带残余频偏的软扩频信号伪码序列盲估计

针对带残余频偏的软扩频信号伪码序列盲估计难的问题,提出一种奇异值分解(singular value decomposition,SVD)结合全数字锁相环(digital phase locked loop,DPLL)的方法。所提方法首先对待处理信号通过不重叠分段生成数据矩阵,每段信号长度为一倍伪码周期;然后利用其自相关矩阵的右上角元素估计失步点进行同步,并且在重新计算自相关矩阵后根据较大特征值个数估计进制数;最后通过多次快速SVD算法结合DPLL最终实现伪码序列的盲估计。仿真结果显示,所提方法在低信噪比条件下可以有效估计出带残余频偏的软扩频信号的伪码序列,并且性能优于其他对比方法。

基于SVD-K-means算法的软扩频信号伪码序列盲估计

针对通信中软扩频信号伪码序列盲估计困难的问题,提出一种奇异值分解(singular value decomposition,SVD)和K-means聚类相结合的方法。该方法先对接收信号按照一倍伪码周期进行不重叠分段构造数据矩阵。其次对数据矩阵和相似性矩阵分别进行SVD完成对伪码序列集合规模数的估计、数据降噪、粗分类以及初始聚类中心的选取。最后通过K-means算法优化分类结果,得到伪码序列的估计值。该算法在聚类之前事先确定聚类数目,大大减少了迭代次数。同时实验结果表明,该算法在信息码元分组小于5 bit,信噪比大于-10 dB时可以准确估计出软扩频信号的伪码序列,性能较同类算法有所提升。

多途混响环境中声扩频信号线性与相关性分析

为分析浅海多途信道中声扩频信号的相关性和线性,建立了计入频率衰减与海底损耗的浅海Pekeris波导虚源法计算模型;对浅海中的脉冲信号与扩频信号进行了仿真计算,通过混响室试验初步研究了多途混响环境中扩频信号的线性。仿真结果显示:虚源法和简正波法的频域解一致,得到了与简正波理论相同的低频模式频散现象,验证了虚源法适用于浅海理想波导、Pekeris波导中的低频问题;当发生模式频散,低频扩频信号的相关性能强于同扩频参数的高频信号。试验结果表明:低频脉冲的时域波形发生畸变、展宽时,同频率的扩频信号能准确测出反射信号的几何时延,证明了低频多途效果仍可看作每个“路径”信号的线性叠加。

低载噪比突发扩频信号的快速捕获设计

突发扩频信号是卫星无线电测定业务的一种扩频调制信号,针对传统突发扩频信号,即入站信号,对快速捕获灵敏度要求越来越高的需求,提出了一种低载噪比突发扩频信号的快速捕获硬件设计实现方法。利用同步头加Walsh码基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的突发扩频信号全并行处理的方法,入站信号快捕接收的积分时长能够达到15 ms,相较于传统的捕获算法,性能实现了约2 dB的提升。仿真验证及工程实现结果表明,该方案载噪比可达到37.5 dBHz,为未来全球化小型化通用化接收终端提供了改进方向。

大多普勒环境下扩频信号快速捕获算法研究

弹道参数回传系统中,由于弹丸与地面接收机之间较高的相对速度,使地面接收机收到的信号产生很大的多普勒频移,导致其对伪码的捕获难度和捕获时间增加,影响武器在战场中的实时反应能力和打击精度。为了在较大的多普勒频移情况下快速地完成对扩频码的捕获,针对部分匹配滤波结合快速傅里叶变换(Partially Matched Filtering combined with Fast Fourier Transform,PMF-FFT)捕获算法中由FFT运算而导致的扇贝损失现象,分别分析了补零和窗函数法对扇贝损失的改善效果,提出了改进的窗函数结构来对PMF-FFT算法进行改进,对进入FFT运算的数据加改进的布莱克曼窗(Blackman)函数,使得系统的扇贝损失几乎为0。利用MATLAB工具,对改进之后算法的性能进行仿真验证。结果表明,改进后的算法可以明显提高系统的检测概率,大幅降低了平均捕获时间,显著提升了算法的捕获性能。

一种K-means改进算法的软扩频信号伪码序列盲估计

针对软扩频信号因采用了编码技术使得伪码序列难以估计的问题,该文提出一种基于K-means聚类改进的软扩频信号伪码序列盲估计方法。该方法首先以单倍伪码周期的窗长对接收信号进行数据分段以构造观测数据矩阵,其次利用相似测度的理论从观测数据中寻找出K-means算法最优的初始聚类中心点,然后通过搜索平均轮廓系数(Silhouette Coefficient,SC)最大的绝对值以完成伪码集合规模数的估计,最后找到估计的伪码集合规模数所对应的聚类中心点集合,进一步完成对软扩频信号伪码序列的盲估计。通过仿真实验表明,在伪码序列估计错误概率低于0.1的情况下,该文方法比未改进方法提高信噪比约4 dB;而且在同一条件下,该文方法对信号的盲解扩性能优于未改进的方法。

直接序列扩频信号快速捕获

提出一种新的基于频域并行搜捕法的改进型快捕电路结构.该结构利用设计复用技术实现FFT单元和IFFT单元的复用;通过软件计算本地伪码FFT,并将其结果存储在ROM中,使硬件规模大幅减少;采用并行设计提高系统的运算速度;采用块浮点算法提高动态范围和运算精度.整个快捕电路由一块FPGA XC 2V 3000-5实现,工作时钟为29 ns,精度为1/4码片情况下,伪码捕获仅需4.145 m s.仿真和测试结果验证了设计的正确性.

直接序列扩频信号PN序列盲估计方法

在非协作信息侦测情况下,提出了一种实用的直接序列扩频(DS-SS)通信信号PN码序列的快速盲估计方法。该方法根据DS-SS基带信号的特点,首先采用二阶循环统计量估计PN码周期,然后利用分段互相关平均估计PN码同步始点;并在准确预估计这2个参数的基础上,将接收信号以PN码周期分成多个时段,利用多重互相关方法估计PN码序列。理论分析与仿真表明,该方法在截获信号信噪比很低的情况下有很好的估计性能,且无需任何先验知识,对PN码码型也没有任何限制,是一种有效的快速盲估计方法。

多径衰落信道中扩频信号处理增益的上限

考虑充分散射多径衰落信道中的时频二维扩频BPSK调制信号,针对联合相干非相干检测算法,寻找扩频信号处理增益的上限。首先给出了扩频信号处理增益的闭合表达式;然后分析当信号带宽无限增大或符号长度无限增大时,扩频信号处理增益不会无限增大;最后得出处理增益的上限由信道参数和信噪比决定的结论。分析与仿真结果表明,BPSK调制、20dB信噪比、100Hz最大多普勒频移、5×10 6负指数衰落因子的充分散射多径信道,扩频信号的处理增益不超过30dB。

非合作水声低载噪比直接序列扩频信号的载频估计方法

在非合作条件下,该文针对水声直接序列二相调制扩频信号的载频估计,提出了一种在载噪比较低和信号产生较大畸变情况下仍保持一定估计准确度的方法。分析了该类信号的功率谱特性,利用其载频处的谱包络下凹特性,提出功率谱包络局部极小值载频估计方法。论文采用重心法获得载频初值,再通过初值附近的局部最小值搜索以获得载频的精确估计。该算法复杂度低,低载噪比和信号失真情况下鲁棒性好,具有一定的实用价值。采用蒙特卡洛方法进行了仿真验证与性能评估,仿真结果与理论分析一致。海试结果也验证了该方法的可行性与实用性。

直接序列扩频信号的初相和扩频码序列初始时间的循环谱估计

本文提出一种直接序列扩频信号参数估计的新方法,基于直接序列扩频信号的循环谱幅度与相位特性,利用特定处循环谱相位实现信号初相与扩频码初始时间的估计;该估计方法避免了多维搜索,计算量小,估计精度高,且不需要知道扩频码;文中对估计误差方差进行了理论分析,并通过仿真实验验证了其性能。

大多普勒偏移下直接序列扩频信号捕获新方法

针对具有大多普勒偏移的直接序列扩频信号捕获问题,提出一种基于快速傅里叶变换(FFT)的多普勒和伪码分别并行搜索的捕获新方法。该方法利用伪码二相调制特性,通过乘法消除伪码影响,得到多普勒估计值,在此基础上运用圆周相关法得到的伪码相位估计值。计算机仿真表明,它能更快、更高精度地完成多普勒频率—伪码相位的二维搜索,且捕获时间与多普勒偏移大小无关,尤其适用于大多普勒环境。

基于Duffing振子的直接序列扩频信号检测及参数估计

针对直接序列扩频信号检测中信号特征提取的问题,提出了利用Duffing振子对小信号的敏感性和对噪声的免疫性来检测信号的这些特征信息。以基于Duffing振子的载波检测为例,进行了分析和仿真,给出了直接序列扩频信号的幅度、相位和载频的估计值。仿真表明,所提的方法可以获得很好的检测性能,能检测到信噪比为-38.35 dB的DSSS/BPSK信号。

低速率矿山透地通信扩频信号的快速捕获方法研究

针对弹性波透地通信系统低频、低码速率的特点,提出了一种时分多通道分段滑动相关捕获方法。该方法对到达的码元进行分段接收,利用接收下一段码的时间处理之前接收的码段,即1个PN码周期分成若干个通道时隙,每个时隙对之前接收的PN序列段与通道的本地PN码进行快速滑动相关搜索。理论分析结果表明,在所需硬件开销与串并行搜索相同的情况下,使用时分多通道分段滑动相关捕获能获得与并行捕获相同的搜索速度;仿真结果进一步验证了该捕获方法的有效性。

CDMA扩频信号的数模混合型解扩方法

提出一种CDMA扩频信号的数模混合型解扩方法。该方法首先采用二阶采样实现中频信号的正交解调,再用数字控制的并行模拟运算电路实现的模拟匹配滤波器对基带信号进行相关解扩。仿真实验表明,该方法能实现CDMA扩频信号的相关解扩,而且实现电路结构简单,是一种有效的相关解扩技术。

直接序列扩频信号的分路相关检测

本文提出了一种正交分路周期相关的检测算法，该算法不仅对BPSK扩频调制信号检测效果明显，而且对QPSK扩频调制也是有效的。计算机的模拟结果表明，该检测结构在信噪比SNR=-15dB时仍然具有良好的检测能力。

微弱直接序列扩频信号Duffing振子检测方法研究

Duffing系统对特定信号敏感及对噪声免疫的特性,使其在微弱信号检测中具有潜在应用。该文针对Duffing振子的分岔问题,通过对Duffing系统Feigenbaum行为的分析,导出了在微弱直接序列扩频信号检测中Duffing系统所表现出的间歇性混沌行为,提出了一种新的基于间歇性混沌行为的微弱直扩信号检测方法。通过仿真实验,验证了该方法的有效性。

基于压缩感知的扩频信号统一捕获技术

为了应对不同的任务模式,新的测控体制不断涌现,多体制信号捕获技术成为研究热点。直接序列扩频和跳频扩频是当前扩频测控系统中最常见的2种信号体制,二者之间存在一定的差异,采用现有的接收设备会存在实时性受限、载荷负担重和采样压力大等问题。在基于压缩感知原理的直扩、跳频捕获技术的基础上,构建了压缩感知扩频统一捕获接收框架,利用不同的稀疏矩阵、观测矩阵和捕获算法作为参数对不同体制的信号进行表达,实现信号捕获。统一捕获实现过程运用复用、优化的设计思路,节省了逻辑资源,降低了算法复杂度。仿真分析表明,提出的统一接收框架能有效地捕获接收扩频信号,相较于软件重载的捕获方法在对信号捕获的实时性上具有更加优异的性能。

直接序列扩频信号伪码速率盲估计

针对直接序列扩频通信信号的侦察问题,充分利用扩频基带信号发送成型滤波后的波形特点,提出了一种基于最大平均功率序列的算法。该算法首先计算序列的平均功率,然后对其进行谱分析并作平滑处理而完成伪码速率的判定。计算机仿真实验及实际应用证明了该算法在较低的信噪比条件下具有良好的工作性能。

基于谱相关的直接序列扩频信号参数估计

直接序列扩频信号(direct sequence spread spectrum,DSSS)是抗干扰低截获概率信号,实现其参数的估计具有重要意义。针对直扩信号载频、码元速率、相位的估计问题,结合谱相关的基本理论,提出了对直扩信号载频、码元速率、相位估计的谱相关方法。理论分析和仿真结果表明:在没有伪随机码序列及相关参数先验信息的条件下,该方法能够完成低信噪比时对信号的检测和载频、码速率、初相的估计,可有效提高计算效率。