小波变换在直扩系统扩频码捕获中的应用研究

论文摘要

直接序列扩频技术具有保密性好、抗干扰、抗多径效应能力强的优点,在移动通信、测控定位、雷达系统中有着广泛的应用,同时它也是CDMA系统中最常采用的扩频方式。在直扩系统中,获取和保持本地生成编码信号和接收信号的同步是研究的一个重点。 另一方面,自20世纪80年代以来,小波分析的理论日渐完善,随着它的进一步推广,在许多领域都取得了突破性进展。小波理论为信号处理提供了强有力的工具,在常规滤波、消噪和奇异性检测等方面都有实际应用。作为一种新的多分辨分析方法,小波变换能够有效地从信号中提取信息,对于突变信号的检测尤为准确、迅速。因此,本文将小波变换与同步技术中扩频码的检测和捕获结合起来,进行了大量的分析研究。 本文从小波分析和扩频通信的理论出发,针对PN码捕获时刻接收的调制信号和未捕获时刻接收的高斯白噪声信号的特点,结合小波变换在突变(瞬态)信号检测方面的独特优势,研究了基于小波多分辨分析的PN码捕获系统。并且,依据小波分析理论与样条函数的特点,推导和计算了二次正交样条小波(Battle—Lemarie小波)的滤波器系数,以它为检测工具,与常用来做信号处理的Daubechies系列小波的检测结果进行了比较,表明在本系统中二次正交样条小波的检测性能更优。对本捕获系统的性能进行了分析,讨论了系统的工作流程,推导了平均捕获时间等重要参数。本文通过MATLAB软件进行了仿真实验,实验结果证明以小波变换为检测方式的伪码捕获方法具有一定的理论意义和应用价值。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 扩频通信研究背景
• 1.2 小波理论发展历史与现状
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文研究的内容
• 第2章 扩频通信关键技术
• 2.1 扩频通信
• 2.1.1 扩频通信的理论基础
• 2.1.2 直接序列扩频通信系统的工作原理
• 2.1.3 扩频通信的基本参数
• 2.2 扩频通信的基本技术
• 2.2.1 伪随机编码理论
• 2.2.2 扩频通信编码捕获的传统方法
• 2.3 扩频通信的优点及应用
• 2.4 本章小结
• 第3章 小波变换理论
• 3.1 小波变换基本概念
• 3.1.1 连续小波变换
• 3.1.2 连续小波变换的离散化
• 3.1.3 离散小波变换
• 3.1.4 小波框架
• 3.2 多分辨分析
• 3.2.1 函数空间剖分的多分辨分析
• 3.2.2 尺度函数φ（t）和小波函数ψ（t）
• 3.3 小波分解的塔式算法—— Mallat算法
• 3.4 双通道滤波器
• 3.4.1 理想滤波器
• 3.4.2 双通道多采样率滤波器的理想重建条件
• 3.4.3 正交镜像滤波器组与共轭正交滤波器组
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于小波变换的伪码捕获
• 4.1 传统的捕获方法
• 4.1.1 数字匹配滤波器捕获的原理
• 4.1.2 滑动相关捕获法的原理
• 4.1.3 序列估计的捕获方法
• 4.2 小波变换与突变信号奇异性检测
• 4.2.1 信号奇异性分析
• 4.2.2 信号奇异性检测
• 4.2.3 噪声在小波变换中的特性
• 4.2.4 小波变换奇异点与信号突变点的联系
• 4.3 样条小波理论
• 4.4 小波变换的伪码捕获
• 4.4.1 小波检测捕获系统框图
• 4.4.2 小波检测捕获系统原理
• 4.4.3 滤波器形式的 B样条小波
• 4.5 本章小结
• 第5章 性能分析及仿真
• 5.1 系统性能分析
• 5.1.1 工作流程
• 5.1.2 高斯噪声的小波变换
• 5.1.3 平均捕获时间
• 5.2 计算机仿真
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果
• 致谢