负信噪比直接序列扩频信号的检测及参数估计研究

论文摘要

直接序列扩频(DSSS)通信具有频谱宽、工作信噪比低、抗干扰抗多径效应能力强、可实现码分多址、低截获和低检测概率等特点。正日益取代常规通信而广泛应用于现代军事和商用通信系统中,如码分多址(CDMA)通信、定位系统(GPS)、测控和敌我识别等。因此,与之对应的直扩通信对抗技术也就成了通信对抗领域亟待解决的问题。针对受强高斯噪声污染的DSSS/BPSK信号对抗技术中的盲参数估计问题,着重研究了以下检测估计方法:首先,研究了传统延时相乘法伪码码速率估计的改进方法。传统的延时相乘法研究对象是基带信号的延时相乘输出,或中频信号延时相乘输出的基带部分。分析发现,中频信号延时相乘输出包括基带部分和中频部分,基带部分的功率谱包含码速率信息,中频部分的功率谱包含2倍载频信息。通过选取不同的时延,可以分别估计出伪码码速率和载波频率。将传统的延时相乘法发展成为多参数估计法,并利用进一步的自相关处理降低了估计的信噪比容限。其次,研究了Duffing混沌振子检测微弱直扩信号的原理。利用Duffing振子对微弱小周期信号的敏感性和对噪声的免疫力,运用到DSSS信号的检测中,对DSSS/BPSK信号进行非线性平方变换后通过Duffing振子能够检测出淹没在强噪声背景中的直扩信号。最后,研究了在没有直扩信号任何先验知识的情形下,利用随机微分方程和能量检测法,从负信噪比直扩信号中盲检测出载波信号。再利用非线性信号噪声减缩的理论和小波多尺度算法,从载波信号中盲检测出扩频码序列。而且文章对以上DSSS/BPSK信号检测的各方法,进行了计算机模拟,给出了仿真结果,并对各检测方法的性能进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 直扩信号参数估计方法的研究背景
• 1.1.1 扩频通信的应用领域
• 1.1.2 扩频通信对抗的概念
• 1.1.3 DSSS 信号的对抗研究
• 1.2 DSSS 信号检测、参数估计与扩频码序列恢复方法的研究现状
• 1.2.1 DSSS 信号检测、参数估计方法的研究现状
• 1.2.2 DSSS 信号扩频码序列恢复方法的研究现状
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 直接序列扩频通信系统
• 2.1 扩频通信系统
• 2.1.1 扩频通信的定义
• 2.1.2 扩频通信的基本原理
• 2.1.3 扩频通信的优点
• 2.2 直接序列扩频通信的基本原理及信号模型
• 2.2.1 直接序列扩频系统的原理
• 2.2.2 直接序列扩频系统的信号分析
• 2.2.3 DSSS/BPSK信号模型
• 2.3 伪随机编码
• 2.3.1 伪随机编码基本定理
• 2.3.2 m 序列
• 2.4 直扩信号的功率谱
• 2.5 小结
• 第3章 延时相乘多参数估计法
• 3.1 延时相乘法的原理
• 3.2 延时相乘法的基本算法推导
• 3.3 码速率估计的延时相乘自相关检测法
• 3.3.1 码速率估计的延时相乘法
• 3.3.2 改进的延时相乘自相关法
• 3.3.3 理论仿真结果
• 3.4 载波估计的延时相乘检测法
• 3.4.1 延时相乘法的发展
• 3.4.2 理论仿真结果
• 3.5 小结
• 第4章 基于Duffing 振子的载波检测
• 4.1 混沌振子检测的背景
• 4.2 Duffing振子检测微弱小周期信号的原理
• 4.2.1 Duffing振子的特性分析
• 4.2.2 混沌态与周期态的区别
• 4.2.3 Duffing振子的运动机理
• 4.2.4 Duffing检测微弱正弦信号的条件
• 4.3 检测方法
• 4.4 理论仿真分析
• 4.5 小结
• 第5章 扩频码序列的盲检测
• 5.1 载波信号的提取
• 5.2 动态模型的噪声减缩
• 5.3 直扩信号扩频码序列的提取
• 5.4 噪声减缩的尺度
• 5.5 小结
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 个人简历