基于迭代消息传递算法的PN码快速捕获方法研究

摘要

本文研究了一种新的扩频通信PN码快速捕获方法，即基于迭代消息传递算法(IMPA)的PN码快速捕获法。 首先，详细分析了串行捕获方法和串并组合捕获方法这两种典型的PN码捕获法。串行捕获利用一个相关通道，在伪码的每一相位上进行顺序搜索来决定本地序列是否与接收伪码序列处于同步。显然串行捕获硬件开支小，但捕获时间长。串行捕获对每一个伪码相位实施滑动搜索，可工作在较低的信噪比环境下；串并组合捕获方法的硬件设备比串行捕获复杂，捕获速度较快。给出这两种捕获方法的检测概率，虚警概率，平均捕获时间随归一化门限和信噪比变化而改变的性能曲线。 然后，详细介绍了IMPA算法的原理，包括因子图理论，基于因子图上的消息传递理论，为从理论上理解IMPA打下基础。 给出基于IMPA的伪码快速捕获方法的原理与实现流程图，并给出了该捕获算法关键部分的实现程序，同时用C语言实现了一个模拟的扩频系统，来对新的捕获算法了进行仿真，得到了基于IMPA的伪码快速捕获方法的关键性能参数的数值。通过对IMPA算法的计算机仿真，证明了该算法在某些方面相对串并组合捕获方法的优越性。

目录

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声明

第1章绪论

1.1选题意义与背景

1.1.1扩频技术的优点

1.1.2强天波干扰的抵消

1.2国内外关于PN码捕获方法研究概况

1.3基于迭代消息传递算法(IMPA)的伪码快速捕获方法

1.4论文主要研究内容

第2章典型PN码捕获方法性能分析

2.1扩频系统伪随机序列

2.1.1 m序列

2.1.2 Gold序列

2.2串行捕获系统

2.2.1平均捕获时间

2.2.2高斯信道中电路捕获性能分析与仿真

2.3串并组合捕获系统

2.3.1平均捕获时间

2.3.2高斯信道中电路捕获性能分析与仿真

2.4匹配滤波器捕获方法

2.5发射参考信号捕获方法

2.6顺序估计捕获方法

2.7本章小结

第3章因子图(Factor Graph)

3.1因子图理论在数学上的分析

3.2正规图

3.3本章小结

第4章消息传递算法(MPA)

4.1概率知识

4.1.1划分、全概率公式、Bayes法则和马尔可夫链

4.1.2内在概率、外概率和后验概率

4.2关于软判决译码和消息传递的几个例子

4.2.1硬币的概率问题

4.2.2士兵报数问题

4.3基于正规图模型的消息传递

4.3.1单节点情形

4.3.2双节点情形

4.4本章小结

第5章基于IMPA的PN码捕获法及其性能仿真

5.1 IMPA的算法结构

5.1.1 m序列在LFSR上的表示

5.1.2 m序列在因子图上的表示

5.2基于IMPA的PN码捕获算法流程

5.3高斯信道中算法捕获性能分析与仿真

5.3.1高斯信道中的仿真模型

5.3.2基于IMPA的PN码捕获算法的程序实现

5.3.3仿真结果及分析

5.4算法的意义

5.5本章小结

结论

参考文献

致谢