直接扩频信号的检测与估计

论文摘要

直接扩频序列调制是用速率很高的伪噪声码序列与信息码序列模二相加后(波形相乘)得带复合码序列,用复合码序列去控制载波相位,从而获得直接扩频序列信号的。直接扩频通信具有低截获概率、抗干扰能力强以及易于实现码分多址等优点,在抗干扰通信及民用移动通信中都得到了广泛的应用。直接序列扩频通信是为了对抗传统的干扰而引入的一种全新的抗干扰通信体制,它具有伪随机噪声的特点,通常隐藏于噪声的背后进行传播。直接扩频通信的特点决定了,一方面,直扩通信信号不易于被检测;而另一方面,即使信号被检测到了,由于不知道对方的扩频码序列,也将不易于恢复原来的信息码,因此用经典信号检测与估计理论是难于对直扩通信信号作出有效的检测与估计。对抗直接扩频通信信号的策略是利用DS信号和噪声在时域、频域、相关域、功率谱、倒谱、谱相关、高阶谱域和时频域中的不同特征,采用相应的方法对DS信号进行辨别,进而从噪声中检测和估计出直扩信号。对直接扩频序列信号的侦察是当前通信对抗的重要课题。本文研究了平方倍频法、自相关检测法、周期谱检测法,进行了详细的理论分析和仿真验证。这三种方法都能完成针对低信噪比下的直扩信号的检测,并提取出信号的载波频率、码元速率等特征参数。混沌是一种普遍存在于非线性系统的具有确定性和类随机性的动力学行为。混沌通信、混沌控制以及混沌生命科学已经成为混沌的主要应用领域,具有广泛的应用前景。本文分析了混沌通信中混沌扩频序列的特性,主要包括混沌特性、自相关和互相关特性,研究了传统扩频序列的特点,并分析了各种扩频码的优缺点。用Matlab进行仿真并对仿真结果进行了比较,结果表明混沌序列作为扩频码,在相关性及序列数量方面比传统扩频序列性能更好,更适合在扩频通信中作扩频码。最后,对混沌序列直接扩频信号的检测做了研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 直扩通信信号检测和估计的研究历史
• 1.3 本文主要工作及章节安排
• 第二章 扩频通信系统
• 2.1 扩频通信系统的基本原理
• 2.2 直接序列扩频通信
• 2.3 伪随机编码
• 2.4 直接序列扩频系统模型
• 2.4.1 BPSK 直接序列扩展频谱系统
• 2.4.2 QPSK 直接序列扩展频谱系统
• 2.4.3 MSK 直接序列扩展频谱系统
• 第三章 DSSS 信号检测及载频估计
• 3.1 平方倍频法和其改进型的检测及载频估计
• 3.1.1 平方倍频法检测原理
• 3.1.2 平方倍频检测法改进型
• 3.2 仿真实验
• 3.3 自相关检测法与多重自相关检测法及载频估计
• 3.3.1 自相关检测法与多重自相关检测法检测原理
• 3.3.2 自相关与多重自相关检测法在直扩系统中的应用
• 3.4 仿真实验
• 3.4.1 正弦信号的自相关与多重自相关检测
• 3.4.2 BPSK 信号的自相关和多重自相关检测
• 3.5 总结
• 第四章 基于循环谱理论的DSSS 信号检测与参数估计
• 4.1 循环谱理论
• 4.1.1 循环自相关函数
• 4.1.2 循环谱密度函数
• 4.2 谱相关估计的快速实现
• 4.2.1 谱相关估计算法
• 4.2.2 谱相关估计在BPSK 信号检测中的应用
• 4.3 利用循环谱估计载频和码片速率
• 4.4 仿真实验
• 4.5 总结
• 第五章 混沌直扩信号特性分析与检测
• 5.1 混沌介绍
• 5.1.1 混沌的定义和基本概念
• 5.1.2 混沌运动的特点及分类
• 5.2 混沌序列扩频信号特性分析
• 5.2.1 混沌映射及其测度
• 5.2.2 混沌序列的相关函数
• 5.2.3 混沌序列的数字化
• 5.2.4 仿真实验
• 5.3 混沌扩频信号与传统扩频信号对比分析
• 5.3.1 传统扩频序列分析
• 5.3.2 混沌扩频序列分析
• 5.3.3 传统扩频序列与混沌扩频序列对比仿真
• 5.4 混沌直扩信号检测
• 5.5 总结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间的研究成果