直扩信号参数估计方法浅析
( )5 3 5 1 4 :2 — 3 .
【1 B rlC‘ o d r ee t n o i c — 2 G‘ ue , B u e .D t i f D r t S co e e
q e c S r a S e tu u n e p e d p cr m T a s s i n r n miso wi o t t u h Pr r Kn w e g . i o o ld e
2 01 1 2 6 23 0 , : 3 — 9.
I EE E Tr n . C mmu . as o n
【I P 1drs 3A’ o oo ,C’ wee.D t t n Pr r ) L‘ br e ci ef - e o o
ma c Co s d r to s o Die t S q e c a d ne n i e a in f r rc — e u n e n
3 结 论
通信 系统 中的直 扩信号参数 估计方 法很 多, 但是在实际工程应用中考虑 到实现问题 , 需 要与现有硬件速度相结合 ,并结合算法软件化 来实现参数快速估计 。
参 考文 献
【】 。 ro i .E eg D t t n f n nw 1H U kwt z n ry ee i o U ko n co D t mii i inl 【. E Po . 16 ,5 ee ns c g a JI E rc 7 5 r t S 1E 9
这些检测与估计方法还都有待完善 。 当然 , 在噪 声中检测出感兴趣的直扩信号存在性 ,才有 可 能谈及直扩信号参数的估计问题 。通常对 于恢 复直扩信号的原信息这个 目的而言 ,需要 知道 直扩信 号的带宽 ,伪随机码周期 ,伪 随机码速 率, 伪随机码的码型结构等等 。到 目前 为止, 大 量研究表明直扩通信的最佳干扰技术是 波形 瞄 准式干扰即相同扩频伪随机码波形干扰 。但是 有时环境信号复杂 、密度大 ,通信 时间也不连 续 ,因 而要 获 取 敌对 方 扩频 系 统 的扩 频 码 的技 术 难度 极 大 。 目前 在 国 内 这 种 侦察 干扰 技 术 的 研 究 尚 处 于探 索 阶 段 ,已 研 究 成 熟 的 干扰 体 制 是 均 匀 频 谱 密 度 拦 阻 式 干 扰 或 单 频 瞄 准 式 干 扰, 它们对所有的扩频系统而言 , 干扰效果并 其 不 理想 , 因此 , 要 针对 各 种 不 同 的情 况 进 行 具 需 体分析 。直扩通 信的反对抗 性能主要研究其对 抗如下 干扰的能力 : 宽带噪声干扰, 部分频带噪 声干扰 , 冲噪声干扰 , 频载波干扰 , 脉 单 多射频 干扰, 多径 干扰和同类型信号干扰等等 。 目前 从 的 研究 来 看 ,提 高扩 频 系统 的处 理 增 益 就 能 有 效 地提 高 系统 的抗 干扰 性 能 ,一 般 是 通 过 伪 随 的非线性 , 提高伪 随机码速率 , 来 以进一步提高 其 反侦 察 和抗 干 扰 能 力 。并 且 在处 理 增 益 不 足 以对付 时, 同时采 用纠错 、 织和 自适应滤波 可 交 等技 术 。 电 子对 抗 中 , 子 侦 收 的最 终 目的 是 在 电 获得截获 的信号 的原始 数据信 息,从而对敌方 扩频 通 信 系统 实 施 反 干 扰 。 此 , 则上 应 尽 量 因 原 掌握敌方信号 的各种参 数, 采用 与之相同 、 相似 或完全一样 的波形进行 伪装 与干扰 ,这是一种 理想情 况,需要对直 扩信号进行圆满的检测与 估计 , 目前还很难实 现。 在没有先验 知识的条件 下 ,采 用 部 分 频 带 噪 声 干扰 或 脉 冲噪 声 干 扰 是 较 为有效 的, 利用远一近效应 , 采用大功率的干 扰信号也是有效 的,但 其条 件为必须是同类型 的直扩信 号, 具体实 现有 一定的难度 。 对 于直 扩信 号 的检 测 , Uo o i 最 早 H・ rkwt z 提出能量检测算 法I, 法的理论依据是信号加 l算 J 噪声 的能量大 于噪声 的能量 ,通过设定合适的 门限对能量 电平进行判 决可 以解决信号的检测 问题 。由于算 法的榆测 性能依 赖于背景噪声 的 情 况, 如果 背 景 噪声 不满 足平 稳 的条 件 , 测 性 检 能会急剧 F , 降 变得 不可实用。 此外能量检测法 另一个 缺点 是不 能提 取信号 的特 征 ( 计参 估 数) 为侦察 的’一步服 务。针对能量检测器检 , F 测信号 的缺陷 ,人们提 出了各种能够克服这些 缺 陷的参数型检测器 。 ・ aioi 等人提 出了 S D v ve d i 使 用干扰消除 的辐 射计进行 榆测 , A・ iad R・ Dl r l 等人提 出了将雷 达中的脉冲检测和二元滑窗技 术 与能 量 榆 测 算 法 相 结 合 ,使 得 改 良后 的 能 量 榆测器 的性能有所改进 ,特别是对跳频信号的
检测性能 , 是这些 改进都 未能从根本且消除 但
能量检 测算 法中的基本矛盾 。 基于二 阶量 , B rl 出一种 检测法1, G・ ue 提 2 1 利用噪声方差 的估计 值作 为门限对信号二阶矩 增幅波 动进行判决 ,以实现对扩频信号 和符号 周期的检测 。随后 , E-ed针对 B S D・ R e P K信号 做过 一些分析 ,得到 了一种延迟相乘 的结 构用 于检测直 扩信 号1 若 信 噪 比大 于一 0 B。 3 1 , 1 d 在信 号与其 自己的延迟相乘后会在符号速率处产生 谱线 , 即率线 , 检测该谱线的存在与否就可 以 判定信号 的存在与否 ,率线的位置可估计符号 速率 。 基 于 扩 谱 信 号 的 相 关 性 , P ldr6 出 A・oy oo 提 了相关检测算法1 该方法 在一定程度上 降低 了 3 1 , 其对背景噪声的敏感性 , 甚至在窄带干扰情况下 也具有较好的鲁棒性 , 此后相继发展起来的延时 相乘算法, 平方律检测算法等都属于相关域的检 测方法 , 只是分析思路和着眼点有所不同。总的 来说 , 相关域的榆测算法利用了不同时刻噪声空 间相 互 独立 的特 点 , 因而 检 测效 果较 能 量 检测 方 法 要 好 ,但 其 还 是 未 能 有 效 利用 信 号 本 身 的特
Tm — pig I IⅥaeom l.1 E _u l i e Hopn l vf sJ E E 『 ma J r 1 0
《 A C 18 . ( )7 7 7 4 ) S 1 , 9 5 3 5 :2 — 4 . n
【1 A 。 i, B ’ oi.C ri eet n o 4D Hl j‘ B de ar r D tco f l e i
科l I l 技 论 坛
Байду номын сангаас科葡
直扩信号参数估计方法浅析
张 晓 明
( 国 电子 科技 集 团公 司第 三 十 八 研 究所 , 徽 合 肥 2 0 8 ) 中 安 3 0 8
摘 要: 直扩信 号的参数 估计是许 多通信 系统 中的关键技术 , 在 通过对一些估计方 法进行 阐述分析 来预测今后 直扩信号参数 估计方法在实 旨
际 应 用 的发 展 方 向 。
关键词: 直扩信 号; 参数估计 ; 通信 系统 ; 实际应用
I概 述
直 接 序 列 扩 展 频 谱 ( i c Sq e c Dr t eu ne e S ra pcrm, S S ped S et u D S )通信 是为 了对抗传 统 干扰 而引入的一种 全新 的抗干扰通信体制 。然 而直扩信号是一种 和跳频 信号完全不同的扩频 信号 , 其具有伪 噪声 的特点 , 通常隐蔽在背景噪 声 中传 播 。 扩 通 信 较 之 常 规 通 信 , 有 更 低 的 直 具 截获概率 和更高 的抗干扰 特性 。直扩通信对信 息 序列直接实施 高速 的伪随机码序 列调制 , 其 信号频谱大为展宽 ,在发射机 发出同样 的有效 辐射 功率情况下 ,在接 收机端 的信噪比大为降 低, 因而 具 有 较 低 的截 获 特 性 。 列 调 制 是 当同 序 步 相 关 接 收时 ,宽 带 直 扩 信 号 经 混频 后 解 扩 为 窄带信息信号 ,经窄带滤 波后 能全无抑制的通 过 。而接 收机输入端 的噪声 由于其与接收机本 振 的伪随机码序列不相关 , 在窄带 噪声情 况下 , 经 混频后 , 噪声 的频 谱反而进一步展宽 , 而仅有 绝小部分 的噪声能量能通 过窄带 滤波器。 因此 , 在 窄带滤 波器后 的信息解 调器的输入端具有较 高的信 噪比, 而能正 常接收信 息。也就是说 , 通 信接 收机经 同步相关接 收后 ,具有 了较 高的扩 频处 理增益 ,使相关器输 出端 的信噪比远高于 相关器输入端的信 噪比。 由此可见 , 直扩通信较 之 常规 通 信 具 有 较 强 的抑 制 噪声 的 能 力 , 即具 有较 强的抗干扰能力 ,单纯用 一般干扰 信号在 频域 、时域与被干扰直扩信号重叠是不 能够达 到最佳干扰 的。 因此 , 扩通信所固有的特点 决 直 定 了一方 面直扩信号难 于检测 ,另一方 面即便 是 检 测 到 了直 扩 信 号 但 不 知 道 发 方 的 扩 频 码 , 也将难于恢复原来 的信息 。 2直扩信号参数估计方法 利 用经典 信号 检测与 估计 理论是 难于对 直 扩信 号 作 出有 效 的检 测 与估 计 。但 无 论 直扩 信号 与背景噪声怎样类似 ,它 与背景噪声肯定 是有 区别 的, 因此 , 直扩信号 的对抗策 略应该是 利 用 信 号 和周 围 噪 声 在 时 域 、 域 、 关 域 、 频 相 功 率谱、 倒谱 、 相关 、 阶谱域和 时频 域 中的不 谱 高 同特征, 采取相应 的方法对直 扩信号 进行 区分, 从 而 由噪 声 中估 测 出直 扩 信 号 。 它 由 宽 带 微弱 信 号 检测 与估 计 理 论 柬 支 持 , 属 于通 信 信 号 细 微 特 征提 取 的范 畴 。 然 , 直 扩 信 号 的 对抗 也 当 对 须 先 检测 与估 计 信 号 参 数 ,然 后 才 有 可 能对 直 扩 通信实施有效 的干扰 ,虽然 直扩信号 和跳频 信号的榆 测与f 汁研究 从二十世纪八十年代初 { l I 就一起被提 出来 了,但直扩信号 的检测 与估计 直到现在还是一个 尚未完满 解决 的难题 ,这是 f 为信 号 的功 率 i I _ i 盐密度 很 低 ,通 常可 以 淹 没在 噪声 之 中很 难 被 发 现 , 仆 计 参 数 则更 难 。 而 在 噪声 中榆测 与 计直扩信号 的方 法一殿有 宽带 辐 射计 , 带能 检测计 , 时相乘 } 机 , 宽 t延 妄收 在 频 谱上采用数宁信 号处理 的累加平均 法等等 ,