基于多通道最大熵谱估计的直接序列扩频信号的循环谱检测方法

论文摘要

本课题源自XX基金项目——《基于多通道最大熵谱估计的直接序列扩频信号的循环谱检测方法》。本文的主要分析研究了直接序列扩频信号的检测,以及部分参数的估计。在电磁环境极其复杂的战场环境下,战场通信往往涉及到各种通信与信息技术的综合,如果可以检测到对方扩频通信信号的存在,甚至对其进行参数估计乃至干扰,对战局控制有着极其重要的意义。如果在低信噪比情况下对方采用跳频和直扩两种技术,这样的信号检测是十分困难的。跳频的频率切换速度极快,这就要求敌方每一个频点进行通信的时间之内,我方可以快速完成检测和参数估计任务,故能得到的采样序列就很短。这样,需要我方的检测和参数估计的算法简单、快速,在采样点较少或者信噪比较低的情况下也能检测到信号,并期望进行参数估计。如果能检测到20%的频点进行瞄准式干扰,敌方通信将无法进行。本文研究了用循环谱法检测检测直接序列扩频信号的技术。国内目前用循环谱技术检测直扩信号,大都用经典谱估计中的周期图法,理论显示,虽然周期图在理想情况下(数据长度足够,硬件存储空间足够)检测效果相当好,但是由于其固有的缺点,如果数据较短,估计的谱出现很大偏差,谱分辨率也就低。所以经常需要长时间的观测来弥补这些不足,实际应用中,要采样成千上万个点,才能进行准确的计算。显然,这种方法距离实际应用还有很长的路要走。本文先期工作研究过周期图算法,根据此方法方差大,要求序列较长等缺点,作者提出了用现代谱估计的最大熵谱估计法来求循环谱,最大熵谱估计法也称为伯格法。伯格法谱估计是AR谱估计的一种,避免了傅立叶变换对于未观测信号处理为零的缺点,且相对于Levinson法,它可以由信号观测数据直接计算AR模型的参数,而不用求自相关函数。由于避免了对自相关函数的估计,所以对短数据的估计比Levinson法准确。本文中研究的伯格法综合了伯格和后来理论研究的一些结果,给出了便于计算机运算的递归算法。计算循环谱需要用到多通道谱估计技术,本文正是根据此要求,提出了多通道最大熵谱估计算法应用于直接序列扩频信号的检测。正是多通道伯格法对于数据长度的要求低且结果准确等特点,在这里的应用显得非常合适。这样就给战场条件下的通信对抗提供了条件。但是单通道情况在估计正弦波时,有谱线偏移和谱峰分裂的缺点。多通道或有相同缺陷。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 本文的主要工作
• 第二章 直接序列扩频
• 2.1 扩频通信系统的数学模型
• 2.2 扩频系统的伪随机序列
• 2.2.1 移位寄存器序列
• 2.2.2 m 序列的产生方法
• 2.3 处理增益和干扰容限
• 2.4 直接序列扩频信号的特点
• 第三章 谱相关理论
• 3.1 谱相关的数学原理
• 3.1.1 随机函数的协方差与2 阶特性
• 3.1.2 随机函数的可调和性定理
• 3.2 循环自相关函数和循环谱的推导和定义
• 3.3 信号谱相关处理的优势和局限
• 第四章 最大熵谱估计
• 4.1 单通道最大熵谱估计
• 4.2 双通道谱估计
• 4.2.1 双通道Levinson 谱估计方法
• 4.2.2 双通道最大熵谱估计法
• 4.3 关于模型阶次的选择
• 4.4 部分参数估计
• 4.5 仿真结果
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间所做的工作