基于HHT的直扩信号检测与参数估计

论文摘要

直接序列扩频通信具有强抗干扰性、低截获和低检测概率、能够抑制多径效应、可实现码分多址等优点,正日益取代常规通信而广泛应用于卫星通信、全球定位系统和敌我识别等现代民用和军事通信系统中。相应地,如何在非协作条件下,对隐藏在噪声中的直扩信号进行有效的盲检测与估计,也就成为一个具有很强应用背景并富有挑战性的研究课题。直扩信号是宽带微弱信号,常规的检测与参数估计方法在信噪比较低时,性能得不到应有的保证,因此需要寻找新的方法来解决这一难题。本论文提出应用希尔伯特-黄变换（HHT）对直扩信号进行检测与参数估计,主要研究工作如下:1.总结了HHT目前存在的几种问题,提出一种能较好解决边界效应的极值点权衡预测法。2.分析了直扩信号的HHT特征,并提出基于HHT的直扩信号检测与参数估计方法。仿真实验均表明该方法能工作在-20dB的信噪比环境下,且在参数估计中避免了多维搜索,提高了计算效率,为非协作情况下的扩频通信信号检测问题提供一条有效的途径,同时也拓展了HHT理论的应用领域。3.将经验模态分解和相关累积技术相结合,改进了传统的平方倍频检测法,实现了直扩信号的有效检测和载频的精确估计,使信噪比容限降低11dB。4.利用HHT的分解自适应性和良好的时频聚集性,改进了传统的循环谱检测与参数估计方法,实现了更低信噪比下直扩信号的准确检测和载频、码元速率等参数的有效估计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 扩频通信的理论基础
• 1.2 直接序列扩频系统
• 1.2.1 组成及工作原理
• 1.2.2 性能参数分析
• 1.3 课题研究背景和意义
• 1.4 直扩信号检测与参数估计的研究现状
• 1.5 论文各章节内容安排
• 第二章 Hilbert-Huang 变换方法研究
• 2.1 时频分析方法回顾
• 2.1.1 短时傅里叶变换
• 2.1.2 魏格纳-威利分布
• 2.1.3 小波变换
• 2.2 Hilbert-Huang 变换
• 2.2.1 EMD 方法
• 2.2.2 Hilbert 时频谱与边际谱
• 2.2.3 Hilbert-Huang 变换的特性分析
• 2.2.4 时频分析仿真及性能比较
• 2.3 HHT 存在的问题及其解决办法
• 2.3.1 边界效应问题
• 2.3.2 模态混叠问题
• 2.4 HHT 的滤波特性研究
• 2.4.1 时间尺度滤波
• 2.4.2 低通滤波算法
• 2.4.3 仿真实验与性能比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于HHT 的直扩信号检测与参数估计方法
• 3.1 直扩信号的数学模型
• 3.2 直扩信号的HHT 分析
• 3.2.1 直扩信号的EMD
• 3.2.2 直扩信号的Hilbert 时频谱和边际谱
• 3.3 基于HHT 的直扩信号检测与载频估计方法
• 3.3.1 检测与载频估计方法
• 3.3.2 仿真实验
• 3.3.3 性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于HHT 的改进的平方倍频法
• 4.1 传统的平方倍频法
• 4.1.1 检测方法
• 4.1.2 仿真实验
• 4.2 改进的平方倍频法
• 4.2.1 检测方法
• 4.2.2 仿真实验
• 4.3 性能仿真与比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于HHT 的改进的循环谱检测与参数估计方法
• 5.1 循环谱相关理论
• 5.1.1 循环自相关函数与循环谱密度函数
• 5.1.2 谱相关估计
• 5.1.3 循环谱特性
• 5.2 基于HHT 的改进的循环谱检测方法
• 5.2.1 传统的循环谱检测方法
• 5.2.2 改进的循环谱检测方法
• 5.2.3 检测仿真实验
• 5.3 基于HHT 的改进的循环谱参数估计方法
• 5.3.1 传统的循环谱参数估计方法
• 5.3.2 改进的循环谱参数估计方法
• 5.3.3 参数估计仿真实验
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢