直接序列/跳频混合扩频信号检测与参数估计方法研究

摘要

直接序列/跳频(DS/FH)混合扩频通信作为一种先进的通信体制，集合了直扩和跳频通信的优点，具有多址接入、低截获特性和较强的抗干扰能力，因此在现代军事通信、卫星通信、移动通信、指挥控制通信和情报(C<'3>I)系统中得到了广泛的应用。 在电子侦察中，我们需要对这种非合作弱通信信号进行有效的检测，并进行各种参数估计。和通常通信中的检测不同，侦察时对各种参数是未知的，给算法设计带来了不少困难。因此传统的检测和参数估计方法难以适应这一情况，需要寻找新的方法以解决这一课题。本文正是针对该问题展开。 1)本文以直扩/跳频混合扩频技术为基础，详细研究了直扩/跳频通信系统的工作原理和性能，对其建立了数学模型，并通过两种方式进行仿真，产生出信号源，并对信号的频谱进行了对比。 2)在现有直扩信号检测和参数估计方法的基础上，对直扩/跳频信号在这些检测和估计方法下的性能进行了推导和仿真实验，得到了一些仿真结果。同时与直扩信号的仿真结果进行了比较，深入讨论了直扩/跳频信号对这些检测方法的性能影响，研究了其性能下降的原因，提出了一种应用频率拼接技术对信号进行变换处理的方法，把不同频率的信号变换到同一中频频率上相叠加再进行检测，从而避免了因频率跳变造成的短数据处理难题。 3)结合前面的分析，本文对频率拼接的过程进行了仿真，并对拼接后的信号进行了检测和参数估计。实验结果表明，频率拼接技术可以有效地解决直扩/跳频混和扩频信号检测与参数估计问题，是一种实用的方法。最后，本文还对频率拼接过程中出现的问题进行了研究，对信号提取提出了一些方案和新方法，并针对未来的工程应用，提出了一些自己的看法。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1扩频通信的特点

1.2扩频通信系统模型

1.3扩频通信技术的发展

1.4扩频通信信号检测和参数估计的研究历史和现状

1.5课题主要工作和论文章节安排

第二章DS/FH扩频系统原理及信号仿真

2.1不同扩频系统的分析和比较

2.1.1直接序列扩频系统(DSSS)

2.1.2跳频扩频系统(FHSS)

2.1.3跳时扩频(THSS)

2.1.4几种扩频方式的比较

2.2 DS/FH扩频系统及其应用

2.2.1 DS/FH系统原理及频谱

2.2.2 DS/FH系统数学模型推导

2.2.3 DS/FH系统的应用

2.3 DS/FH信号源仿真

2.3.1 Simulink仿真信号

2.3.2 M文件产生信号

2.4本章小结

第三章DS及DS/FH信号检测与估计方法研究

3.1检测和估计的基本原理

3.1.1检测的基本原理和度量准则

3.1.2估计的基本原理和度量标准

3.2能量检测器原理及仿真

3.2.1能量检测器的基本原理

3.2.2 DS信号下的仿真

3.2.3 DS/FH信号下的仿真

3.3载频估计原理及仿真

3.3.1直扩信号载频估计基本原理

3.3.2 DS信号下载频估计仿真

3.3.3 DS/FH信号下载频估计仿真

3.4码元速率估计原理及仿真

3.4.1直扩信号码元速率检测基本原理

3.4.2 DS信号下码元速率估计仿真

3.4.3 DS/FH信号下码元速率估计仿真

3.5PN码周期估计原理及仿真

3.5.1直扩信号倒谱法基本原理

3.5.2 DS信号下PN码周期估计仿真

3.5.3 DS/FH信号下PN码周期估计仿真

3.6基于循环谱理论的直扩信号检测和参数估计

3.7频率拼接技术的引入

3.8本章小结

第四章DS/FH信号频率拼接原理及应用

4.1频率拼接原理

4.2频率拼接方案设计

4.3频率拼接算法推导

4.4仿真实验结果

4.5频率拼接问题研究

4.6本章小结

第五章总结

致 谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果