Recursive algorithm to directly obtain the sum of correlations in a CSS

This paper presents a new recursive algorithm to directly obtain the sum of the autocorrelation functions of the M sequences belonging to a Complementary Set of Sequences (M-CSS). The proposed algorithm allows a digital filter with only one stage to be obtained, what significantly reduces the total number of memory requirements, multiplications and additions to be performed in comparison with the use of M correlators, even when these correlators could have an efficient implementation. The use of this algorithm can be of great relevancy since there is an increasing interest in the use of CSS (or derived sequences such as Loosely SynchronizedLS-sequences or Zero Correlation ZoneZCZ-sequences) in the field of communications and sensor systems.Fil: de Marziani, Carlos Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco". Facultad de Ingeniería - Sede Comodoro; ArgentinaFil: Ureña, Jesús. Universidad de Alcalá; EspañaFil: Hernández, Álvaro. Universidad de Alcalá; EspañaFil: García, Juan Jesús. Universidad de Alcalá; EspañaFil: Alvarez, Fernando J.. Universidad de Extremadura; EspañaFil: Jimenez, Ana. Universidad de Alcalá; EspañaFil: Perez, Maria Carmen. Universidad de Alcalá; Españ

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