一种改进的DSSS信号扩频码估计算法研究

在低信噪比条件下检测出直接序列扩频(DSSS)信号后,要恢复出原始信息,估计出扩频码序列是非常关键的,因此有必要研究DSSS信号的扩频码序列估计算法。提出了一种基于改进的协方差矩阵迭代算法应用于估计扩频码序列。理论分析和计算机仿真实验都表明了该算法能在低信噪比下估计出扩频码序列,与其他一些扩频码序列估计算法如基于投影子空间的算法、基于神经网络的算法相比,具有运算量更小等优势。     

窄带干扰下基于子空间跟踪的扩频序列估计

针对窄带干扰条件下低信噪比直扩信号扩频序列（Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS）的盲估计问题,提出了一种基于子空间跟踪的扩频波形估计算法.该方法避开了直接的特征分解求解,利用滑动窗技术取得码同步,根据求解结果可以估计出信号所夹杂的窄带干扰特征波形,并进一步消除窄带干扰估计出信号的扩频码序列.结果表明,该算法在低信噪比条件下能完成对PN码序列的精确估计,降低了数据的存储量,易于硬件实现.     

基于特征值分解的直扩信号信息序列和伪码序列盲估计方法

本文研究了非协作扩频通信中短码直扩信号的盲解扩问题,针对现有方法在低信噪比条件下失步时间估计不准等问题,本文提出了一种改进的基于特征值分解的直扩信号信息和伪码序列盲估计方法。方法首先定义了第一类接收信号自相关矩阵,并根据其特征值分解的特点,利用矩阵特征值与失步点的关系完成信号失步点的估计,随后利用特征向量在伪码序列未知的情况下估计出信息序列。失步点估计完成以后,再利用第二类接收信号自相关矩阵的特征向量实现伪码序列的盲估计。实验结果表明方法具有估计精度高、稳定性好、抗噪性能强的优点。      

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。     

短码DS-SS信号扩频序列及信息序列联合盲估计方法

研究了短码DS-SS信号的扩频序列及信息序列联合盲估计问题。首先,利用双信息符号周期、间隔一信息符号周期的时间窗对接收信号进行重组,并形成接收信号矩阵。然后,利用奇异值分解联合盲估计信号的扩频序列与信息序列。该算法在失步时间未知、低信噪比条件下利用单一矢量空间盲估计扩频序列和信息序列。不但不受扩频序列类型的限制,而且避免了传统特征值分解盲估计算法利用2个矢量空间组合扩频序列时存在的相位模糊问题,提高了盲估计性能。最后仿真验证了算法的有效性。     

基于Haar小波变换的直扩信号伪码盲同步方法

为了解决非合作条件下短码直接序列扩频信号的盲同步问题,提出了一种基于Haar小波变换的伪码同步方法。该方法不需要事先知道扩频序列,先将直扩信号进行延迟相乘和低通滤波处理,计算其Haar小波变换,再按照伪码周期分段进行累加,搜索幅度累计平均的峰值,即可估计出直扩信号的伪码同步时间。理论分析和仿真实验表明在低信噪比下,该方法仍具有较好的性能,而且计算量较小、数值稳定性好,易于工程实现。     

基于改进传播算子的DS-SS信号扩频序列盲估计方法

本文研究了DS-SS信号的扩频序列盲估计问题,针对现有特征值分解算法失步时间估计不准和计算量大等缺点,提出一种基于改进传播算子的扩频序列盲估计算法,该算法对传统传播算子估计信号子空间的方法进行了改进,使之能够估计扩频序列,并利用信号子空间估计信号失步时间.与基于特征值分解的方法相比,本文算法提高了失步时间的估计精度,并有效的降低了计算量.最后对算法计算量和性能进行了仿真分析和验证,结果表明本文算法有效,计算量远小于现有特征值分解算法,且估计性能在低信噪比条件下更优.     

一种神经网络结合NIC的PN码估计方法

针对网络电磁对抗环境中直接序列扩频信号的伪随机码的估计,这里提出了一种基于神经网络结合信息更新法则的方法,对过去基于神经网络的方法进行改进,构建了新的运算模型。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法能在较低的信噪比容限下,正确地估计出扩频信号的伪随机码序列,该方法的性能优于原有的基于神经网络模型的码估计方法,为今后能够解决低信噪比条件下扩频码序列盲处理问题提供了一种更有效的途径。     

侦察中的直扩信号PN序列盲估计算法

为了解决通信侦察中低信噪比下直扩信号PN序列的盲估计问题,分析了矩阵特征分解算法。该算法基于直扩通信的基带信号模型,以及已知直扩信号的伪码周期,通过对信号的自相关矩阵进行特征分解,获取最大特征值对应的特征向量,进而估计出PN序列。理论分析与仿真数值结果表明,该算法在较低信噪比背景环境中,能够准确地恢复出PN序列。     

非周期性DSSS信号的PN码序列盲估计

非周期性DSSS信号由于在扩频码周期内扩频序列的不可重复性而使其PN码序列盲估计方法和针对常规周期性DSSS信号的估计方法有所不同.文中在已知扩频码周期、码速率和信息码速率等参数,且信息序列使不相关的前提下,提出了最大相关峰脉宽盲同步算法、分段矩阵特征分解序列估计方法和基于最优移位相加特性的信息码剥离算法来完成对非周期性DSSS信号的盲同步和PN码序列盲估计,理论分析和仿真结果表明上述方法具有运算量小、适用范围广、低信噪比条件下鲁棒的优点.     

改进密度峰聚类的walsh码软扩频盲解扩

针对walsh码软扩频信号盲解扩问题,提出一种改进密度峰聚类算法。该算法在已知伪码周期和码片速率的前提下,对接收数据进行分段处理,得到数据矩阵,随后计算数据点的局部密度和距离较高局部密度数据点的最短距离,最后的采用自动确定聚类中心的密度峰聚类算法估计伪码序列规模数和伪码序列。该算法具有在较低信噪比条件下,实现walsh码软扩频信号盲解扩的特点。仿真结果表明,在信噪比较低时,本文算法能够准确估计伪码序列规模数和伪码序列,且时间复杂度较低。      

DSSS／BPSK信号PN码速率的估计

针对低信噪比情况下,对直扩信号PN码速率估计采用延时相乘方法。扩频信号延迟相乘后,频域中在与扩频码速率成正比的位置处出现离散谱线,通过检测该离散谱线的位置即可快速估计出码速率。在延时相乘法基本结构的基础上对算法进行改进,对两种算法进行了仿真,比较延时相乘法的基本结构和改进结构的估计性能。     

一种直扩信号伪码周期及序列的盲估计方法

论述了功率谱二次处理理论和信号子空间分解方法在直接序列扩频(DS/SS)信号的伪码周期估计以及伪码序列盲估计中的应用,提出了利用功率谱二次处理结合信号子空间分解的方法以实现对低信噪比DS/SS信号的完全估计.计算机模拟结果表明,该方法在较低的输入信噪比条件下能良好地工作.     

软判决多步法相关攻击在PN码快速捕获中的应用

针对非协作接收的扩频通信系统,低信噪比情况下长周期且生成多项式抽头数较多的扩频码的快速捕获问题一直是研究的重点和难点。本文借鉴密码学中密钥攻击基本思想,提出一种基于软判决多步法快速相关攻击的长周期扩频码快速捕获新算法。通过将PN序列看成线性分组码,将序列相位捕获看成线性分组码的解码,采用软判决方法进行分步串行译码,充分利用序列本身的软信息,实现低信噪比情况下长周期扩频序列的快速捕获。理论分析和仿真结果表明本文算法与多项式抽头个数无关,具有较好的捕获性能,能够在低信噪比下稳定工作;与硬判决相关攻击方法相比,本文算法大约有3.5dB以上的性能提升。      

一种基于改进残差神经网络的直扩信号感知方法

非合作条件下直扩信号感知问题一直是通信对抗领域研究的热点，传统的感知方法在低信噪比条件下性能下降严重。为有效提升直扩信号感知的性能，提出了一种基于改进残差神经网络的直扩信号感知方法。首先，通过广义互相关算法，快速提取直扩信号的相关峰特性；然后，以残差神经网络为基础，融合注意力机制，建立网络模型，分析识别抽象特征；最后，在仿真的数据集中进行实验验证。结果表明，相较于时域自相关法、卷积神经网络法等，所提方法具备更好的感知效果，能够在信噪比为-16 dB的情形下有效地感知直扩信号。     

BOC信号的伪码周期和组合码盲估计

针对在低信噪比下存在残余频偏的BOC(Binary-Offset-Carrier)调制信号的伪码周期以及组合码(扩频序列和副载波序列的组合)盲估计问题,提出了功率谱二次处理结合矩阵分解的方法。该方法首先对存在残余频偏调制的BOC信号进行二次功率谱运算,所得二次功率谱中会在伪码周期及整数倍出现尖锐的脉冲,通过检测峰值间的距离估计信号的伪码周期,然后对信号采样并按伪码周期分段构成数据向量,计算相关矩阵并进行奇异值分解,最后搜索最大和次大奇异值以及对应的向量估计出组合码序列。仿真分析表明,该方法能够在较大频偏和较低的信噪比下达到较精确的估计性能。相关研究对于从事卫星导航接收机设计的工程技术人员具有一定的参考价值。     

Mobile direct-sequence spread-spectrum underwater acoustic communication based on improved differential energy detector

A Doppler estimation method based on the structural features of spread spectrum signal was proposed,which could achieve real-time Doppler estimation for received spread spectrum signals by energy detecting the result of matching correlation calculation of adjacent received spreading symbols.In addition,this method made full use of the spread spectrum processing gain and could do Doppler estimation under low SNR condition.Improved differential energy detector was further proposed,which can effectively deal with the rapid carrier phase fluctuation interference caused by Doppler effect and time-varying multi-path interference by detecting the output energy of two correlators.Simulation verified the robustness of improved differential energy detector algorithm and the Doppler estimation method based on spread spectrum signal.At-sea data shows that improved differential energy detector combined with the proposed Doppler estimation method can achieve low bit error rate communication for direct-sequence spread spectrum underwater acoustic communication with large time-varying Doppler interference when SNR is ?10 dB.     

基于Simulink的直接序列扩频通信系统仿真设计

以Matlab提供的可视化仿真工具Simulink搭建直接序列扩频通系统仿真模型,利用Simulink对直接序列扩频通系统的发射机模块和接收机模块进行仿真设计,通过传输过程中各个波形和频谱变换图,研究直扩系统误码率、信噪比和扩频增益的关系。在给定的仿真条件下,运行测试仿真模型,结果表明,该系统信噪比较高,性能较好,且在误码率保持不变的情况下,增加直扩通信系统的扩频增益可以增加输出端的信噪比。