基于相频域的直扩接收机改进研究

论文摘要

根据经典的信号与系统理论,信号的时域是与其频域相一一对应的,而其频域特性又分为幅频特性和相频特性,在传统的通信理论中,人们更多地关注信号的幅频谱而忽略了信号的相频特性,近年来,随着数字信号序列的相位特性函数已经在语音、图像等信号处理领域获得了广泛的应用,已经得到确定的结论,在通常情况下,信号的相位特性函数比幅频特性函数包含有更多的信息。而特别地,对于直扩信号来说,不论其信息码元是‘1’还是‘0’,在经过傅立叶变换之后其幅频特性均是相同的,而提供给解扩判决所需要的信息实际上全部来自于信号的相位特性函数。对于接收机接收到的带噪声信号而言,其幅频特性也仅包含在不同频率点噪声强弱的信息。而相频特性函数具有汇集窄带干扰的本质特性,即对于任何形式的窄带干扰来说,不论其强度如何,在相频特性函数上均只会体现在几个点上,而对于大部分谱线没有影响。这样,针对这一特性,可以构造一种针对接收信号的相频特性函数的相频域接收机,并期望能够获得与传统接收机相不同的特性。本文中首先给出了在噪声影响下,接收信号的相位特性函数所受干扰的数学模型,据此模型求解出白噪声背景下,接收信号的相频特性函数所受到的扰动的数学分布。继而利用这一结论,分别给出了基带直扩信号和中频直扩信号的最优接收机模型,即在仅知信号相频特性的情况下,根据最大似然概率准则所得到的最优接收机。对这种接收机的性能进行仿真分析,结果表明在白噪声背景下,相频域接收机的性能要略差于传统的相关接收机,且随着信噪比的降低,二者的性能更为接近。但在面对白噪声背景下的窄带干扰时,相频域接收机则表现出了良好的抗窄带干扰性能,且相频域接收机对窄带干扰还具有普遍的自适应性,即面对不同强度不同频率的窄带干扰均具有相同的抵抗特性。这也是和理论分析的结论相一致的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源和背景
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 课题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状与分析
• 1.2.1 近年来信号相位特性函数在相关领域的应用
• 1.2.2 软件无线电接收机数字化体系结构
• 1.2.3 软件无线电应用于扩频系统中的发展现状
• 1.2.4 通信系统抗窄带干扰的现有解决办法
• 1.3 本文的主要研究内容和结构
• 第2章 有限长信号相频特性函数性质分析
• 2.1 已知完整相频特性函数时信号序列的唯一性
• 2.1.1 全零点序列信号重建定理
• 2.1.2 全极点序列信号重建定理
• 2.1.3 通过相频谱完成信号重建的理论算法
• 2.2 已知离散频点处相频特性采样值时信号序列的唯一性
• 2.3 本章小结
• 第3章 白噪声对信号相频特性扰动分析
• 3.1 相位特性的矢量叠加模型
• 3.2 N个频点处相频域干扰的相关性分析
• 3.3 单一频点处相频干扰的分布函数
• 3.4 本章小结
• 第4章 最优相频域直扩接收机
• 4.1 1bit 直扩信号性质分析
• 4.2 基带最优相频域直扩接收机模型及性能分析
• 4.2.1 基带最优相频域直扩接收机
• 4.2.2 基带最优相频域直扩接收机性能分析
• 4.3 中频相频域直接解调解扩直扩接收机模型及性能分析
• 4.3.1 同时解扩解调的处理增益
• 4.3.2 DS-2PSK系统运用相频域接收机实现中频直接解扩解调
• 4.3.3 中频相频域直接解扩解调直扩接收机性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 相频域校正时域直扩接收机
• 5.1 相频域校正时域直扩接收机实现方案
• 5.2 相频域校正时域直扩接收机性能分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢