado el aumento del número de longitudes que pueden generarse/correlarse y la eliminación de las limitaciones de las arquitecturas previas en el número de secuencias en el conjunto. Por otro lado, bajo ciertas condiciones, los parámetros de las arquitecturas generalizadas pueden ajustarse para generar/correlar eficientemente CSS binarios de mayor número de longitudes que con las arquitecturas eficientes previas. En segundo lugar, las arquitecturas propuestas son usadas para el desarrollo de nuevos algoritmos de generación/correlación de secuencias derivadas de CSS que reducen el número de operaciones por muestra de entrada. Finalmente, se presenta la aplicación de las secuencias estudiadas en un nuevo sistema de posicionamiento local basado en Ultra-Wideband y en un sistema de posicionamiento local basado en ultrasonidos

Wavelet-based multi-carrier code division multiple access systems

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