收稿日期:20180205; 修回日期:20180330 基金项目: 国家自然 科学基金 资助项目 (61671095,61371164,61702065,61701067,
61771085);信号与信息处理重庆市市级重点实验室建设项目(CSTC2009CA2003);重庆市研究生科研创新项目(CYS17219);重庆市教育委员会科
研项目(KJ1600427,KJ1600429)
作者简介:李群(1991),女(穿青人),贵州织金人,硕士,主要研究方向为直扩信号参数的盲估计(1455204220@qq.com);张天骐(1971),
男,四川眉山人,教授,博士(后),主要研究方向为语音信号处理、通信信号的调制解调、盲处理、神经网络实现以及 FPGA、VLSI实现;袁帅(1993),
男,重庆忠县人,硕士,主要研究方向为扩频信号的捕获与跟踪.
基于脉冲成形扩频信号伪码周期盲估计
李 群,张天骐,袁 帅
(重庆邮电大学 信号与信息处理重庆市重点实验室,重庆 400065)
摘 要:针对基带扩频信号的频谱范围较宽,信号在带限的信道中传输时需要对信号进行带宽限制,从而造成
码间干扰和频谱泄露的问题,将基带扩频信号通过脉冲成形器处理后对其主要参数的抗截获性能进行了研究,
并使用两次功率谱的方法对该类信号的伪码周期进行了估计。理论分析证明,做两次功率谱以后的信号以脉冲
串的周期来扩展谱线,且信号主要能量将会聚集在一些类似于基带成形脉冲二次谱形状的尖锐脉冲处,通过测
量这些尖锐脉冲间的间距即可估计出基带扩频信号的伪码周期。仿真结果证明,两次功率谱的方法可以在低信
噪比的条件下实现对带脉冲成形基带扩频信号伪码周期的估计,且该算法对伪码周期估计的正确率比文献[1]
算法约提高 7dB左右。
关键词:扩频信号;脉冲成形;二次功率谱;伪码周期;盲估计
中图分类号:TN911.7 文献标志码:A 文章编号:10013695(2019)08051248305
doi:10.19734/j.issn.10013695.2018.02.0106
BlindperiodestimationofPNsequencebasedonpulseshapingofspectrumsignal
LiQun,ZhangTianqi,YuanShuai
(ChongqingKeyLaboratoryofSignal& InformationProcessing,ChongqingUniversityofPosts& Telecommunications, Chongqing400065,
China)
Abstract:Thespectrumofthebasebandspreadspectrumsignalhasawidefrequencyrange,whenthesignalistransmittedin
thebandlimitedchannel,thebandwidthofthesignalneedstobelimited,therebycausingintersymbolinterference.Therefore,
inordertoreducetheintersymbolcrosstalkbetweenbasebandspreadspectrumsignalsandtheiroccupiedbandwidth,thispa
perstudiedthemainparametersofitslowinterceptionperformanceofthebasebandspreadspectrum signalafteritpassed
throughthepulseshaper
,anditestimatedpseudocodeperiodbyusingtwicepowerspectrum.Thetheoreticalanalysisproved
thatthesignalaftertwicepowerspectrumextendsspectrallineontheperiodofimpulsesequence
,andthemainenergyofthe
signalwouldgatherinsomesharpnesssimilartothatofthequadraticspectrumofthebasebandshapingpulse.Thepseudocode
periodofthebasebandspreadspectrumsignalcouldbeestimatedbymeasuringthespacingbetweenthesesharppulses.Simu
lationresultsshowthatthemethodoftwicepowerspectrumcanbeusedtoestimatethepseudocodeperiodofpulseshaped
spreadbasebandsignalunderlowsignaltonoiseratiocondition.Andaccuracyofthealgorithmtoestimatetheproposedpseu
docodeperiodimprovesapproximately7dBcomparedtothemethodwithoutpulseshaping.
Keywords:spreadspectrumsignal;pulseshaping;powerspectrumreprocessing;PNsequenceperiod;blindestimation
0 引言
直接序列扩频(directsequencespreadspectrum,DSSS)通
信具有频谱宽、功率谱密度低、隐蔽性好、保密性及抗干扰能力
强等诸多特点,可以工作在低信噪比环境中,所以它在现代民
事通信和军事通信中都得到了极为广泛的应用
[2]
。因此,在
非合作通信中,对直接序列扩频信号的各项参数以及码序列进
行准确的估计有着重要的现实意义和应用价值。
目前,研究人员已经对基带 DSSS信号扩频码序列和参数
估计进行了大量的研究,特别是短码基带扩频信号参数的盲估
计。但是,在已有参数和码序列估计的文献中,研究者们为了
简化计算和分析,文中所使用的扩频码传输波形皆为切普脉冲
所携带。如文献[1]中第一次提出二次谱的方法,即将信号进
行两次功率谱处理,然后在伪码周期的整数倍得到等间隔峰值
谱线去估计直扩信号的伪码周期;文献[3]使用二次功率谱的
方法估计了多径环境下多速率直扩码分多址信号的伪码周期;
文献[
4]使用波动相关法结合自相关二阶矩的方法估计信号
的伪码周期;文献[5]将四阶累积量和特征值分解相结合的方
法估计信号的伪码周期和载波频率;文献[
6]提出一种延时相
乘相关熵的估计新方法,即利用相关熵可随度量随机过程局部
相似的特点,计算相关熵峰值间隔即可估计出扩频码的伪码周
期;文献[7]使用倒谱法将接收到的信号做功率谱运算以后对
信号取对数再作功率谱运算的方法估计扩频信号的伪码周期;
文献[8]在已知伪码周期和码片速率的前提下,用两倍伪码周
期对信号进行分段,然后使用奇异值分解的方法估计出基带直
扩信号的伪码序列;文献[
9]使用二阶矩的方法实现伪码周期
的估计;文献[
10]使用相关检测法实现扩频码周期以及码速
率的估计;文献[11]使用 Kmeans无聚类的方法实现基带扩
频码序列的估计;文献[12]在文献[1]的基础上先估计直扩信
号的伪码周期,然后再结合矩阵特征值分解的方法对带有强干
扰的基带直扩信号的伪码序列进行估计;文献[13]使用 LEAP
第 36卷第 8期
2019年 8月
计 算 机 应 用 研 究
ApplicationResearchofComputers
Vol36No8
Aug.2019