復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的參數(shù)與偽碼估計(jì)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)據(jù)傳輸朝著可靠和快速的方向發(fā)展。對(duì)于無(wú)線傳輸方式而言，傳統(tǒng)的窄帶傳輸在抗干擾性、保密性和可靠性等方面表現(xiàn)出不足，擴(kuò)頻通信技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生，直擴(kuò)通信作為一種最常用的擴(kuò)頻通信方式，廣泛應(yīng)用于軍事、民用和商業(yè)領(lǐng)域中。近些年，隨著通信環(huán)境的日益復(fù)雜化，直擴(kuò)通信對(duì)安全性和抗干擾性提出了更高的要求，這就促使新型直擴(kuò)信號(hào)的產(chǎn)生。復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)作為一種新型的直擴(kuò)信號(hào)類型，具有比常規(guī)直擴(kuò)信號(hào)更好的抗干擾性和更好的保密性等優(yōu)點(diǎn)，

2、是未來(lái)擴(kuò)頻通信的發(fā)展趨勢(shì)之一。因此，在非合作的通信環(huán)境下，對(duì)復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的特征參數(shù)和特征波形進(jìn)行盲估計(jì)是亟待解決的問(wèn)題。
　　 目前，針對(duì)常規(guī)直擴(kuò)信號(hào)的盲估計(jì)，研究方法比較成熟，且形成了完整的理論分析框架。而復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)由于參數(shù)多且隱蔽，現(xiàn)有的方法很難有效估計(jì)其特征參數(shù)與特征波形，因此該類復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的參數(shù)與偽碼盲估計(jì)是一項(xiàng)難題，需要對(duì)其進(jìn)行深入研究。
　　 本文主要針對(duì)復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的參數(shù)與偽碼盲估計(jì)問(wèn)題

3、做了如下工作:
　　 (1)建立了幾種復(fù)雜調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的模型，其中包括線性調(diào)頻-偽碼調(diào)相(LFM-PRBC)復(fù)合信號(hào)、二次調(diào)頻-偽碼調(diào)相(QFM-PRBC)復(fù)合信號(hào)和二進(jìn)制偏移載波(BOC)調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)，同時(shí)分別分析了各信號(hào)的時(shí)域波形及特點(diǎn)。
　　 (2)針對(duì)LFM-PRBC復(fù)合信號(hào)的偽碼盲估計(jì)難題，研究了基于離散多項(xiàng)式相位變換和頻譜搬移估計(jì)偽碼序列的算法。首先利用離散多項(xiàng)式相位變換精確估計(jì)出信號(hào)的調(diào)頻斜率，并將其構(gòu)成指

4、數(shù)項(xiàng)對(duì)原復(fù)合信號(hào)降階，接著對(duì)降階后的信號(hào)取實(shí)部可得正弦波與偽碼調(diào)相的復(fù)合信號(hào)，最后采用頻譜搬移的方法可恢復(fù)出該信號(hào)的偽碼序列，同時(shí)分析了算法的計(jì)算復(fù)雜度。該算法可抑制殘余頻偏的影響且計(jì)算量較小，仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性，并與其他算法進(jìn)行了性能對(duì)比。
　　 (3)針對(duì)QFM-PRBC復(fù)合信號(hào)的偽碼盲估計(jì)難題，研究了基于三次相位函數(shù)和頻譜搬移估計(jì)偽碼序列的算法。由于實(shí)際中接收信號(hào)位置的隨機(jī)性，首先采用滑動(dòng)平均互相關(guān)法估計(jì)接收信號(hào)的正確

5、起始位置，將信號(hào)恢復(fù)成以正確起始位置為起點(diǎn)的數(shù)據(jù)，接著根據(jù)二次調(diào)頻信號(hào)的特點(diǎn)，采用三次相位函數(shù)估計(jì)二、三階系數(shù)，利用估計(jì)的高精度系數(shù)重構(gòu)指數(shù)項(xiàng)對(duì)原信號(hào)進(jìn)行降階，再對(duì)降階后的信號(hào)取實(shí)部可得正弦波和偽碼調(diào)相的復(fù)合信號(hào)，最后通過(guò)頻譜搬移的方法可估計(jì)出偽碼序列，同時(shí)分析了算法的計(jì)算復(fù)雜度。該算法可較準(zhǔn)確地估計(jì)出偽碼序列，且計(jì)算量較小。
　　 (4)針對(duì)帶有殘余頻偏的基帶BOC直擴(kuò)信號(hào)的偽碼周期盲估計(jì)難題，研究了拓展的二次譜方法以解決該信

6、號(hào)偽碼周期盲估計(jì)的問(wèn)題。首先利用平方倍頻法估計(jì) BOC調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的載頻，接著對(duì)解調(diào)后的帶有殘余頻偏的基帶BOC直擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行二次譜分析，最后根據(jù)尖峰之間的間隔可估計(jì)出偽碼周期。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明該算法可在較低信噪比下有效估計(jì)出該信號(hào)的偽碼周期，且不受殘余頻偏的影響。
　　 (5)針對(duì)BOC調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的參數(shù)盲估計(jì)問(wèn)題，引入譜相關(guān)的方法實(shí)現(xiàn)了載頻、偽碼速率和副載波速率的估計(jì)。首先分析了基帶BOC直擴(kuò)信號(hào)的譜相關(guān)函數(shù)，在此基礎(chǔ)上

7、利用線性周期時(shí)變變換的特性推導(dǎo)出BOC調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的譜相關(guān)函數(shù)，最后根據(jù)循環(huán)頻率切面的特點(diǎn)得出利用信號(hào)譜冗余特性估計(jì)載頻、偽碼速率和副載波速率的算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明BOC調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)具有循環(huán)平穩(wěn)性，且在較低信噪比下可準(zhǔn)確估計(jì)出上述參數(shù)，并與其他算法進(jìn)行了性能對(duì)比。
　　 綜上所述，本文實(shí)現(xiàn)了LFM-PRBC和QFM-PRBC復(fù)合信號(hào)的偽碼盲估計(jì)，以及BOC調(diào)制直擴(kuò)信號(hào)的參數(shù)盲估計(jì)，并在MATLAB軟件上對(duì)所提算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。理