基于相关循环谱方法的直扩信号检测与参数估计研究

论文摘要

扩频通信由于具有抗干扰能力强、截获率低、良好的码分多址能力等优点,被广泛地应用于移动通信、雷达、导航和定位等领域。在通信侦察和频谱监测等非协作通信领域中,由于信噪比低和先验知识条件缺乏,以至直接序列扩频信号的检测与参数估计难于实现,使之成为当前这一领域中的重要研究课题。由于直接序列扩频信号的带宽远大于基带信号带宽,能量分布于更宽的频带,且功率谱密度很低,以至于通常淹没在噪声中。正是由于这些特点使得直接序列扩频信号难于检测,且在伪随机序列未知的前提下,即使检测到了也难以恢复待传输的信息,导致常规处理方法在此情况下将失效。目前,对于直接序列扩频信号的检测和参数估计已有一些方法,这些方法对于单一参数具有良好的检测结果,但在低信噪比情况下性能趋于恶化。本文主要研究了时域相关检测、延时相乘、相关累积、循环谱检测等方法,在归纳前人理论的基础上,采用了改进方法,主要研究成果如下:1.在直扩信号检测及伪码周期的参数估计方面,分析常规时域相关检测方法的基础上,采用了时域相关二阶矩检测方法,对信号进行分段自相关运算,然后均方迭加平均相关数据。此法有效地抑制噪声,实现了在低信噪比的条件下直接序列扩频信号伪码周期的准确估计。2.在延时相乘法的基础上,分析了在相关域上可检测出伪码的周期特性,在频域上可检测出伪码速率和载频参数的特点,并结合自适应噪声抵消器、相关累积方法和频谱校正方法,组成了时域延时相关检测系统。在低信噪比条件下,可实现对直接序列扩频信号的伪码周期、伪码速率和载频的准确估计。3.为实现更低信噪比条件下的直接序列扩频信号检测与参数估计,在循环谱理论的基础上,分析了循环统计量抑制平稳噪声的能力,采用了基于Welch法的集平均循环谱方法,对信号分段使用频域平滑循环周期图算法后,进行迭加平均。此法可有效利用循环谱包络估计出直接序列扩频信号的伪码速率、载频参数。实验证明,以上三种改进方法在低信噪比条件下具有良好的估计效果,对于直接序列扩频信号的盲解扩具有一定的意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 直扩信号检测与参数估计的研究现状
• 1.3 本文的主要工作及章节安排
• 第2章 直接序列扩频通信系统
• 2.1 引言
• 2.2 扩频通信系统概述
• 2.2.1 扩频通信的理论依据
• 2.2.2 扩频通信的基本原理
• 2.2.3 扩频通信的工作方式
• 2.2.4 扩频通信的主要参数
• 2.3 直接序列扩频通信系统
• 2.3.1 直接序列扩频通信系统组成
• 2.3.2 m 序列
• 2.4 直扩系统的信号模型及谱分析
• 2.4.1 直扩系统的信号模型
• 2.4.2 直扩信号谱分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 时域相关检测方法
• 3.1 引言
• 3.2 时域相关检测分析
• 3.2.1 直扩信号的相关特性
• 3.2.2 时域相关检测原理
• 3.3 直扩信号的因素验证
• 3.4 时域相关二阶矩检测方法
• 3.4.1 时域相关二阶矩检测方法推导
• 3.4.2 仿真验证分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 时域延时相关检测系统
• 4.1 引言
• 4.2 延时相乘法
• 4.3 自适应噪声抵消法
• 4.3.1 自适应滤波概述
• 4.3.2 自适应干扰抵消器原理
• 4.4 时域延时相关检测系统
• 4.5 仿真验证分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 循环谱检测方法
• 5.1 引言
• 5.2 循环谱理论
• 5.2.1 循环自相关函数
• 5.2.2 循环谱密度函数
• 5.2.3 循环谱分辨率分析
• 5.3 直扩信号的循环谱检测及典型通信信号谱相关分析
• 5.3.1 直扩信号的循环谱检测
• 5.3.2 典型通信信号谱相关分析
• 5.4 改进循环谱算法
• 5.4.1 改进循环谱算法提出
• 5.4.2 仿真验证分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 详细摘要