CSS和DSSS-Chirp信号特征分析及参数估计方法

摘要

扩展频谱通信是当前无线通信领域中的主流技术手段，其可在低信噪比下完成数据的可靠性传输，并且具有良好的抗截获能力。本文所研究的扩频信号分为两种，第一种为具有较大时宽带宽积的CSS信号，第二种是将信号经过直接序列扩频后，再利用具有较小时宽带宽积的Chirp信号进行调频率调制，此时产生的扩频信号可称为DSSS-Chirp。通过对以上两种扩频信号的非平稳变换处理，分析其在相应变换域中的信号特征，从而为信号重要参数的估计提供相应算法。具体的研究工作及结论如下：
　　首先，介绍了Chirp信号的基本概念，分析了其所特有的脉冲压缩特性，在此基础上分析并给出了CSS和DSSS-Chirp信号的调制解调原理及具体的实现模型，并且在高斯白噪声信道和802.15.4a协议的标准多径信道模型中，对两种扩频技术的误码率性能进行了比较分析。
　　其次，对于CSS和DSSS-Chirp两种非平稳信号，利用循环平稳变换和分数傅里叶变换理论，研究和分析两扩频信号在循环域和分数域下的信号特征。可以得出在循环域中，如果观测时间不大于单个Chirp的符号时长，则两信号的二阶循环统计量所反映出的循环域特征与其频率参数相对应；而当观测时间足够长时，其二阶循环统计量中相邻循环频率取值间隔均为信号的符号速率。
　　最后，利用所分析的CSS和DSSS-Chirp信号在循环域中体现的信号特征，对其主要参数进行估计。对于CSS信号，提出了基于最大峰值搜索的调频率参数估计算法和基于最大峰值搜索的中心频率估计算法，并且结合观测时间取值不同的条件，给出了完整的参数估计算法的选择方案；对于DSSS-Chirp信号，利用其循环自相关函数切片中相邻循环频率的取值间隔，给出了其符号速率或者码片速率的估计算法。通过以上对两扩频信号变换域特征分析，以及参数估计算法的仿真比较，得出了在相同的系统参数条件下，DSSS-Chirp与CSS相比，其具有更好的抗截获性能。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第2章 CSS和DSSS-Chirp通信系统

2.1 Chirp信号理论研究

2.2 CSS通信技术

2.3 DSSS-Chirp通信技术

2.4 本章小结

第3章 CSS和DSSS-Chirp信号特征分析

3.1 循环平稳变换理论

3.2 CSS信号的循环平稳特征分析

3.3 DSSS-Chirp信号的循环平稳特征分析

3.4 CSS和DSSS-Chirp信号分数域特征分析

3.5 本章小结

第4章 CSS和DSSS-Chirp信号参数估计

4.1 CSS信号参数估计

4.2 DSSS-Chirp信号参数估计

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢