基于ML的多径信道下直扩信号PN码和信道的联合盲估计

针对非协作通信下多径信道直接序列扩频信号伪随机(PN,Pseudorandom)码的估计难题,本文在分析信号二阶统计特性的基础上,提出了一种基于最大似然(ML,Maximum Likelihood)的PN码和多径信道联合盲估计的方法.该方法首先建立PN码和信道序列的最大似然数学模型,然后通过交替转换数学模型和使用迭代最小二乘投影(ILSP,Iterative Least Square Projection)算法实现PN码和多径信道的联合估计.为了进一步降低算法复杂度和避免矩阵求逆,本文给出了算法的自适应求解方式.此外,针对低信噪比下信道估计误差引起PN码的估计精度下降的问题,本文提出了一种基于迭代总体最小二乘投影的改进算法.所提算法不受PN码码型限制,并通过仿真实验验证了算法的有效性.     

基于快速OPAST算法的直扩信号PN码序列估计

在直接序列扩频(DSSS)通信对抗系统中,伪码(PN)序列估计是一个重要的研究课题.针对在某些情况下权值向量不收敛的问题,提出了一种基于快速正交投影逼近子空间跟踪(OPAST)算法和滑动窗技术的直扩信号PN码序列估计算法,对非同步接收DSSS信号按照宽窗口分段,利用快速OPAST算法提取主特征向量,滑动窗技术实现码同步.该算法迭代权值向量具有正交性以及良好的收敛性,同时解决了常见相位模糊问题.算法具有较低复杂度,数据存储量少,易于硬件实现与实时处理.仿真结果表明,在-10 dB的较低信噪比背景环境中,该快速OPAST算法可以正确有效地估计出PN码序列.     

采用多相关峰值的PN码频域匹配滤波捕获实现方法

现有的伪噪声(PN)码捕获算法大多是基于相关峰值进行门限判决,而捕获性能依赖于门限实时估计的正确性。针对这种情况,该文提出了一种利用多次PN码相关峰值位置间的相互关系进行判决的算法,避免了对信道噪声的实时估计,并给出了基于频域匹配滤波的实现方法和算法复杂度分析,推导了所提算法的检测概率和虚警概率,并且使用计算机仿真验证了推导结果的正确性;结果表明,所提算法避免了噪声估计的开销,增强了PN码捕获的鲁棒性,提高了捕获性能,适合工程应用。      

一种快速的PN码同步捕获方法

针对直扩系统中长PN码同步捕获速度慢的问题,利用推导的串接短PN码与长PN码具有相似相关性的结论,对直扩系统中PN码同步捕获的并行匹配滤波捕获方法进行改进,得到了简单可行的串并结合捕获方法。然后,结合一个周期内PN码相关值,采用迭代的方式,选取简单、实用的自适应门限,实现了突发通信中PN码的快速同步捕获。采用该自适应门限的捕获方法无需估计噪声,计算量小。仿真实验表明所提方法捕获概率高,抗噪性能强。     

基于奇异值分解的直扩信号伪码序列及信息序列盲估计方法

针对非合作扩频通信中直扩信号伪码序列的盲估计问题,在已知码片速率和伪码周期的前提下,该文提出一种基于奇异值分解的直扩信号伪码序列及信息序列的盲估计方法。该方法对接收信号构成的观测矩阵进行奇异值分解,通过左奇异向量实现伪码序列估计的盲估计。同时,通过右奇异向量可以在信号序列未同步和伪码序列未知的情况下实现信息序列的盲估计。仿真实验结果表明该算法具有精确度高、稳定性高、计算量小和观测时间短等优点。     

基于多输入多级递归软序列估计的PN码捕获算法

为了进一步改进递归软序列估计（RSSE）算法在低信噪比下的PN码捕获性能，文章提出了多输入多级递归软序列估计（MIMS-RSSE）算法。仿真结果显示，与RSSE算法相比，MIMS-RSSE算法在硬件复杂度增加不多的条件下，较显著地降低了系统对输入信噪比的要求。     

同/异步短码DS-CDMA信号伪码序列及信息序列盲估计

针对传统单通道异步直接序列码分多址(DS-CDMA)信号信息序列及伪码序列(PN)难以估计的问题,该文提出一种基于平行因子(PARAFAC)的多通道盲估计方法。该方法首先将信号建模为多通道接收模型,然后将观测数据矩阵等效为平行因子模型,最后使用迭代最小二乘算法对平行因子进行低秩分解,进一步完成对DS-CDMA信号各用户的信息序列及伪码序列进行估计。仿真实验表明,该方法不仅能有效地对同步、异步短码DS-CDMA信号的伪码序列及信息序列进行估计,而且能在通道数为6、信噪比(SNR)为–10 dB的条件下,实现10个用户伪码序列的有效估计。     

一种变系数的m序列产生方法

介绍了对移位寄存器的每一位状态进行加权求和产生m序列的方法.该方法可以在移位寄存器初相不变的情况下仅改变加权系数就能得到不同初相的m序列.文中进一步证明了非零加权系数向量与n级移位寄存器产生的m序列初相具有一一对应关系.该方法简化了多路m序列的生成,实现非常简单,可用于改进扩频通信系统中伪码的捕获电路.     

基于PN序列相关检测的MIMO—OFDM信道估计

鉴于多天线OFDM系统中基于PN序列的信道估计受序列循环互相关性影响较大,提出了基于PN序列互相关消除的迭代相关检测信道估计算法。利用PN序列良好的自相关性迭代预估传播路径,并消除已预估路径对其余路径的非理想相关性影响,预估完毕后利用校正的相关函数更新信道估计值。仿真表明算法估计精度较高．与频域方法相比大大降低了计算复杂度,且无需预知信道先验信息,并能跟踪怏时变衰落信道。     

m序列复合码的一种快速相关算法

在直扩系统中,PN码的快速捕获十分重要。由于m序列的优选对有限,故在实际应用中采用复合码作为PN 码。常用的复合码主要有Gold序列和Kasami小集合序列。本文提出了一种利用快速沃尔什变换(FWT)实现对复合码进行快速相关的算法。这种算法适用于由两个m序列模2加形成的复合码,并原则上可以推广到Kasami大集合序列的捕获上。分析表明,我们提出的算法与传统相关算法相比,降低了算法的时间复杂度。     

智能天线辅助的PN 码同步捕获新方法研究

为有效解决强干扰环境下长PN 码的同步捕获问题,研究了基于自适应滤波器的PN 码同步捕获方法,给出了基于自适应滤波器权矢量范数的同步捕获判决准则,与传统的基于均方误差的判决相比,这种方法可以大幅提高判决的正确概率。在此基础上,研究了智能天线权值与PN 码同步联合捕获算法,并对其性能进行了计算机仿真验证,结果表明这种空时联合的捕获算法可以有效实现低SINR 环境下的长PN 码捕获。     

非衰落信道下基于DMF的伪码捕获性能分析

基于数字匹配滤波器（DMF）的PN码捕获电路具有较快的捕获速度,因此在扩频系统中已得到广泛应用,为了在高斯白噪声环境的非衰落信道下改善DMF捕获性能,对影响捕获性能的虚警概率和检测概率进行了推导和分析,进而计算出了平均捕获时间,最后做出了仿真和分析。     

大频偏条件下PN码捕获改进算法

针对大频偏条件下PN码捕获的问题,提出了一种改进的PN码捕获算法,即基于谱线插值的联合码捕获算法.首先对现有的码捕获技术进行了分析,然后在部分相关值作FFT的码捕获算法的基础上,提出了基于谱线插值的联合码捕获算法.算法的核心思想是对部分相关值作FFT处理,并利用插值公式计算出载波频偏的精确估计值,使得后续的载波跟踪环更有利于载波跟踪.介绍了新的码捕获系统的工作原理,推导了载波频偏估计的插值公式,并将非相干累加技术应用于码捕获系统,从而提高了低信噪比条件下载波频偏估计的精度.最后,通过仿真证明了此算法对现有GPS接收机性能有5dB的改善.     

大多普勒下基于FFT伪码捕获技术研究

在直接序列扩频通信中,伪码的捕获一般是通过相关运算来实现的,对于具有大多普勒频移的直接序列扩频信号,采用传统的伪码捕获方法,捕获时间将会很长,同时运算量也非常大。为了实现伪码的快速捕获,研究了一种基于FFT的伪码并行捕获算法。针对伪码长度不是2的整数次幂和存在数据跳变的问题,提出一种改善方法。计算机仿真结果表明：该方法既能满足FFT快速运算的要求又能消除数据跳变的影响,从而提高了基于FFT的伪码并行捕获性能。     

低信噪比高动态条件下基于FFT的二维平移累加PN码捕获算法

针对低信噪比高动态条件下直接序列扩频（DSSS）系统中PN码捕获的问题,提出了基于FFT 二维平移累 加的PN码捕获算法。首先对现有的PN码捕获技术进行了分析,然后研究了时变的载波频偏与 码频频偏对PN码捕获的影响,在此基础上,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。 算法的基本思想是对相关器输出的相关值在载波频偏不确定度与码相位不确定度同时进行平 移,从而消除相关峰“漂移”现象,增大非相干累加的有效性。给出了采用此算法的捕获系 统结构图,并对关键参数进行了分析。最后,通过仿真表明了该算法对捕获系统有6 dB的改 善。     

基于噪声功率估计的抗窄带干扰接收机自适应PN码捕获技术

在存在强窄带干扰条件下,正确实现伪码捕获是抗干扰接收机的关键技术之一。变换域干扰检测与PN码捕获判决都需要估计接收机背景噪声功率,本文在变换域谱线幅度平方服从指数分布假设下,利用中位数估计理论对存在窄带干扰接收信号的背景噪声功率进行估计,实现干扰检测门限和PN码捕获判决门限的自适应设置。仿真结果表明,文中设计的检测装置可实现强窄带干扰、大动态范围接收机PN码的正确捕获。     

基于部分匹配滤波的伪码捕获方法研究

研究了高斯白噪声环境下部分匹配滤波的伪码捕获方法的性能,推导了该方法的检测概率和虚警概率。基于部分匹配滤波的伪码捕获方法相对于传统的全匹配滤波法,既可减少处理时间,又能节省系统资源。并利用MATLAB工具对不同信噪比环境下的伪码捕获性能进行仿真,结果表明该方法在一定信噪比条件下是实用的。     

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。     

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。      

基于分段相关－视频积累方法的多驻留伪码捕获系统优化设计

针对载波多普勒下的伪码捕获问题,分析了基于分段相关-视频积累方法的多驻留伪码捕获系统的最优性能。推导了正交双通道检测器的检测概率和虚警概率表达式,给出了多驻留系统的捕获时间均值表达式;通过采用遗传算法对系统进行优化设计,增大了系统的多普勒容限,降低了捕获时间;分析了驻留级数、多普勒和载噪比等对捕获系统性能的影响。研究成果可用于指导扩频系统接收机伪码捕获模块的设计。