扩频谱相关自适应滤波技术的研究

被高速伪随机码调制的扩频信号,其伪随机码是具有随机编码信号特征的周期信号。所以,扩频信号应被建模为周期信号(循环平稳信号)。循环平稳信号与其信号的频移副本之间具有很强的谱相关性,充分利用这种谱相关性可以实现对窄带和宽带干扰的抑制。基于循环平稳理论和自适应滤波理论,提出了一种基于改进的LMS算法的扩频信号谱相关自适应滤波技术。这种变步长的谱相关自适应LMS滤波器能实现对窄带和宽带干扰的抑制,仿真结果证明了其有效性。     

一种针对短码、周期长码直扩信号扩频序列盲估计方法

提出一种新的针对短码和周期长码直接序列扩频(DSSS,Direct Sequence Spread-Spectrum) 信号的扩频序列盲估计方法。将周期长码DSSS信号建模为多用户短码DSSS信号系统,根据接收信号相关矩阵最大特征值个数,判断一个PN周期内调制信息符号个数,依此盲估计信息速率,同时形成分段相关矩阵矢量。利用改进二阶统计盲辨识（SOBI,Second Order Blind Identification）算法盲估计多用户分段DSSS的PN序列,根据特定约束条件(如m序列、Gold序列)去分段相位模糊,最终形成周期长码PN序列。仿真结果表明该算法的有效性,且适应较低信噪比。     

基于谱相关的直接序列扩谱信号检测

直接序列扩谱信号是典型的低截获概率信号,由于其统计特性接近于噪声,通常的谱分析方法很难实现检测。由信号产生原理可以发现,直接序列扩谱信号中同时隐含了符号与码元的周期性,具有二阶循环平稳性,利用谱相关分析方法,能够在信号的循环频率处生成谱线,将信号从噪声背景中检测出来,并同时估计码元速率和符号速率。通过仿真实验,验证了该方法在低信噪比下的有效性。     

多径效应对直扩信号扩频序列估计的性能影响分析

研究多径对直扩(DSSS)信号扩频序列估计性能的影响。首先建立多径条件下的直扩信号传输模型,然后采用基于特征结构分析的方法估计DSSS信号的扩频序列,最后通过仿真验证多径条件下基于特征结构分析算法估计扩频序列的有效性。     

一种用于卫星侦察的直扩信号参数估计方法

针对卫星通信侦察过程中,信号参数未知的特点,提出了一种直接序列扩频(DS-SS)信号的参数估计算法.首先利用直扩信号中PN序列调制信息码的循环平稳特性,采用循环自相关函数对PN码周期进行估计,再利用相关特性估计出信息码与PN码的同步调制起始点,进行伪码序列的识别.计算机仿真实验验证了该方法的有效性,在极低信噪比条件下可以得到准确的伪码序列估计.     

基于周期谱相关的扩频信号时差估计

周期谱相关时差估计法具有较强的抑制噪声和干扰的能力,适应于低信噪比的情况,但其抗噪声和干扰能力完全在于循环频率的选择.提出了运用周期谱特性选择扩频信号循环频率的方法,大大降低了谱相关时差估计算法的计算量.仿真结果表明,该方法是切实可行的.     

多相正交序列用于扩频通信系统的研究

基于Sueh iro提出的一种多相正交序列构造方法,分析此多相正交序列的自相关和互相关特性。提出一种可转换为用于实际系统的多相扩频信号。理论证明该多相扩频信号具有优于原序列的自相关和互相关特性,并给出基于此信号的MC DSSS扩频通信系统模型。对系统进行了仿真,仿真结果表明,采用多相正交序列比采用WALSH码序列误码率性能略优。为多相正交序列在实际系统的应用拓展了道路。     

长椭圆球波函数在卫星导航中的应用研究

卫星导航信号的码片波形是影响系统跟踪精度和抗多径干扰性能的重要因素。首次提出将时域上集中分布同时在频域上能量聚集性最佳的长椭球波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions,PSWF)作为导航信号码片波形,并对比分析了相同码速率和带宽限制下的PSWF码片波形和二进制偏移载波(Binary Offset Carrier,BOC)调制码片波形的跟踪和抗多径性能。结果表明:在合适的带宽范围内,PSWF码片波形具有和带限BOC调制码片波形结构相似的相关函数和功率谱密度;PSWF码片波形在跟踪精度和抗多径干扰方面整体上优于带限BOC调制码片波形。综合分析,PSWF码片波形具备较好的导航性能,可作为我国卫星导航信号波形设计的一种新选择。     

基于谱相关函数-Wigner-Ville谱的轴承分布故障信号分析

针对包络解调技术不能有效提取滚动轴承中分布故障特征的问题,利用轴承分布故障振动信号的二阶循环平稳特性,研究了基于谱相关函数的Wigner-Ville谱的时频特征提取方法。与直接Wigner-Ville分布方法和匹配追踪时频分布方法不具备降噪功能不同,对含噪声的循环平稳信号,先用长数据序列计算得到谱相关函数,可通过计算中的多次平均显著削弱信号中噪声成分,再对谱相关函数作关于循环频率的逆傅里叶变换,得到的Wigner-Ville时频分布计算结果可有效降低噪声的干扰。对有轴承分布故障的振动信号,用滤波器去除一阶循环平稳成分,用获得的基于谱相关函数的Wigner-Ville时频谱消除平稳随机噪声的影响,能有效提取轴承分布故障的二阶循环平稳特征。仿真分析表明:所提方法能有效直观提取轴承分布故障,而普通Winger-Ville时频分布易受噪声影响,包络谱分析结果无法明确轴承分布故障特征。实验结果验证了所提时频算法提取齿轮箱轴承分布故障特征的有效性,而信号包络谱、平滑伪Wigner-Ville时频分布均无法有效提取该特征。     

扩频码和数据速率选择对导航系统兼容性的影响

针对导航系统干扰计算以导航信号码片功率谱代替导航信号功率谱分析导航系统干扰大小,文章分析了数据速率、码速率和码长对导航信号功率谱的影响,提出了数据速率大于或等于码速率除码长时,可用码片功率谱代替信号功率谱：同时以CA码为例分析了真实码与替代码对系统内的干扰偏差。     

基于Simulink的直接序列扩频通信系统的仿真

卫星通信系统测试扩频信号源需具备自检功能。文章利用MATLAB的可视化工具箱Simulink建立了直扩通信系统的仿真模型,为扩频信号源自检程序设计提供参考。采用滑动相关捕获算法、单△值非相干延迟锁定伪码跟踪环,实现了伪码同步。仿真结果表明,该系统可无误码地恢复发端原始信息。     

相干BPSK调制方式的混合DS-SFH系统误码率分析

对跳频 (FH)方式威胁最大的干扰为部分频带噪声干扰 ,而兼具直扩和跳频两种扩频方式优势的混合 DS- SFH(DS- Slow FH:直扩 -慢跳频 )扩频方式体制则可以有效地减少部分频带干扰对跳频系统链路性能的影响。文中分析了相干 BPSK调制方式下混合 DS- SFH系统的抗干扰性能     

平衡GOLD码发生器的DSP实现

GOLD码发生器广泛应用于CDMA码分多址系统.其主要用途是产生具有良好相关特性的码序列.调制技术可以应用在一个多用户CDMA系统中的各种形式的扩频技术中.最流行的是直接序列扩频技术.本文对广泛用于扩频通信的m序列及其复合序列平衡GOLD码进行了深入研究,并实现了一种基于DSP的平衡GOLD码发生器.     

平衡GOLD码发生器的DSP实现

GOLD码发生器广泛应用于CDMA码分多址系统。其主要用途是产生具有良好相关特性的码序列。调制技术可以应用在一个多用户CDMA系统中的各种形式的扩频技术中。最流行的是直接序列扩频技术。本文对广泛用于扩频通信的m序列及其复合序列平衡GOLD码进行了深入研究,并实现了一种基于DSP的平衡GOLD码发生器。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

基于FFT的伪码快速捕获算法研究

扩频通信系统对信号捕获性能的要求不断提高,文中研究一种基于FFT的伪码快速捕获算法。应用易于硬件实现的基2-FFT算法。为了得到2~N长序列。讨论补零、线性内插、邻近取值、sinc函数内插四种重采样方法,分析比较他们在捕获过程中时相关峰值计算结果的影响。其中sinc函数内插法可以得到最好的捕获效果。针对微弱和高比特率信号,详细介绍并分析一种多数据住相关值整合算法。仿真证明这种捕获算法可以提高微弱信号的检测性能。     

直接序列扩谱通信中的窄带干扰抑制

对直接序列扩谱信号预处理可以大幅度提高扩谱通信系统抗窄带干扰的能力。近年来对这方面的研究，从线性处理方法到非线性处理方法，到多用户检测方法；从简单自适应，到盲信号处理等，出现了许多好的思路，并一步步改善了扩谱系统抗多种窄带干扰的能力。文章综述了这方面的研究成果，对各种方法进行了分析和评价，重点讨论非线性方法以及码辅助方法，其中，非线性方法讨论的重点是基于隐马尔可夫链的非线性处理方法。     

扩频通信系统中窄带干扰抑制技术的研究

提出一种基于小波包变换抑制窄带干扰的简化方法,利用直接序列扩频信号的功率谱密度分布特点和能量聚集度准则,快速、有效地跟踪输入信号频谱的变化,从而对扩频信号中的干扰进行快速定位;通过自适应改变权系数的方法实现对强、弱窄带干扰的分别抑制。仿真结果表明,这种自适应干扰抑制法既可以有效地清除快速时变的强窄带干扰,又可在处理其他类型干扰时避免或减小有用信息的损失,从而大大提高了直接序列扩频系统在复杂干扰情况下的抗干扰性能。