短码DS-SS信号扩频序列及信息序列联合盲估计方法
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基于神经网络的DS/SS信号中PN码序列的盲估计第一章研究背景和意义以及现状1.1研究背景和意义直接序列扩频(DSSS)通信由于具有工作信噪比低、强抗干扰性、低截获率、能够抑制多径衰落效应等优点,已经在军事和民用管理上得到广泛应用。
因而,与之对应的直扩通信对抗技术和民用无线电资源管理研究就变得越来越重要。
扩展频谱通信的原理发表得很早,但真正的研究是50年代中期在美国军方开始的。
从50年代中期开始到现在50多年的时间内,扩频通信技术迅速发展,并且得到越来越广泛的应用。
在卫星通信、航天、信息保密、全球定位系统(GPS)、测距和码分多址(CDMA)通信等方面,显示了它极强的生命力。
在电子对抗时代,扩频技术用于通信、导航和识别信息综合系统,并且为军事上提供最先进的联合指挥系统,它是强有力的电子对抗手段之一。
直扩通信对抗主要包括信号的盲检测、参数估计、码同步和扩频码序列估计等内容。
在检测和估计出直扩信号的参数(载频、调制体制、码速率和码周期等)后,要恢复原始信息,就需要取得码同步和恢复出扩频码序列。
国内外对直扩信号的检测和估计开展的较早,提出了不少可行的算法和方案,而在扩频码序列恢复的研究在本世纪才成为热门,研究成果发表得很少。
因而对DS信号扩频PN(Pseudo Noise)码的估计研究就具有必要性和重要意义。
然而DS/SS通信系统的主要特征有:信号能量分布在一个远大于信息率且与信息率无关的带宽上;它的解调通常必须在接收信号与用于扩频的信号(PN码)相关的条件下完成。
根据扩频码控制的调制参数的不同,扩频方式可分为:直接序列扩频(DS/SS)、跳频扩频(FH/SS)和跳时扩频(TH/SS)。
由于扩频后的频带通常是远大于扩频前信号的频带,同样的能量分布于更宽的频带内,使功率谱降的很低,通常比噪声的功率谱还要低,即信号淹没在噪声之中,这对于非合作方的信号检测带来了很大的难度。
特别是直接序列扩频信号在任何时候的功率谱都分布在一个很宽的频带内,较之于跳频扩频信号更难检测。
基于相似度的直扩信号盲解扩方法张天骐;杨强;宋玉龙;熊梅【摘要】Aiming at the problem of the traditional blind despread method for the direct sequence spread spectrum (DS-SS) signal, which needs to estimate spread spectrum sequence to complete the DS-SS signal blind despreading, a similarity based blind despread approach of DS-SS signal is proposed to solve the problem.Some parameters of DS-SS signals need to be known.Firstly, the received signal is divided into continuous non-overlapping temporal vectors according to one period of spread spectrum sequence, then their feature information matrix of similarity function value is constructed by calculating similarity function value of these vectors one by one.Finally, eigen value decomposition (EVD) is applied to the feature information matrix, and the blind estimation of the information sequence is obtained based on EVD.Theoretical analysis and simulation results show that the proposed method has high accuracy and good stability, which can effectively estimate the information sequence and spread spectrum sequence of the DS-SS signals under the condition of signal-to-noise ratio (SNR) is-22 dB.%针对传统方法对直扩(direct sequence spread spectrum, DS-SS)信号进行盲解扩时,需要在估计出扩频序列后,才能完成信号盲解扩的问题,提出了一种基于相似度的DS-SS信号盲解扩方法.该方法首先在扩频码的码片速率和周期已知的条件下,以单倍扩频码周期的窗长对接收信号进行数据分段,然后对任意两段数据求相似度函数值,构造相似度函数值的特征信息矩阵,最后通过对构造的特征信息矩阵进行特征值分解就可以实现对信息序列及扩频码序列的盲估计.理论推导和仿真实验结果表明,该方法具有精度高、稳定性好,在信噪比容限值为-22 dB的条件下也能够有效的盲估计DS-SS信号的信息序列及扩频码序列.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)007【总页数】6页(P1451-1456)【关键词】直扩信号;信息序列;扩频码序列;相似度;特征值分解【作者】张天骐;杨强;宋玉龙;熊梅【作者单位】重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室,重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室,重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室,重庆 400065;重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室,重庆 400065【正文语种】中文【中图分类】TN911在现代通讯系统中,直扩(direct sequence spread spectrum, DS-SS)信号由于采用了伪随机编码调制信息码,使其频谱得以展宽,较之常规的窄带通信信号具有隐蔽性好、抗干扰、低截获概率、保密性强等优点被广泛地应用于军事通信和民用通信[1-2]。
第57卷第11期2017年11月电讯技术Telecom m unication EngineeringV o l.57,N o. 11N ovem ber,2017d o i:10. 3969/j.issn. 1001 -893x.2017. 11.015引用格式:朱照阳,高勇■短码、周期长码直扩信号伪码序列盲估计[J]■电讯技术,2017,57(11):1313-1319■[ZH U Zhaoyang,G A O Y ong.B lindesti- mation of PN sequence of short-code and periodic long-code DSSS signals[J]. Telecommunication Engineering,2017,57(11) ;1313-1319.]短码、周期长码直扩信号伪码序列盲估计+朱照阳***,高勇(四川大学电子信息学院,成都610065)摘要:针对短码、周期长码直扩信号在不同的时延下伪码序列估计问题,提出了一种基于奇异值分 解的盲解扩算法。
在已知信息码元速率和伪码周期条件的前提下,算法首先把接收到的直扩信号按 照一定长度进行分段构成相关矩阵并对此矩阵进行奇异值分解得出信号子空间,然后根据信号子空 间和伪码序列的模糊关系,利用求解的模糊百矩阵和特定约束条件(如m序列)去其模糊性,最终估 计出伪码序列。
仿真结果表明,该算法不仅解决了在不同的时延下估计伪码序列带来的问题,而且 具有稳定性高、在低信噪比条件下有良好的估计性能等优点。
关键词:直接序列扩频;周期长码;短码;伪码序列;盲估计;奇异值分解中图分类号:TN914.42 文献标志码:A文章编号:1001-893X(2017)11-1313-07Blind Estimation of PN Sequence of Short -codeand Periodic Long - code DSSS SignalsZHU Zhaoyang, GAO Yong(College o f Electronics and Information Engineering,Sichuan U niversity,Chengdu 610065,China)Abstract:For the problem of pseudo-noise (PN)sequence estimation of short code and long code direct sequence spread spectrum (DSSS)signals with different delays,a blind despreading algorithm based on singular value decomposition(SVD)is proposed.Under the condition of known information symbol rate and PN period condition,the algorithm first divides the received DSSS signal into a correlation matrix according to a certain length and performs SVD of the matrix to obtain the signal subspace,and then estimates the PN sequence by erasing its ambiguity with the condition of the fuzzy unitary matrix and the specific constraint (such as m sequence)according to the fuzzy relation between the signal subspace and the PN sequence.Simulation results show that the proposed algorithm not only can solve the problem of estimating the PN sequence under different time delays,but also has the advantages of high stability and good estimation performance under low signal-to-noise ratio.Key words:direct sequence spread spectrum (DSSS); periodic long-code;short- code;pseudo- noise (PN)sequence;blind estimation;singular value decomposition(SVD)1引言直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spec-trum,DSSS)信号利用伪随机编码调制,把信号的功率扩展到很宽的带宽上,具有抗干扰、抗多径、低截获率和保密性强等优点,被广泛运用到军事和民用通信系统中,如全球定位系统和码分多址移动通信系统等。
第29卷 第8期系统工程与电子技术Vol.29 No.82007年8月Systems Engineering and Electronics Aug.2007文章编号:10012506X (2007)0821242203收稿日期:2006-06-20;修回日期:2006-09-12。
作者简介:唱亮(1981-),男,博士研究生,主要研究方向为通信盲接收技术,信号检测与识别。
E 2mail :chang 2103@mails.t singhua.低复杂度的DSSS 信号扩频序列估计算法唱 亮,汪芙平,王赞基(清华大学电机工程与应用电子技术系电路与系统研究室,北京100084) 摘 要:在非协作条件下直接序列扩频(DSSS )信号的扩频序列估计是盲解扩的必需环节。
通过构造基于接收信号自相关矩阵的两个检验统计量,分别完成了扩频序列的同步和扩频序列的估计。
所提的算法具有很低的运算复杂度。
仿真实验验证了所提算法性能的有效性。
综合算法的鲁棒性、计算复杂度和低信噪比下的估计性能等评价因素,算法相比其它的典型算法有着一定程度的优越性,并易于快速实现。
关键词:直接序列扩频信号;扩频序列;同步;估计中图分类号:TN 914.4 文献标志码:ALow complexity method for spread sequence estimation of DSSS signalC HAN G Liang ,WAN G Fu 2ping ,WAN G Zan 2ji(L ab.on Ci rcuits and S ystem ,Dept.of Elect rical Engineering ,Tsinghua Univ.,B ei j ing 100084,China ) Abstract :It is a necessary process to estimate t he spread spectrum sequence for direct sequence spread spectrum (DSSS )signal for blind de 2spreading in non 2cooperative communications.The synchronization and spread spectrum sequence estimation are given by two detection statistics ,which is suggested based on t he cor 2relation matrix.The algorit hm also has a low computational complexity.Simulation result s show t he algorit hm ’s effectiveness and superiority against ot her typical algorit hms.K eyw ords :direct sequence spread spectrum signal ;spread sequence ;synchronization ;estimation0 引 言 在非协作通信中,低信噪比下直接序列扩频信号具有明显的抗干扰性和抗截获性,对其存在性的检测和相关参数及扩频序列的估计是既有重要实用意义,又有很强挑战性的课题。
基于计算智能的DS-SS信号扩频码盲估计摘要:通信即信息的传输与交换,被誉为信息社会的“神经中枢”。
通信的目的就是实现信息的有效与可靠传输。
从20世纪60年代开始,数字通信凭借其抗干扰能力强、可再生、传输差错可以控制、易于做加密处理等一系列优点,得到了日益广泛的应用。
数字通信的这些优点都是以其比模拟通信具有更宽的带宽而获得的。
扩展频谱通信便是一种将信息的带宽扩展很多倍进行通信的技术。
当前,扩频通信技术迅猛发展,它不仅在军事通信中占重要地位,在民用通信中也得到越来越广泛的应用。
扩频通信在电子对抗(ECM)与反对抗(ECCM)军事通信中扮演了重要角色。
而在民用方面,扩频通信技术的发展和应用,为现代信息技术的发展提供了优质的无线传输手段。
由于窄带微波传输存在抗干扰性、保密性、可靠性、频率占用、传输带宽等多方面的问题,已经不再适应现代信息技术的要求,而扩频通信技术的发展和应用为这个问题提供了及时有效的解决方案。
关键词:直接序列扩频信号,计算智能,主分量分析,反向传播算法,径向基函数扩频通信的发展历史扩频通信技术首先发展于军事抗干扰通信领域中,后来又在民用通信中得到广泛的应用,因此扩频技术的发展历史经历了两个阶段,目前它在这两个领域仍占据重要的地位。
第二次世界大战期间,干扰和抗干扰技术成为决定战争胜负的重要因素。
跳频通信的出现便源于此:使用编码技术对窄带信号进行频率控制,使其在任何时间占据宽频段中的任何一部分,这样敌人要进行干扰就必须维持很宽的频段。
另一方面,直接序列扩频起源于GPS导航系统中高精度测距。
扩频通信一开始就在军事通信系统中应用,直到80年代中期这种状况才得以改变。
美国联邦通信委员会(FCC,Federal Communications Commission)于1985年5 月发布了一份关于将扩频技术应用到民用通信的报告,制订了民用公共安全、工业、科学与医疗和业余无线电采用扩频通信的标准和规范。