一种基于自动删除算法的PN码捕获技术研究

针对多径干扰对频率选择性信道下伪码捕获性能的影响,提出了一种基于自动删除算法的PN码捕获方法。该串行相关捕获系统通过一个基于排序数据方差的自动删除单元平均恒虚警检测器来删除参考滑窗中的干扰样本,并且不需要多径干扰数目的先验信息。对系统的平均捕获时间及检测性能进行了计算与仿真,与传统的自适应捕获方法相比,改进后捕获算法的性能得到较大的改善。     

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.     

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。      

长PN码并行捕获技术研究

长PN码的捕获是TDRSS的关键技术之一。特别是码长达到261888的超长码,要求在低信噪比、较短时间内的捕获,一直是一个难题。本文在对PN码的跟踪、PN码捕获的原理进行简述的基础上,给出了一种长PN码并行捕获的设计与实现方案。该方案捕获时间短,抗噪声性能好,便于工程实现。     

DSSS系统PN码捕获的相关峰优化及自适应门限检测

针对直接扩频系统的PN码捕获问题提出了一种基于恒虚警概率自适应门限算法的改进方案。方案通过将相邻两个符号长度内接收信号的相关峰值及平均能量对应相乘构造出新的统计量,并用随噪声能量及信噪比变化的自适应门限代替原有的固定门限判决统计量,以达到提高系统检测性能的目的。理论分析和仿真结果表明,改进方案较原方案的PN码捕获性能有很大的提高。     

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。     

一种PN码自适应捕获门限的改进算法

文献[1]提出了一种用于直扩系统的PN码自适应门限算法。但该文献也指出,此算法对门限总数十分敏感。当门限总数设置不当时,系统的平均捕获时间将显著增加。这限制了该算法在实际中的应用。本文就此提出了改进,给出了算法及电路框图。仿真结果表明,与原方案相比,改进算法改善了对门限总数的敏感性,降低了PN码平均捕获时间。     

一种改进的DSSS系统的码捕获技术

针对低信噪比条件下直接序列扩频(DSSS)系统的码捕获问题,提出了差分非相干累加的PN码捕获技术。研究了差分相干与差分非相干码捕获技术的工作性能,仿真结果表明,差分非相干码捕获技术具有更强的抗载波频偏能力。在此基础上,克服调制数据对码捕获的影响,提出了一种改进的差分非相干码捕获技术,即差分非相干累加的码捕获技术。仿真研究证明了差分非相干累加码捕获技术比差分非相干码捕获技术有4 dB的改善,其更能适应低信噪比条件工作。     

基于分段相关-视频积累方法的伪码串行捕获优化设计

本文主要针对载波多普勒下的伪码捕获问题,研究了基于分段相关-视频积累方法的伪码串行捕获系统的优化设计.通常的优化设计为假设峰值点的伪码相位偏差为0.但对于实际的捕获系统,由于接收到的伪码相位与本地伪码相位关系随机,在串行搜索过程中过门限值的伪码相位残差可能不为0,从而对捕获性能产生影响.本文主要分析伪码相位偏移残差对峰值点的信噪比和检测概率的影响,并给出了最大伪码相位偏移残差下的平均捕获时间表达式.同时基于平均捕获时间最小准则,给出了搜索步进推荐值.对虚警概率指定和未指定两种情况分别进行了优化设计,得到了最优的中频积累和视频积累设计值,该设计值与载噪比、多普勒容限等因素相关.研究成果可用于指导扩频接收机伪码捕获模块的设计.     

基于FPGA的PN码捕获的设计及实现

PN码捕获技术是扩频通信的关键技术之一,针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,伪码相位大范围不确定的搜索,串行捕获需要大量的时间,这对实时性要求高的扩频接收机用户是无法忍受的,并行捕获电路结构比较复杂,实现起来有一定的难度,而且占用大量的资源。文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速滑动相关捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题。文中着重论述了该系统的FPGA实现原理,并且基于FPGA进行开发,调制出了该系统的仿真波形,达到了理想的效果,实际应用中有效地改善了系统的性能。     

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。     

PN code acquisition for DS-CDMA systems employing smart antennas .II

For pt. I see IEEE Trans. Veh. Technol. A smart antenna, i.e., a blind adaptive antenna array, has attracted much attention to improve the capacity of a future code-division multiple-access wireless communications system. It has been demonstrated that there is significant improvement in data demodulation through lab simulations and field experiments by employing a smart antenna of multiple elements. However, only one element is used for the pseudonoise (PN) code acquisition process, which is a coarse PN code synchronization prior to data demodulation. This paper proposes a simple and practical PN code acquisition scheme, which employs all elements in the smart antenna. Also, this paper uses an adaptive threshold for the PN code acquisition. Simulation results demonstrate that the proposed scheme can significantly improve the PN code acquisition performance, e.g., the PN code acquisition time will be half as long by employing five elements rather than the single element at a given bit-energy-to-interference power spectral density ratio.     

基于短波FH/DQPSK系统的FFT同步方案

基于短波FH／DQPSK系统的特点及性能要求,在存在加性高白斯噪声（AWGN）、多径分量、多音分量的情况下,采用短码（PN码）引导长码9混沌跳频码）的同步捕获技术,利用FFT的方法,对捕获概率、检测概率、虚警概率和平均捕获时间进行了理论分析和数值模拟。研究结果表明：当SNR＝6dB、q＝50％、γ＝8dB时,它的平均捕获时间达到了0.06s。显然它适用于短波FH／DQPSK系统。     

PN code acquisition using smart antenna for spread-spectrum wireless communications. I

The smart antenna (a blind adaptive antenna array) has brought much attention to its ability to improve the future code-division multiple-access (CDMA) wireless communications systems. However, Adachi et al. (1998), employed only one out of M elements that are in a smart antenna array during the pseudonoise (PN) code acquisition process due to the difficulty in obtaining the weight coefficients of the smart antenna and PN code acquisition jointly and adaptively. Yet, as the PN code is acquired, all M elements are used by Adachi et al. to improve the signal-to-noise ratio (SNR) at a reverse link. We propose an efficient PN code acquisition scheme where all elements are employed during PN code acquisition. Also, we show that by using all elements, the PN code acquisition time can be shortened by at least 40% for a given signal-to-noise ratio and M=5, compared to the single element case. Furthermore, the power of a random access user signal in the reverse link can be lowered at least 3 dB. The additional computational load and complexity to use the proposed PN code acquisition are insignificant.     

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。     

扩频通信系统中一种改进的快速编码捕捉方法

针对扩频通信系统中传统的滑动相关捕捉法对于较长的刚码序列编码捕捉时间较长的问题，提出了一种改进的编码捕捉方法，该方法采用三条相同支路同时搜索的方式来实现PN码的快速捕捉，不仅不受PN码长度限制，而且电路实现简单，可以有效的降低虚警概率。理论分析和仿真实验均表明：提出的改进方法大大缩短了系统的捕捉时间。     

Serial acquisition performance of single-carrier and multicarrier DS-CDMA over Nakagami-m fading channels

We investigate the issue of pseudo noise (PN) code acquisition in single-carrier and multicarrier (MC) direct-sequence code-division multiple-access (DS-CDMA) systems, when the channel is modeled by frequency-selective Nakagami-m (1960) fading. The PN code acquisition performance of single-carrier and MC DS-CDMA systems is analyzed and compared when communicating over Nakagami-m fading channels under the hypothesis of multiple synchronous states (H/sub 1/ cells) in the uncertainty region of the PN code. In the context of MC DS-CDMA, the code acquisition performance is evaluated, when the correlator outputs of the subcarriers associated with the same phase of the local PN code replica are noncoherently combined by using equal gain combining (EGC) or selection combining (SC) schemes. The performance comparison of the above mentioned schemes shows that the code acquisition performance of the MC DS-CDMA scheme, especially when using the EGC scheme, is more robust, than that of single-carrier DS-CDMA schemes communicating over the multipath Nakagami-m fading channels encountered. However, our code acquisition performance comparison also shows that if the detection threshold was set inappropriately, the performance might be degraded, even if the channel fading becomes less severe.