长码直扩信号的伪随机序列盲估计

摘要

非协作通信中直扩信号的伪随机序列(Pseudo-Random，PN)估计问题一直受到学术界的广泛关注。由于短码扩频长码加扰的长码直扩(Long and Short Codes Direct Sequence Spread Spectrum，LSC-DSSS)信号结构复杂，非协作通信中其PN序列估计难度很大，对其研究十分迫切。本文主要研究非协作通信中LSC-DSSS信号PN序列估计和盲解扩问题。
　　首先，详细分析了非协作通信中DSSS信号PN序列估计的研究现状，介绍了直扩通信基本原理与特点，给出了短码直扩(Short Code Direct Sequence Spread Spectrum，SC-DSSS)信号、长码扩频的长码直扩(Long Code Direct Sequence Spread Spectrum，LC-DSSS)信号和LSC-DSSS信号的信号模型，并简单介绍了常用的PN序列生成原理及其性质。
　　其次，研究了基于三阶相关峰匹配的LSC-DSSS信号长扰码估计算法和盲解扩算法。利用m序列三阶相关函数特性推导了LSC-DSSS信号的三阶相关函数，证明了不同周期的m序列三阶相关函数之间存在共同峰，推导得到了LSC-DSSS信号三阶相关函数的极大似然估计。在此基础上，提出了基于三阶相关峰匹配的周期LSC-DSSS信号长扰码估计方法和非周期LSC-DSSS信号长扰码估计方法。在估计得到信号的长扰码后，利用m序列的线性移位叠加性，巧妙分段信号，提出一种分段相关的信号解扰方法；对解扰信号利用矩阵斜消法估计扩频码本原多项式，并利用基于协方差范数的信息码盲同步法实现信息码同步，最终得到LSC-DSSS信号盲解扩方法。仿真结果表明，本文提出的方法具有良好的性能，且性能随着信号长度增加而改善。
　　然后，研究了基于三阶相关共同峰的LSC-DSSS信号PN序列估计方法。从分析m序列三阶相关函数坐标与分圆陪集的关系出发，证明了LSC-DSSS信号三阶相关函数共同峰与m序列本原多项式之间的对应关系；根据周期LSC-DSSS信号和非周期LSC-DSSS信号不同特征，分别提出了周期LSC-DSSS信号和非周期LSC-DSSS信号的PN序列估计方法；从理论上推导了三阶相关共同峰检测的检测概率和虚警概率。仿真结果验证了本文理论和推导的正确性，表明了周期LSC-DSSS信号和非周期LSC-DSSS信号的 PN序列估计方法具有良好的估计性能。
　　最后，研究了宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)信号的盲解扩方法。从m序列的三阶相关函数特性出发，利用Gold序列三阶相关函数特性，提出了基于三阶相关函数的 WCDMA信号Gold序列估计方法。估计得到Gold序列后，为了解扩WCDMA信号，利用正交扩频因子(Orthogonal Variable Spreading Factor，OVSF)的二阶相关特性，提出了基于四阶累积量切片的WCDMA信号解扰方法以及基于分段圆周互相关的信息码同步和OVSF码估计方法。仿真结果表明，该算法能够有效实现WCDMA信号的Gold序列估计和盲解扩。

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第 1 章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.3 本文主要工作及章节安排

第 2 章 扩频通信系统简介

2.1 引言

2.2 直扩通信基本原理

2.3 DSSS 信号模型

2.4 DSSS 信号的 PN 序列简介

2.5 小结

第 3 章 基于三阶相关峰匹配的 LSC-DSSS 信号长扰码估计和盲解扩

3.1 引言

3.2 理论基础

3.3 LSC-DSSS 信号的长码估计

3.4 LSC-DSSS 信号盲解扩算法

3.5 算法仿真与性能分析

3.6 本章小结

第 4 章 基于三阶相关共同峰的 LSC-DSSS 信号 PN 序列估计

4.1 引言

4.2 理论基础

4.3 基于共同峰的 LSC-DSSS 信号 PN 序列估计

4.4 算法仿真和性能分析

4.5 本章小结

第 5 章 WCDMA 信号的 Gold 序列估计和盲解扩

5.1 引言

5.2 理论基础

5.3 Gold 序列估计和盲解扩算法

5.4 算法仿真与性能分析

5.5 本章小结

第 6 章 结束语

致谢

参考文献

附录