扩频信号盲解调关键技术的设计研究

论文摘要

直接序列扩频（DSSS）信号由于其工作信噪比低、强抗干扰性、低截获率、能够抑制多径效应等优点,已经得到广泛应用,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、全球定位系统（GPS）、测控、卫星链路和敌我识别等。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。由于DSSS信号通常淹没在背景强噪声中传播,因此,在低信噪比下对DSSS信号的检测、参数估计和码序列恢复均为DSSS信号盲解调的重要内容。本文研究对象为受强高斯噪声污染的DSSS/BPSK信号的盲检测,参数估计及码序列恢复和相应的软硬件设计和实现问题。此情况下的信号处理属于非合作式通信,通常缺少一定的先验信息。本文作者首先研究和分析了经典的DSSS/BPSK信号盲检测,参数估计方法和常用的码同步和序列恢复算法,对相应的各个算法进行了计算机仿真,通过性能测试分析其硬件实现的可能性。然后作者对所分析的DSSS/BPSK信号盲解调的各个算法进行移植和系统联合处理,完成了DSP平台上的软件设计,并在基于ADSP-21160的开发板上进行了仿真测试,验证和比较了所选算法的相关功能和性能。最后作者为使DSSS/BPSK信号盲解调系统在更高技术指标的基础上实现高性能算法,设计了硬件平台的总体方案,主要包括核心器件选型和模块电路设计等内容,为最终搭建DSSS信号盲解调实验系统了寻求了合适的设计验证平台。本文作者通过大量的仿真实验和软硬件设计,掌握了直扩信号盲解调系统各个部分的方法,验证了各部分方法的性能和有效性,为最终建立扩频信号盲解调实验系统进行了有益的探索。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 扩频通信技术的概念和特点
• 1.2 扩频通信对抗技术的研究状况
• 1.3 直扩信号检测、估计与码序列恢复研究状况
• 1.4 本文的主要工作和内容结构安排
• 第二章 DSSS/BPSK 信号盲解调关键技术的算法研究
• 2.1 DSSS/BPSK 通信系统和信号模型
• 2.2 DSSS/BPSK 信号检测的算法研究
• 2.2.1 功率谱检测法
• 2.2.2 时域检测法
• 2.3 DSSS/BPSK 信号参数估计的算法研究
• 2.3.1 平方倍频法估计载频
• 2.3.2 时域自相关法估计码周期
• 2.3.3 时域延迟相乘法估计码速率
• 2.4 DSSS/BPSK 信号码序列恢复的算法研究
• 2.4.1 DSSS 基带信号模型
• 2.4.2 基于特征值分解的码序列恢复算法
• 2.4.3 DSSS 信号盲同步方法简介
• 2.4.4 基于子空间跟踪的码序列恢复算法
• 2.5 检测、估计和码序列恢复算法的性能仿真
• 2.6 本章小结
• 第三章 DSSS/BPSK 信号盲解调关键技术的DSP 软件设计
• 3.1 仿真验证平台介绍
• 3.1.1 硬件仿真板卡简介
• 3.1.2 ADSP-21160 处理器介绍
• 3.2 DSP 算法的软件设计实现
• 3.2.1 ADSP-21160 汇编程序开发
• 3.2.2 系统模型及算法实现
• 3.3 DSP 算法的仿真和性能测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 DSSS/BPSK 信号盲解调关键技术的硬件方案设计
• 4.1 硬件平台的方案设计
• 4.1.1 系统需求分析
• 4.1.2 硬件平台选择
• 4.2 硬件平台主要器件选型
• 4.2.1 DSP 的选用
• 4.2.2 FPGA 的选用
• 4.2.3 A/D 的选用
• 4.2.4 存储器的选用
• 4.3 硬件电路和接口设计
• 4.3.1 电源、时钟和复位电路的设计
• 4.3.2 DSP 及其周边电路和接口的设计
• 4.3.3 FPGA 及其周边电路和接口的设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果