WCDMA上行鏈路基帶信號的檢測與估計(jì).pdf

1、WCDMA信號是寬帶碼分多址信號，它屬于直接序列擴(kuò)頻(DSSS)信號的一種，具有隱蔽性好、抗干擾、抗多址、反偵察能力強(qiáng)、截獲概率低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在民用通信、軍事通信、商業(yè)通信等各種通信環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。為了能夠在非協(xié)作情況下更好的捕捉到有用的信號，則需要對接收信號的擴(kuò)頻碼周期與擴(kuò)頻碼序列等細(xì)微特征進(jìn)行有效的檢測與估計(jì)。
　　 直接序列擴(kuò)頻信號的周期參數(shù)和特征偽碼序列估計(jì)算法已經(jīng)形成了較為完善的理論體系，但是現(xiàn)有的大多方法都是

2、針對基帶短碼直擴(kuò)信號來進(jìn)行研究的，并沒有對其在特定的信號系統(tǒng)中進(jìn)行檢測與估計(jì)。而在實(shí)際的復(fù)雜擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中如WCDMA系統(tǒng)，特別是在非協(xié)作通信環(huán)境下，偵察并識別出對方的擴(kuò)頻信號、估計(jì)擴(kuò)頻信號參數(shù)與偽碼序列等就顯得尤為重要。
　　 本文針對在低信噪比條件下的WCDMA上行鏈路信號擴(kuò)頻碼周期參數(shù)和特征偽碼序列估計(jì)問題主要做了如下工作:
　　 (1)介紹了WCDMA信號基本原理，并對WCDMA信號檢測與估計(jì)在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行

3、了歸納總結(jié)，同時(shí)指出了本文的重點(diǎn)研究對象是WCDMA信號的正交可變擴(kuò)頻(OVSF)碼序列。建立了符合3GPP規(guī)定的WCDMA上行鏈路物理層信號模型，并對其進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　 (2)針對低信噪比下WCDMA信號檢測與OVSF碼周期盲估計(jì)的難題，研究了四階累積量和二次功率譜對WCDMA信號檢測和OVSF碼周期估計(jì)的算法。該算法首先通過四階累積量對高斯白噪聲具有抑制的作用，利用四階累積量對WCDMA信號進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到WCDMA信號

4、后;接著對WCDMA信號進(jìn)行一次功率譜運(yùn)算，然后把功率譜作為輸入，再對其作第二次功率譜運(yùn)算，通過檢測尖銳脈沖間的譜峰距離就可以估計(jì)出OVSF碼的周期。該算法在較低輸入信噪比的條件下能準(zhǔn)確的檢測到WCDMA信號和OVSF碼的周期，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該算法的有效性。
　　 (3)針對低信噪比下WCDMA信號擴(kuò)頻碼即OVSF碼盲估計(jì)的難題，研究了一種利用WCDMA信號的相關(guān)矩陣?yán)奂悠骄推淦娈愔捣纸鈱VSF碼進(jìn)行估計(jì)的算法。該算法首先將

5、接收到的WCDMA信號以一隨機(jī)確定值為起點(diǎn)進(jìn)行周期分段，將數(shù)據(jù)形成多個(gè)連續(xù)觀察向量;接著求其相關(guān)矩陣并累加平均;最后對累加平均后的相關(guān)矩陣進(jìn)行奇異值分解，可以由相關(guān)矩陣的主特征向量估計(jì)出WCDMA信號的OVSF碼序列，從而對接收的信號進(jìn)行解擴(kuò)處理。并且在不同步時(shí)還可對其失步點(diǎn)進(jìn)行估計(jì)，從而保證了接收信號的同步性。該算法計(jì)算量較小，能夠在較低信噪比條件下恢復(fù)出原OVSF碼序列。
　　 (4)針對存在殘余頻偏調(diào)制下WCDMA的OVS

6、F碼序列盲估計(jì)的難題，研究了一種利用滑動(dòng)匹配與功率譜相結(jié)合來估計(jì)OVSF碼序列的算法。該算法首先利用WCDMA信號的譜范數(shù)來估計(jì)出同步偏移，算法不需要更多假定限制;接著根據(jù)同步偏移的大小來截取一整周期的信息序列，利用OVSF碼序列自身高度的相關(guān)性，當(dāng)接收的OVSF碼序列同本地的OVSF碼序列完全匹配上時(shí)，會(huì)有反映信號的殘留載波或直流成分出現(xiàn);再對其取功率譜，則會(huì)在該功率譜某一頻率上出現(xiàn)尖銳的譜峰，通過檢測功率譜的幅度與位置就可以估計(jì)出原

7、OVSF碼序列。該算法具有良好的檢測效果，并且能夠有效克服殘余頻偏對OVSF碼序列估計(jì)的影響。
　　 本文研究了干擾環(huán)境中WCDMA上行鏈路基帶信號周期參數(shù)和特征偽碼序列的盲估計(jì)算法，并通過MATLAB模擬仿真實(shí)驗(yàn)的各種算法。通過算法的理論分析和模擬仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了本文的算法能在信噪比比較低的條件下，對WCDMA基帶信號擴(kuò)頻碼的周期參數(shù)和特征偽碼序列進(jìn)行準(zhǔn)確的盲估計(jì)。因此本文中的算法對WCDMA信號的檢測與估計(jì)具有較好的實(shí)用價(jià)值