非协作直扩通信系统盲解扩与盲解调技术研究

摘要

直扩信号一直是通信对抗领域的重点研究对象，近几十年来重点研究方向主要是直扩信号参数估计，例如码片速率估计、伪码周期估计、载频估计以及伪随机序列估计等，但是现有的研究基础大都是建立在信号已经过解调，而后将信号建模在基带上，而实际情况是直扩信号需要先进行伪码解扩提高信噪比后再进行解调，由此引出本文研究的重点和难点。本文讨论的对象是短码直扩信号，研究的是中频直扩信号，主要内容如下:
　　首先，介绍了信号调制的基本原理，分别就常见的7种调制信号(AM、FM、2ASK、4ASK、2FSK、4FSK、2PSK)建立数学模型，分析信号时域频域内的特点。紧接着分析了信号调制方式识别原理，根据信号瞬时幅度，瞬时相位，瞬时频率之间的差异构造区分信号的6种特征参数。然后基于此特征参数建立了信号调制识别决策树模型，仿真分析了常见5种调制信号的识别率。
　　其次，以最常见的m序列作为典型对象分析了伪随机码的自相关特性，然后以此为依据分析了基于延迟相关累计算法的伪码周期估计方法。接着介绍了信号的特征分解理论，以此为依据分析了基于信号子空间分解算法的码序列盲估计算法。将接收到的中频短码直扩信号按照估计的伪码周期进行两倍周期分段，组成接收信号矩阵，构造信号协方差矩阵，对矩阵进行特征分解，寻找最大特征值对应的特征向量。以估计的伪码周期为窗对特征向量进行最大2范数搜索，最大2范数对应的起点位置，即为估计的伪码同步点，搜索得到的周期长度特征向量即为带载波的中频伪码波形。按照估计得到的伪码波形以及伪码同步点，对原直扩序列进行同步解扩、低通滤波、抽样判决、最终实现了直扩序列信息码提取。
　　最后，分析了通用通信信号处理平台的常见结构，以DSP+FPGA为基础，编写了信号调制识别的硬件算法程序和伪码周期估计硬件算法，以CCS3.3+ISE14.7为软件编程基础经过ModelSim和ChipScope仿真、调试并实现了本文中信号调制识别和伪随机序列周期估计算法。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景以及意义

1．2相关技术以及研究现状

1．3课题研究的主要内容和成果

1．4论文结构安排

第2章直扩信号调制识别

2．1通信信号调制原理

2．1．1模拟调制原理

2．1．2数字调制原理

2．2调制识别原理

2．2．1调制信号瞬时信息估计方法

2．2．2相位转换

2．2．3其他参数估计

2．3特征参数

2．4决策树分类过程

2．5性能仿真

2．6本章小结

第3章直扩系统盲解扩盲解调

3．1直接序列扩频通信原理

3．2伪随机码编码与m序列

3．2．1伪随机编码理论

3．2．2 m序列信号特点

3．3基于延迟相关算法的伪码周期估计

3．4含载波伪码波形及伪码同步点估计

3．4．1信号矩阵的特征分解

3．4．2直扩信号的特征分解

3．5直扩信号的盲解扩盲解调

3．6性能仿真

3．7本章小结

第4章调制方式识别及扩频码周期估计硬件实现

4．1通信信号处理平台硬件特点

4．1．1 TMS320C6713BDSP结构特点

4．1．2 Xilinx XC5VSX50T FPGA结构特点

4．2硬件平台结构

4．2．1系统电源模块

4．2．2系统时钟模块

4．2．3 DSP系统模块

4．2．4 FPGA系统模块

4．3硬件功能测试

4．3．1 ModelSim功能性仿真测试

4．3．2 AD数据采集验证

4．3．3 FPGA和DSP数据传输验证

4．4软件功能测试

4．5硬件仿真结果

4．5．1信号调制样式识别结果

4．5．2真扩信号伪码周期估计结果

4．6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士期间所发表的论文和取得的科研成果

致谢