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.     

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。     

多用户DS-UWB信号的伪码周期估计*

在单用户直接序列超宽带(DS-UWB)信号的伪码(PN)周期估计的基础上,采用信号功率谱二次处理的方法,实现了多用户DS-UWB信号的PN码周期盲估计。该方法对接收信号的功率谱进行二次谱处理,最后得到的二次谱就会在接收的多用户DS-UWB 信号的PN码周期整数倍处出现一系列的尖峰脉冲,通过检测这些脉冲的间距就可以得到PN码周期的估计。通过理论推导表明了该方法的可行性,利用计算机仿真,验证了多用户DS-UWB信号在PN码周期的整数倍确实存在二次功率谱的脉冲串,这些脉冲串还具有类似高斯脉冲二次功率谱的形状。同     

脉冲噪声下基于循环相关熵的PSK信号码速率估计

针对现有相移键控(PSK)信号码速率估计方法在脉冲噪声下性能退化甚至失效的问题,提出一种循环平稳理论框架下基于相关熵的码速率估计新方法.构造信号的循环相关熵函数,并理论推导给出在二相相移键控(BPSK)信号下的循环相关熵函数.该方法可通过检测PSK信号循环相关熵函数的离散谱线实现码速率估计,不需要噪声的先验信息,且能够直接利用FFT计算信号的循环相关熵函数的延迟切片,实现简单.仿真结果表明,所提出方法能有效抑制脉冲噪声,尤其在强脉冲噪声环境下,具有良好的PSK信号码速率估计性能.     

混沌序列在DS-CDMA中的应用研究

相对于伪随机序列(PN)码,混沌序列码具有较好的自相关和互相关性能,它有望替代PN码在直序扩谱码分多址(DS-CDMA)通讯系统中得到应用,以提高通讯系统的容量及性能。该文通过介绍IS-95CDMA的标准,说明了混沌数字CDMA的兑现原理,并以蔡氏混沌电路为例,分析了混沌序列信号的随机性和相关性及其电路的同步功能。最后,通过计算机数值仿真来进一步验证混沌随机序列在DS-CDMA系统中应用的可能性。     

基于迭代信息传递技术的直扩信号捕获

随着对直扩系统抗干扰性和隐蔽性要求的不断提高,作为扩频码的PN码序列的周期长度也在不断的增长,因此,如何实现长PN码直扩信号的快速捕获成为系统实现的关键问题之一.针对此问题,提出将基于图模型的迭代信息传递算法(IMPA)应用于直扩信号捕获.直扩信号捕获根据接收信号的信道信息直接生成与接收信号序列粗同步的本地伪码序列,改变了传统捕获方法中本地伪码序列的生成方式,大大缩短了信号的捕获时间.详细说明了基于该技术的直扩信号捕获的实现原理和实现方法,并对基于该技术的直扩信号捕获进行了仿真.仿真结果表明该方法能够在低信噪比下实现信号的快速捕获,而且实现的复杂度较低.     

窄带干扰下北斗卫星导航信号性能分析

在介绍近期公布的北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件(interface control document)中B1频点QPSK(quadrature phase shift keying, 正交相移键控)调制信号及测距码构成的基础上, 针对窄带干扰对卫星导航信号性能影响问题, 通过建立卫星导航直接序列扩频通信系统模型, 对窄带干扰下的北斗卫星导航系统解扩处理增益、相关解扩处理变化规律、误码性能以及对导航信号等效载噪比的影响进行了分析和数字仿真。仿真结果表明, 窄带干扰下, 导航信号性能降低程度与干扰实施位置、扩频码特性、调制样式等有关, 导航信号的性能改善需综合考虑干扰特性、扩频特性及调制样式等方面的影响。     

基于多速率内插和最小二乘法的精确同步方法

最小二乘法可以利用PN序列相关曲线的对称性实现对接收端接收到的PN序列的相位精确测量。然而实际应用中无线信道带宽有限,接收端还原出来的PN序列只能在极性上和原来的方波形式保持一致,这样导致了相关曲线的变形,因而限制了最小二乘法的实际测量精度。为了进一步改善最小二乘法的测量精度,引入了多速率处理的方法,在不提高前端AD采样频率的基础上,通过增加鉴相曲线零点附近的鉴相点个数,使所用于拟合直线的点更靠近零点,从而提高系统测量精度。仿真结果表明,经过两倍内插后的方法相比内插前在测量性能上有三倍左右的提高。因此经过多速率处理改进后的方法可以显著提高系统对PN相位的测量性能。     

直扩信号的参数估计

在对直接序列扩频信号的侦察过程中,PN码与信息码的起始时刻估计是实现解扩的关键。为了解决PN码与信息码的起始时刻的参数估计问题,根据直扩信号的基带信号通过累积能量可以达到最大化的原理,提出了运用二维搜索算法对PN码与信息码同步起始时刻的求解问题,并对伪随机码周期内的信息码元个数进行估计。首先从理论上推导了算法的实现过程,再通过计算机仿真验证了算法的可行性。理论分析和计算机仿真结果表明,算法在较低的信噪比条件下能实现对PN码与信息码的起始时刻的参数估计。     

低压电力线载波扩频算法

基于扩频通信技术的低压电力线通信．技术的难点在于接收端捕获码元的准确率的提高,研究直接序列的扩频技术在低压电力线通信中的应用。着重研究接收机的搜捕、载波恢复以及同步算法,提出一种基于查表方法的快速搜捕载波频率和伪码相位的计算方法．此算法是利用PN序列尖锐的自相关特性。通过中频接收信号与本地匹配滤波器的循环相关完成码元捕获。该算法不但能快速地实现对载波和伪码搜捕、同步,而且误差小抗干扰性强,计算量少易于实现。仿真分析和实践验证该改进算法的可行性和有效性,并分析误码率。该算法可以应用于我国现有的低压电力线上实现大容量数据的通信。     

基于软判决的PN码序列多项式估计改进算法

针对现有伪噪声(PN)码序列多项式估计算法容错能力有限的问题,提出一种将统计预处理和软判决求解含错方程相结合的多项式估计改进算法。该算法利用PN码序列的周期特性,通过增加统计预处理环节降低序列的误码率,采用软判决求解含错方程的方法,实现低信噪比条件下PN码序列生成多项式的正确估计。仿真结果表明,改进算法具有较好的容错性能,在信噪比为-9 dB时其估计正确率可达90%以上,且与传统多项式估计算法相比信噪比增益至少为6 dB。     

基于伪码自相关特性与三次样条插值的GPS信号快速捕获算法

提出了一种新的基于伪码自相关特性和三次样条捅值拟合方法的GPS信号快速捕获算法.首先通过低频采样序列依据循环相关法求得C/A码相位粗略值;然后根据C/A码相位粗略值得到用于二次捕获的高频采样部分序列,利用伪码自相关特性求得精确C/A码相位值;最后利用三次样条插值法处理相关谱谱峰及邻近数据以进一步提高C/A码相位的测量精度.仿真结果表明该算法具有精度高、运算量小的优点.     

多径环境下直扩信号PN码捕获性能分析*

针对多径环境下极微弱动态长周期伪码直扩(DS-SS)信号的捕获问题,拓展了单径环境下基于部分相关值与功率谱累积平均相结合的捕获算法,提出了多径环境下直扩信号的伪码捕获算法。该算法通过部分相关,得到了反映多普勒频偏的正弦信号,然后将部分相关值的功率谱累积平均,从而达到在多径环境下检测微弱信号的目的。给出了基于该算法的多径直扩信号模型,分析了该算法在多径环境下的捕获性能,通过计算机仿真验证了多径环境下该算法的可行性,并对比了多径和单径环境下的捕获效果。     

二次调频-伪码调相复合信号的伪码盲估计

针对二次调频-伪码调相复合信号的伪码盲估计难题,提出一种基于三次相位函数和频谱搬移的伪码盲估计算法。首先利用平方法消去伪码和信息码的相位突变,针对平方法带来的噪声恶化问题,采用对三次相位函数累加平均的方法估计二、三阶系数,利用估计的高精度系数重构指数项,对原复合信号进行降阶,再对降阶后的信号取实部可得正弦载波与伪码调相的复合信号,最后采用频谱搬移的方法可恢复出原伪码序列。仿真结果表明,该算法具有可行性,当信噪比大于等于1 dB时,伪码估计的正确率大于0.9,表现出较好的性能。     

高动态非线性调频直扩信号的伪码快捕算法

针对高动态非线性调频直接扩频(NLFM-DSS,nonlinear frequency modulation direct spread spectrum)信号伪码捕获的问题,提出一种基于离散多项式相位变换(DPT)的NLFM-DSS信号伪码快捕算法.首先通过瞬态矩确定信号的阶数,并将信号降阶成带残余频偏的直扩信号.然后采用PMF-FFT与功率谱相结合的方法实现伪码快速捕获.给出了基于该算法的信号模型和理论分析表达式,并通过计算机仿真验证了该方法的可行性,在扩频增益为1023时,利用功率谱非相关累积30次,可在信噪比为-20 dB时捕获到伪码.     

部分相关与功率谱相结合的伪码快捕算法

针对极微弱动态长周期伪码直接序列扩频信号的捕获问题,提出了利用部分相关和功率谱相结合的方法,进行伪码相位延时/多普勒频偏的快速二维并行搜索.通过部分相关,得到反映多普勒频偏的正弦信号,在低信噪比下,通过功率谱累积平均达到检测微弱信号的目的.该捕获方法在捕获到同步长周期伪码的同时,也得到了多普勒频偏值的近似值.给出了基于该算法的信号模型、捕获方案及性能分析,并在此基础上分析了FFT点数、加窗函数及累积次数对捕获性能的影响.在理论分析的前提下,通过计算机仿真验证了该方法有良好的捕获效果.     

基于FPGA的光波毫米波综合通信链路性能判决技术

本文分析了光波毫米波综合通信的特点,实现了其中关键技术之一的链路性能判决。作者分析了该技术的具体方法,即PN码的产生,快速同步以及利用PN码进行信道监测比较。主要介绍了滑动相关法和随动同步法两种PN码同步的方法,并进行分析比较。通过硬件在FPGA中实现了PN码的随动同步,并且对两路信道的误码率进行监测比较,完成了实物的测试。     

低信噪比下的直扩信号检测和多参数估计方法

直扩信号具有较低的功率谱密度,淹没在背景噪声中,信号侦察难度大.根据四阶矩一维切片可以有效地抑制高斯白噪声和充分包含直扩信号的载波、伪码信息这一特性,提出了一种基于四阶矩一维切片的直扩信号检测和多参数估计方法.该方法不需要任何先验信息,不仅能够检测直扩信号,还能同时估计载波频率、伪码周期和伪码速率等参数.仿真结果表明,这种方法可以在低信噪比下工作,具有一定的实用价值.     

基于伪随机码调制的车载激光雷达距离速度同步测量方法

针对双检测器激光雷达系统用于同步测量道路目标距离和速度时存在的成本高、回波利用效率低的问题,提出了一种基于伪随机（PN）码调制的脉冲式多普勒激光雷达结构模型,研究使用单个光外差接收器同步测量目标距离和速度的可行性并通过计算机仿真验证方法的性能。首先,给出激光雷达的系统模型,分析模型在脉冲方式下用于距离和速度测量时存在的问题;然后,讨论通过单个光外差接收器输出的电信号计算目标距离和速度的方法,即计算输出信号与本地调制码的相关函数确定激光飞行时间进而得出目标距离和使用非等间隔采样信号频谱分析方法确定输出信号的多普勒频率进而得出目标的速度;最后通过仿真验证所提出的方法可同时实现目标距离和速度的稳定检测。实验结果表明,在道路环境中该方法可实现目标距离和速度的稳定可靠测量,与直接检测系统相比,测量的灵敏度可提高10 dB以上,且与回波的到达时间、多普勒频率的大小无关。     

一种长伪码DSSS信号的检测方法

直接序列扩频信号具有较低的功率谱密度,信号淹没在背景噪声中,侦查难度较大。针对长伪码直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS）信号伪码周期、码片速率、载频参数检测难题,提出了一种延时相乘多重自相关的综合性检测方法。首先对延时相乘信号进行多重自相关处理,在频域可以检测出信号的码片速率、载频。在此基础上,设置带通滤波器,同样经过多重自相关处理,可以检测出长伪码的周期。此方法不但可以检测出DSSS信号的码片速率、载频,而且可以同时检测出长伪码的周期,并在一定程度上提高了检测的灵敏度。同时对延时相乘信号多重自相关的适用性进行了推导,理论证明检测的效果与多重自相关的次数并不是成正比,即并不是多重自相关的次数越多,检测效果越好。仿真结果验证了其有效性。