直接序列扩谱通信信号的检测研究

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直接序列扩谱通信是用一个高速的伪随机序列二次调制一个已调信号,以展宽信号的功率谱同时降低信号的功率谱的一种先进的通信体制,能获得多址接人、低截获特性和抗干扰特性,因而获得了广泛的应用。 在电子侦察中,我们需要对这类非协作的弱通信信号进行有效的检测,在检测的同时最好能够给出参数估计。和通常通信中的检测不同,侦察中的检测对信号参数均未知,这增加了检测的难度。传统的检测方法不能对这类信号进行有效的检测,需要寻找新的方法以解决这一课题。本文针对这类信号的检测展开。 最早的检测方法要算对感兴趣的频段进行能量积累的能量检测方法。这种方法在平稳的背景噪声中有很好的检测性能。但应用扩谱通信技术的环境通常是非平稳的,这种检测方法在这种环境下性能会变得很差,而且这种方法几乎不能给出信号的参数。互相关能量检测是对能量检测的发展,以在一定程度上克服能量检测的弱点。特征检测通常是通过非线性变换在信号的某些特征参数处产生线谱以确定信号存在的检测方法。常用的检测方法包括检测信号码元速率处谱线的率线检测器和检测信号载频倍频处谱线的载波检测器。率线产生的方法一般是通过延迟相乘的非线性变换;载波再生的方法通常是通过平方变换或四次方变换。特征检测器的优点是可以在检测的同时进行参数估计,并且对背景噪声变化有很好的稳健性。通信信号建模成循环平稳过程更为恰当。最直观的利用信号的循环平稳特性进行检测的检测器就是率线检测器、载波检测器等谱线再生的特征检测器。而循环谱分析方法是直接在频率—循环频率平面上利用信号的循环特征进行检测的一种方法。这种检测方法不仅可以给出信号的参数而且对平稳的噪声在理论上可以完全抑制。对窄带干扰只要与感兴趣的信号的循环频率不同,也可以去掉其不良的影响,是一种很好的检测方法,对于搜索型的检测特别适合。 本文对直接序列扩谱通信信号的各种检测方法进行了详细的原理分析和评估。对检测器提出了一些改进措施以提高检测器的检测性能。对各种检测器的分析进行了仿真验证和性能比较。 总的来说,能量检测在平稳的环境中性能是最好的,但是对干扰敏感且不能给出信号的参数。率线检测和载波检测都对非平稳的噪声有较好的抑制且可以给出信号的参数估计,是非常实用的检测方法。循环谱分析是一种很接近似然比检测的一种检测方法,不仅可以给出信号参数而且对噪声和干扰有很好的抑制作用,在参数型检测器中是最好的。
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