DS扩频信号数字解扩的工程实现途径

本文扼要概述直接序列扩频信号的解扩方法，着重介绍数字解扩的基本原理及其在工程上实现的途径，通过对模拟处理器件和数字处理器件的比较，指出数字处理器件具有很大的潜力和广阔的应用前景。     

一种利用线性调频信号的新型扩频调制技术

根据上扫频和下扫频线性调频(LFM)信号的特性,针对传统的超宽带无线通信系统中线性调频扩频技术存在的调制效率低、误码率性能低、实现复杂高等问题,结合线性调频（Chirp）扩频以及循环移位编码(CCSK)扩频,提出了一种基于线性调频信号的循环移位线性调频扩频技术(CS-CSS)。首先,将输入数据映射在循环移位因子(CSF)上;然后,根据CSF数值对基带所产生的Chirp信号进行循环移位达到调制的目的;最后,在解调端经过加窗处理、快速傅里叶变换（FFT）得到与发射端对应的CSF,从而得到发送的数据。误符号率的仿真结果与理论推导公式相吻合,从调制效率和误码率性能上讲,该方案相比线性调频二进制正交键控(Chirp BOK)系统具有超过10 dB的误码率性能。因此,该方案具有更好的误码率性能、更高的调制效率及实现更低的复杂度。     

基于HFA3860扩频基带处理器的MBOK扩频调制技术研究

目前普遍采用的ＤＳＳＳ扩频调制方式在提高数据速率的同时必定大幅度增加带宽,如何对高速数据进行扩频处理而且不增加频带的开销是一个热点问题,美国Ｈａｒｒｉｓ公司在这一领域走在了前列,率先研制出了适用于ＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ协议标准的能够处理速率为５．５Ｍｂｐｓ和１１Ｍｂｐｓ数据的诉频基带处理器ＨＦＡ３８６０,较好地解决了高信息速率与高频带利用率的矛盾。本文详细地论述了它所采用的ＭＢＯＫ扩频调制方     

GMSK信号的后解码相干解调

为提高现有通信系统中高斯最小频移键控（GMSK）信号的接收性能,提出了一种基于后解码的GMSK相干解调方法。对于接收到的GMSK基带信号,首先完成相位和载波的同步,将信号的初始相位补偿到零相位;然后通过交替抽取GMSK基带信号的虚部与实部幅度采样值完成信息提取;最后通过后续解码处理完成信号解调。仿真表明,在误码率为10-3时,基于后解码的GMSK解调性能仅比预编码GMSK相干解调差0.5 dB,与传统基于维特比迭代处理的GMSK相干解调性能基本相当,但算法实现更为简化,有利于在现有非相干解调GMSK通信系统中的性能提升实现。     

适用于δ-相关解扩的扩频码检验方法

基于Welch内积定理（IC定理）,导出了归一化零时延互相关函数或零时延内积的绝对最大 值δ0 的三条基本特性,从而把Welch内积定理演变成了适用于计算量较小、解扩增益较高、有峰 值、无旁瓣的δ 相关解扩的扩频码检验方法,即“实用Welch内积定理-扩频码检验方 法 ”,为作者拟定的“δ/θ型基带相关检测/解扩方案”(电讯技术,2012,52(9)：1438 -1442)的工程应用奠定了扩频码检验与设计的理论基础。这两个检验方法与现存经典（含We lch）扩频码检验方法在参数、结构、判决方式等方面都不相同。     

任意信息速率的GMSK信号调制解调方法

高斯滤波最小频移键控（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK）具有较好的旁瓣衰减性能和恒包络特性,适用于航天通信领域,其通信信息速率可以任意设置无疑能够拓宽其应用范围。但因为GMSK调制采用的高斯滤波器的特性与信号的3 dB带宽、符号的持续时间有关,所以信息速率的任意性增加了GMSK调制与解调的复杂性。在利用Laurent分解法分析任意信息速率下GMSK信号调制、解调原理的基础上,提出了基于Cordic算法与查表法相结合的调制方法,以及基于改进的分组式Viterbi算法的解调方法。通过Matlab对提出的方法进行了仿真验证并利用FPGA硬件平台实现该算法,最后使用误码仪测试了信号的传输特性。实验结果表明,该方法可以实现任意信息速率的GMSK调制与解调,具有一定的工程应用价值。     

一种免伪码同步恢复的数字化零中频解扩方案

零中频方案是实现数字化解扩的主要手段之一。本文在对等chip速率和2倍chip速率A/D采样解扩进行性能分析的基础上，给出了一种不需要伪码同步恢复的基于2倍chip速率采样的快速零中频数字解扩方案。     

一种短突发航空超短波调制解调算法及实现

针对项目对超短波航空通信的实际需求,提出并实现了一种短突发航空超短波通信调制解调器。首先分析了超短波航空通信信道特性,根据信道特性设计了短突发的信号帧格式,提出了适合短突发信号的载波同步和位同步算法,实现了适合信道特性编码调制算法,给出了工作原理和实现过程,最后分析了误码率性能和试验结果。相比长周期通信方式,所提的短突发通信调制解调算法易于实现、计算量小且具有较强抗信道衰落特性,试验和工程使用表明了该算法能很好地满足超短波航空通信的性能需求。     

基于扩频技术的雷达通信信号处理研究

在日益复杂的电磁环境和电子干扰的背景下,雷迭系统在买现目标探测与参数估计的同时,还需完成相关设备的通信应答、敌我识别以及通信控制等任务,这就要求对雷达系统与通信系统进行一体化设计。基于扩频技术的雷达通信信号处理实现就是以雷达系统中的通信系统为研究背景,通过扩频调制技术完成雷达与相关受控设备之间的通信。     

δ/θ型基带相关检测/解扩方案

基于抗干扰的基本原理,提出了“相关解扩三要素”,从而形成了δ/θ型基带相关 解扩方案。其特点是：当经典基带相关解扩有效时,本方案同样有效;当经典失效时,本方 案仍部分有效。相关解扩的内核——相关函数的计算量减少了约99.61%,因而,较经典相 关解扩,以同一数量级提高了解扩的速率 和信道的利用率,减小了ASIC/数字集成化的面积,降低了成本,缓解了大容量高速率综合 业务扩频传输与扩频带宽及其电源的矛盾。     

混合扩频信号快速参数估计与识别算法

针对混合扩频信号多是基于直接序列扩频和跳频扩频相结合的现状,提出了基 于直接序列和线性调频相结合的混合扩频信号快速参数估计与识别算法。通过建立基于频域 矩峰度系数的神经网络,将两类信号识别开来, 信噪比为-2 dB时识别概率均达到95%以 上 。通过倒序共轭卷积和分段截取后快速解线调,实现了复合信号各参数的快速估计,信噪比 为 -1 dB时码速率估计精度均较高。     

基于ISCP-DPSK调制的直接序列扩频技术

使用符号内连续相位差分相移键控(ISCP-DPSK)调制的直接序列扩频方法可以在实现扩频抗 干扰的同时保留ISCP-DPSK调制信号的准恒包络特性和优良的频谱特性,有利于非线性和功 率受限的应用场合。由于采用非相干的信号解扩解调方法,避免了低信噪比下的载波和相位 估计与跟踪,简化了系统设计。计算机仿真表明,基于ISCP-DPSK调制的直接序列扩频能有 效对抗本振偏离、多普勒频移等引起的符号间相位变化影响,8倍扩频和16倍扩频的增益仅 与理论值分别相差01 dB和0.2 dB。     

直接序列扩频分组映射码索引调制

针对直接序列扩频码索引调制发射端使用大量伪随机（PN）码的问题,提出了一种使用较少PN码的分组映射码索引调制方案。该方案在发射端并行设置多个调制子块独立进行幅相调制,同时集中选取各调制子块间同相、正交支路扩频所需的PN码,经索引值大小排序后依次扩频各调制子块中调制符号的同相、正交分量。分析和仿真结果表明,相同频谱效率条件下所提方案比直接序列扩频码索引调制方案使用的PN码个数更少,并在加性噪声信道下,信噪比高于10 dB时,保持着约1 dB的误比特率性能优势,并远优于空间调制在最优检测算法下的误比特率性能。     

直扩／跳频混合扩频信号测量性能分析

从模糊函数角度,研究了直扩/跳频(DS/FH)混合扩频信号的测距、测速性能.推导了DS/FH混合扩频信号的模糊函数表达式.由数值仿真得到一个跳频点内传递一个直扩伪码周期的混合扩频信号模糊图.仿真分析结果表明,DS/FH混合扩频信号具有良好的测距测速性能,从而论证了该信号用于跟踪测量的可行性.最后,根据信号估计理论分析了直扩/跳频混合扩频信号精度.     

通信信号调制模式的自动识别技术及发展前景

概述了通信信号调制识别的研究内容、识别算法和发展前景,并对以后的发展提出了自己的建议。     

宽带直扩信号的随机解调压缩采样方法

为了有效解决扩频测控通信系统宽带化带来的高速采样压力和高数据率问题,提出了基于压缩感知的直扩信号随机解调压缩采样方法。通过对模拟信号压缩采样原理进行研究,深入分析和推导随机解调采样原理及其数学模型,提出了基于压缩感知的直扩信号采集系统构架,并对压缩比取值影响因素进行了分析;给出了随机解调压缩采样系统硬件实现方案,并对其可行性进行了分析;最后对所提出的直扩信号压缩采样方法的性能进行了仿真分析。仿真结果表明,压缩采样系统可以实现直扩信号的压缩采样处理,并能够高精度重构原信号,但重构信号的解调门限会随压缩比增大而相应提高,这是采样率降低所需付出的代价。压缩采样为宽带直扩测控通信系统提供了一种高效的模数转换和同步解调处理思路。     

基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获

DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)扩频信号捕获相对直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)需要更多维度的搜索,捕获电路复杂。针对现有DS/FH扩频信号捕获算法复杂度高、电路结构与波形参数强相关,以及通用性差、灵活度低的问题,提出了一种基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获方法,利用双缓冲补零(Double Block Zero Padding,DBZP)缓冲单元与预解跳单元的灵巧结合,将时域-频域-多普勒域高度耦合的扩跳频图案搜索进行降维分离,在保证积分增益的同时降低了捕获实现的复杂度。数值分析与仿真结果表明,所提方法兼顾了捕获性能与运算资源,相比现有基于预解跳方法的DS/FH扩频信号捕获算法的运算量减小了50%。     

超宽带低截获率扩频系统实现

在现有器件工作速度受限条件下,提出了一种超宽带扩频系统实现方案。通过对扩 频后的信号频域进行多载波二次扩展,提高了扩频系统的可实现带宽,从而在保持高扩频增 益的前提下获得了高传输速率,降低了有效信号的功率谱密度要求,达到了隐藏有效信号 频谱 、降低截获率的目的。最终系统实现结构统一,扩展形式灵活,解决了现有条件下宽带高速 率扩频系统的实现困难。     

GMSK调制器电路设计与FPGA实现

分析了GMSK调制原理,设计了GMSK调制器的一种全数字实现电路。该电路采用查表 法实现高斯滤波功能,采用CORDIC算法完成正交调制信号输出,具有电路规模小、精度可调 、应用灵活等特点。该电路通过了FPGA验证并成功应用于TETRA集群通信系统。     

基于BP神经网络的直扩信号扩频码盲识别

针对微弱直扩信号的盲检测与估计问题,在接收方未知发送方扩频序列的前提下 ,提出了一种恢复直接序列扩频（DSSS）信号扩频码的方法。该方法基于反向传播（B P）神经网络,它的输入是接收到的信号,而其期望输出是和输入相同的信号,根据误差反 向传播来有监督地调节神经网络,网络达到收敛时根据第二层权值的符号函数值即可盲估计 出扩频码序列。实验结果表明,即使是在负信噪比情况下,该方法也能得到一个很好的估计 效果。