低信噪比长伪码直扩信号的盲估计方法

为了解决低信噪比长伪码直扩信号的盲估计难题,提出了一种长伪码直扩信号的相关矩阵累加平均结合特征分析的新方法。本方法是在已知长伪码直扩信号的扩频码周期、码速率等参数,并且信息序列不相关的前提下,将接收到的长伪码直扩信号以一随机确定值为起点进行周期分段形成连续多个观察向量,求其相关矩阵并累加平均,并实施特征分析以得到相关矩阵的特征值和信号所含主成分,由相关矩阵的特征值可以估计出信号所含的噪声方差、信号信噪比和信号分段时随机确定的起点,由主成分特征向量还可以进一步估计出观察信号的扩频码序列。本文所提出的方法充分分析和推导了长伪码直扩信号的特征结构,提出了对长伪码直扩信号盲估计的核心基础算法,该算法可以有进一步应用于长伪码直扩信号盲解扩的潜力。本文提出的方法并不象已经提出的其他算法,其对长伪码扩频信号的盲估计性能可以随着观察向量个数的增加逐步得到改善,而且该方法可以应用于任意类型的扩频码、信息码,在理论上能工作在任意强度的加性高斯白噪声环境下,并且不需要事先提取任何定时同步信息。理论分析和数值结果表明了本方法较为鲁棒不易受到噪声影响。

基于四阶累积量的DSSS/QPSK信号检测方法研究

根据高斯白噪声的四阶累积量恒为零这一特性,研究了DSSS/QPSK信号的四阶累积量,提出了基于四阶累积量不同切片c4x(0,0,0)、c4x(τ,τ,τ)、c4x(0,τ,τ)和c4x(0,0,τ)的时域和频域检测方法.仿真结果表明,频域检测方法性能优于时域检测方法;综合考虑检测性能和实现难度,基于c4x(0,0,τ)的频域检测方法最好,在虚警概率为1%,信噪比为-11dB时,检测概率仍可达到50%以上.没有引入大规模的矩阵运算,运算量小,易于实现.

长码直扩信号的符号速率盲估计方法

针对长码直接序列扩频(DSSS)信号的符号速率估计的难题,提出了基于相关处理的方法。该方法首先估计长码直扩信号的相关函数二阶矩,然后将相关函数二阶矩的估计作为输入信号进行预处理,以去除扩频码周期处的峰值。对预处理后的信号再次进行自相关处理,则所得的信号的频谱中含有符号速率谱线。理论分析和计算机仿真证明了所提出的算法的有效性。

利用拟合优度检验的NPLSC-DSSS信号伪码盲估计

针对非周期短码扩频长码加扰直扩(NPLSC-DSSS)信号的伪码估计问题,该文首先给出了m序列三阶相关函数(TCF)共同峰理论和NPLSC-DSSS信号TCF估计量的概率函数。其次,利用TCF峰的共轭系特性构建了TCF峰值序列,提出了TCF共同峰检测的二元假设模型和利用拟合优度检验的TCF共同峰精检测算法。同时,为提高伪码估计性能,该文利用正反向TCF三阶相关峰性质和共轭系TCF峰值点累加和递增性质排除大量伪峰。最后通过矩阵斜消法实现长短伪码的盲估计。仿真结果表明,该文方法在低信噪比条件下能够有效估计NPLSC-DSSS信号的伪随机码。

非周期长码直扩信号的伪随机码盲估计

研究了m序列三阶相关函数特性,证明了不同周期m序列三阶相关函数存在共同峰,推导得到共同峰的特性以及共同峰坐标与m序列本原多项式之间对应关系,基于上述理论提出了非合作通信下的非周期长码直扩信号伪随机码估计方法。加性高斯白噪声下的仿真结果表明,本方法仅需1/4倍长码周期长度信号和4 d B信噪比,估计非周期长码直扩信号的扩频码和长扰码的正确概率就可达到99%以上。

截短平衡Gold码的统计特性分析

在给出搜索和产生平衡Gold码方法的基础上,给出了截短平衡Gold码的概念,提出了一种对平衡Gold码进行截短的方案。在扩频通信中,扩频速率受扩频系统特定的时钟周期所约束,使得地址码序列长度取决于系统的时钟速率与信息速率商的大小,限制了平衡Gold码在实际工程中的应用。采用截短平衡Gold码截短码具有更广泛的应用能力。仿真结果表明,对平衡Gold码进行合适的筛选和截短后得到的序列仍具有较好的统计特性,可以作为工程应用中对码长有不同要求的扩频通信地址码。

利用三阶相关特征信息的周期长码扩频信号伪码盲估计

针对非合作通信下长码直扩码分多址信号的伪随机序列估计问题,本文首先利用同阶数、不同本原多项式产生的m序列的三阶相关函数峰不同的特点,构造三阶相关函数的特征信息矩阵。然后推导得到长码直扩码分多址信号三阶相关向量与特征信息矩阵的匹配理论值。最后估计接收信号延迟三阶相关函数,得到其三阶相关向量,与特征信息矩阵匹配,估计得到各扩频长码。理论分析和仿真结果表明该方法能够有效估计单用户和多用户的长码直接序列扩频信号伪随机序列。

基于块编码的功率谱可控复合序列

为了研究功率谱凹陷的复合序列,实现直扩认知用户频谱接入通信,提出了将块编码码字与伪随机序列进行复合的序列产生方法。该方法通过设计块编码的码字及码字符号时间间隔,控制复合序列功率谱的凹陷位置。通过对复合序列功率谱密度表达式的推导及仿真实验验证了复合方式的可行性及功率谱的可控性。将该复合方式应用于直扩认知用户,建立了直扩认知用户通信系统模型。实验结果表明,在不影响授权用户通信性能的前提下,采用所设计复合序列的直扩认知用户能够有效的实现频谱接入通信。

一种直扩信号伪码速率的快速检测方法

为了解决快速提取直接序列扩频通信信号伪码码速率的难题,详细介绍了一种用延时相乘法实现快速提取直扩信号伪码速率的原理和实现方法。理论分析和计算机模拟表明,该方法在较低的输入信噪比条件下具有较高的识别率。

PN码相位精确测量的累加最小二乘法

利用最小二乘(LS)法可以实现PN码相位的精确测量,但该方法对粗同步要求高,难以满足实际工程需求。给出了一种新的累加LS法的实现结构,在该结构下根据鉴相曲线的波形变化特征,利用累加后的离散鉴相曲线的最大值和最小值点作为特征基准点,取最值之间的数据进行LS线性拟合,实现粗同步于半个码元宽度以内的伪码相位精确测量。理论分析表明,该方法的鉴相特性呈线性特征,可以有效使用累加LS线性拟合方法。仿真结果表明,该方法相比于其他方法使用范围更广,测量精度更高。

非周期长码直扩信号的盲解扩

本文利用信号延迟相乘,消除信息码对长扰码和扩频码的影响;利用m序列的线性移位叠加性,巧妙分段信号,提出一种分段相关的信号解扰方法;对解扰信号利用斜消矩阵法估计扩频序列本原多项式,并利用基于协方差范数的信息码盲同步法实现信息码同步;最终得到非周期长码直扩信号盲解扩方法。该方法仅需要预知信号扰码m序列本原多项式和扩频码码片速率。仿真结果表明,该算法仅利用1/8倍长码序列周期长度的信号就能在信噪比3.6dB以上达到10-2以下解扩误码率。

窄带干扰环境下DS-SS信号的细微特征分析

通过对窄带干扰(NBI)条件下低信噪比直接序列扩频(DS-SS)信号的细微特征分析,得到了NBI特征波形和DS-SS扩频伪码(PN)的盲估计。首先按PN码周期和码速率(假设已获知)对接收DS-SS信号进行取样预处理形成观察向量集,接着用细微特征分析方法对该集合进行处理,最后可以估计出信号所夹杂的NBI特征波形和信号的PN码序列。为了减少所估计PN码的相位模糊性,本文在取样预处理时将取样时间窗口增大到PN码周期的二倍,结果使所估计的PN码或是原码或是反码,从而提高了估计准确性。同时利用所估计的NBI特征波形可消除原始信号所夹杂的NBI,而利用所估计的PN码序列则可以对DS-SS信号实施盲解扩处理。理论分析和数值结果表明,该方法有效,并能工作在较低的输入信噪比和信号干扰比环境下。

LSC-DSSS信号长短伪码盲估计

短码扩频长码加扰的直扩信号可视为特殊的长码直扩信号,将其短扩频码和长扰码作为复合码。首先通过特征值分解和酉矩阵去位置模糊实现复合码的盲估计;然后利用m序列的三阶相关函数特性识别短扩频码的类型;最后根据识别结果采用三阶相关法或延迟三阶相关法实现长短伪码的盲估计。仿真表明,复合码估计在信噪比-7.5 d B以上可达到1%以下的误码率;当信噪比高于-6 d B时,三阶相关法估计长短伪码本原多项式的正确率可以达到90%以上;当信噪比高于-4 d B时,延迟三阶相关法估计长短伪码序列的误码率低于1%。

非周期长码直扩信号的长扰码识别

该文利用m序列的二阶和三阶自相关特性,推导得到非周期长码直扩信号三阶自相关函数的极大似然估计,利用m序列的线性移位叠加特性和三阶自相关函数特性,提出了非合作通信情况下消除信息码对长码估计影响的延迟相乘方法和基于三阶自相关峰的长码识别算法,该识别算法只需已知信号的载波频率和扩频码码片速率。在加性高斯白噪声下的仿真表明,仅利用1/4倍长码周期长度的信号,在信噪比大于3.5 dB时长码m序列的正确识别概率就达到90%以上。

窄带干扰环境下直扩信号伪码的盲估计方法研究

为了解决窄带干扰条件下低信噪比直扩信号扩频码的盲估计问题,该文提出了一种直扩信号的相关矩阵累加平均结合矩阵特征分解的方法。该方法首先按照已获知的直扩信号扩频码周期、码速率等二次统计特性参数对接收信号进行取样处理以获得一个观察向量集,接着用所提出的方法对该集合进行处理,其结果可以估计出信号所夹杂的窄带干扰(以多音干扰为例)特征波形,同时还可以进一步估计出信号的扩频码序列。利用前者,可以进一步消除信号所夹杂的窄带干扰,而利用后者则可以对接收信号实行盲解扩处理。理论分析和数值结果都表明了该方法非常有效,并能工作在较低的输入信噪比和很低的信号干扰比环境下。

基于最小二乘的同步多用户非周期长码直扩信号扩频序列估计

针对低信噪比下同步多用户非周期长码直扩信号的扩频序列估计问题,提出了一种基于嵌套迭代最小二乘投影算法的扩频序列估计方法.首先,将同步多用户非周期长码直扩信号等效为含有缺失数据的相应的短码直扩信号.然后,利用最大似然估计理论对相应的短码直扩信号进行数学分析,构建扩频序列估计的数学模型.最后,利用一种嵌套迭代最小二乘投影算法来实现扩频序列的估计.研究表明,该算法在低信噪比(小于-10dB)情况下,对多用户(多达10路)扩频序列的估计有着良好的性能表现.

一种基于K-means算法的长码直扩信号伪码序列盲恢复方法

针对长码直接序列扩频(DSSS)信号伪码(PN)序列盲恢复的难题,借鉴无监督聚类分析的思想,提出了一种基于K均值(K-means)聚类算法的长码直扩信号PN码序列盲恢复方法。该方法首先通过最小平均相异度完成PN码序列的盲同步;然后利用K均值算法完成PN码序列的盲估计;最后利用游程检验算法筛选出原PN码序列,从而完成PN码序列的盲恢复。理论分析和计算机仿真表明,该方法可以在较低信噪比下准确恢复长码直扩信号PN码序列,表现出很好的性能。

数字伪码跟踪环中的野值剔除新方法

针对伪码跟踪环中由于相位误差鉴别结果出现野值而导致跟踪性能下降的问题,提出了一种野值剔除方法.该方法根据伪码跟踪环中鉴别器的鉴别范围及环路的跟踪状态,调节野值剔除门限.与常规伪码跟踪环相比,采用该方法的环路具有更高的跟踪精度和抗干扰能力.仿真结果表明,设计方法通过有效剔除环路鉴别器输出的野值,提高了伪码跟踪环的跟踪精度和稳定性.

同步多用户长码直扩信号的盲解扩

针对同步多用户长码直扩信号,该文提出了一种低信噪比条件下的盲解扩算法。该算法通过将多用户长码直扩信号建模为含有缺失数据的同步多用户短码直扩信号,采用SVT算法实现扩频码波形序列子空间估计,并在此基础上利用EM算法完成信号的盲解扩。计算机仿真表明即使在较低信噪比条件下,该算法也具有优良的盲解扩性能,且与合作解扩性能相近。

基于循环谱和矩阵变换的直扩信号参数估计

为了解决正确检测和识别直扩信号的问题,提出一种基于循环谱理论和矩阵变换法的盲估计算法。该算法在先验知识缺乏的情况下,充分利用直扩信号的二阶循环平稳特性,排除噪声干扰,对载频和码速率进行估计。并在此基础上运用矩阵变换法,将基带信号进行分段累加运算处理,实现伪随机序列的盲估计。Matlab仿真结果表明此算法可以在低信噪比情况下正确检测和识别出扩频信号的载频、伪码速率、伪码周期和伪码码形等主要参数。