DSSS信号码序列恢复方法研究

论文摘要

扩频通信作为新型的通信方式,以其低工作信噪比、强抗干扰性、低截获概率、能够抑制多径效应等优点,在军事和民用通信领域均得到广泛应用。本文以直接序列扩频(DS/SS)通信为背景,研究DS/SS信号中扩频PN(Pseudo Noise)码序列的恢复算法。总的说来,码序列恢复在直扩通信研究的三部分内容(盲检测、参数盲估计和扩频码盲恢复)中,处于最后也是最关键的环节,扩频码序列的恢复直接影响整个扩频信号侦收系统的性能指标,因而对恢复DS/SS信号扩频PN码序列的研究就具有迫切性和重要意义。本文总结了DS/SS信号码序列恢复算法的发展历程和研究现状,概括了码序列恢复的基本理论和经典算法,对传统算法做了相应的改进,完成了一系列基本的实验仿真和性能分析,比较总结了不同算法之间的关系。本文的核心工作和创新点主要体现在以下几个方面:1、系统地分析了现有的扩频码序列恢复算法,介绍了系统模型,详细分析了基于主特征向量的码序列恢复原理。研究了信息码的恢复原理,并通过一系列计算机仿真实验考察了PN码序列对恢复信息码的性能影响。2、对典型的改进滑动窗同步算法和子空间跟踪恢复算法进行了理论分析和算法研究,在同步和非同步两种信号模型下,通过大量仿真实验验证了算法性能。3、改进了典型的码序列恢复算法,针对周期较长的PN码序列分段进行码同步和码序列恢复,在不明显降低码序列恢复的相关性和平均收敛速度的情况下,大大降低了恢复算法的运算量和复杂度。结合计算机仿真实验的结果,分析了改进恢复算法的性能,评价了该算法的优缺点。4、研究了基于广义能量函数的码序列恢复算法。该算法能以较高精度全局稳定地收敛到期望的主特征向量,且将同步和恢复融合到同一个运算过程中。计算机仿真表明,该算法在收敛速度、准确率和相关性等方面均优于子空间跟踪算法。5、在总结已有算法的基础上,对多种恢复算法进行了性能比对仿真实验;根据实验数据比较总结了各种算法之间的关系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 概述
• 1.2 直接序列扩频通信原理
• 1.3 直扩信号扩频码序列的恢复及其发展现状
• 1.3.1 直扩信号扩频码序列的恢复
• 1.3.2 直扩信号码序列恢复的发展现状
• 1.4 本文的主要工作和内容安排
• 第二章 DS/SS 信号模型
• 2.1 概述
• 2.2 DS/SS 基带信号模型
• 2.2.1 同步DS/SS 基带信号模型
• 2.2.2 非同步DS/SS 基带信号模型
• 2.3 系统模型
• 2.4 基于特征分解的DS/SS 信号码序列恢复
• 2.4.1 DS/SS 信号的特征分解
• 2.4.2 基于特征分解的DS/SS 信号码序列恢复原理
• 2.5 信息码的恢复
• 2.5.1 信息码的恢复原理
• 2.5.2 信息码恢复的计算机仿真
• 2.6 系统的主要技术指标R（ ∞） 和性能参数
• 2.7 小结
• 第三章 基于投影逼近子空间的码序列恢复算法
• 3.1 概述
• 3.2 码序列同步算法
• 3.2.1 改进滑窗法
• 3.2.2 盲同步方法计算机仿真和分析
• 3.3 基于子空间跟踪的PN 码序列恢复算法
• 3.3.1 投影逼近子空间跟踪原理
• 3.3.2 基于投影逼近子空间跟踪的码序列恢复算法推导
• 3.3.3 基于投影逼近子空间跟踪的码序列恢复算法
• 3.4 基于投影逼近子空间跟踪的码序列恢复算法仿真及分析
• 3.4.1 基于子空间跟踪的码序列恢复算法仿真
• 3.4.2 码序列恢复的性能分析
• 3.5 小结
• 第四章 改进的码序列恢复算法
• 4.1 概述
• 4.2 改进码序列恢复算法
• 4.2.1 信号模型及基本原理
• 4.2.2 改进算法原理
• 4.2.3 长码序列的分段恢复方法
• 4.3 改进码序列恢复算法的计算机仿真
• 4.4 改进码序列恢复算法的性能分析
• 4.5 小结
• 第五章 基于广义能量函数的码序列恢复算法
• 5.1 概述
• 5.2 广义能量函数
• 5.2.1 递归最小二乘算法模型
• 5.2.2 广义能量函数
• 5.3 广义能量函数的学习算法推导
• 5.4 基于广义能量函数的码序列恢复算法
• 5.4.1 信号同步的情况
• 5.4.2 信号非同步的情况
• 5.5 基于广义能量函数的码序列恢复算法仿真
• 5.6 基于广义能量函数的码序列恢复算法的性能分析
• 5.7 广义能量函数与投影逼近子空间跟踪算法的性能比较
• 5.8 小结
• 第六章 码序列恢复算法的性能比较
• 6.1 概述
• 6.2 码序列恢复算法性能比较
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的研究成果