基于宽窗口和PAST算法的扩频序列盲估计-论文.pdf

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1、第15卷第17期2015年6月科学技术与工程V01．15No．17Jun．2015l671—1815(2015)17—0179—05ScienceTechnologyandEngineering@2015Sci．Tech．Engrg．基于宽窗口和PAST算法的扩频序列盲估计许彬薛敬宏(哈尔滨工业大学信息工程研究所，威海264209)摘要针对DSSS信号的盲估计问题，结合投影逼近子空间追踪算法(PAST)和滑动窗技术，对接收信号进行宽窗口划分，实现了非同步接收信号的扩频码的恢复。该方法只需要提取信号的主特征向量，

2、然后利用滑动窗的方法实现码同步。PAST方法避免了特征值的求解，降低了计算量，易于硬件实现，解决了传统的特征分解方法实时处理的困难以及相位模糊的问题，并且能在低信噪比下实现扩频码的估计。关键词扩频码序列子空间追踪算法滑动窗相位模糊盲估计中图法分类号TN975；文献标志码A直接序列扩频(DSSS)通信是扩频通信的一种信噪比下实现非同步情况下的扩频码估计，避免了主要方式，利用高速率的扩频序列对原始的信号进相位模糊，同时能够估计出非同步值，具有子空间追行频谱扩展，具有频谱宽、功率谱密度低、抗多径干踪算法的实时特性。本

3、文给出了该算法的基本原理扰及保密能力强等诸多特点，可以工作于极低的信并且仿真了该方法的性能，与基于宽窗口的特征分噪比条件下，因而在现代军事通信中得到广泛应用。解法进行了对比，仿真结果表明，该方法计算复杂度但是这些特性也给通信侦察和电子对抗带来了很大较低，并且在低信噪比下具有较好的实时盲解扩的难度，所以对扩频信号的检测和估计的研究具有能力。重要意义，而扩频序列的盲解扩研究是其中一个重1特征分解法要的方面。传统的扩频码的盲解扩采用的是特征分解假设信号通过高斯白噪声信道后，通过信号解法¨J，而该方法需要对信号的协方差

4、矩阵进行特征调得到的基带信号模型¨为：分解，通过最大和次大特征值对应的特征向量来实()=∑ak(t—kv)+凡(f)(1)现扩频码的拼接和恢复。但是随着扩频码和接收数据的增加，计算量也大大增加，而且在非同步情况下式(1)中存在相位模糊和向量前后位置不确定的问题。(f)=∑ckp(t一)(2)文献[2，3]提出的投影逼近子空间追踪算法是特征分解方法的实时快速算法，它通过自适应迭代式(2)中a和{c}⋯分别代表信息码和扩的过程，使权值收敛到主特征向量，避免了特征分频码序列，和分别代表扩频码周期和码片宽度。解，大大降

5、低了计算量。但是依然没有解决最大和次大特征向量在拼接过程中的相位模糊问题。在这个信号模型中，有以下两个假设：为了解决由于向量拼接带来的相位模糊问题，(1)假设噪声为均值为0，方差为的高斯白噪声。在文献[4]中提出了将宽窗口方法应用于特征分解(2)假设扩频码周期和码片宽度已知，并法，但是由于宽窗口的信号接收，使得计算量进一步且T=PTc。增加，不能实现接收信号的实时盲解扩，而且对硬件在文献[1]中，特征分解法的介绍如下：将接收的存储空间要求比较大，无法应用于实际情况中。到的信号按照窗口宽度划分为若干个互不重叠的为

6、了进一步降低计算量，文中提出了一种基于信号段，用向量表示由信号段组成的信号矩阵，计宽窗口重叠的信号子空间追踪方法，该算法能在低算其协方差矩阵得到R=E{·“}，通过特征分解2015年1月27日收到得到两个大的特征值分别为：第一作者简介：许彬(1991一)，女，硕士研究生。研究方向：卫星应急通信系统；现代信号处理理论与技术。E—mail：saturdaybinl118A(+p)2Az=(+p)2@163．corn。(3)l80科学技术与工程15卷式(3)中，p代表信噪比SNR，(0≤t。<)代表则迭代求出收敛权值

7、w(n)，就可以将子空间分解未知的非同步时延。转化为子空间迭代的过程，收敛得到的W(凡)便是理论分析可知，可以从信号的最大和次大特征接收信号协方差矩阵的主特征向量。值对应的特征向量恢复出原始的扩频码序列，并且本文将宽窗口法和PAST方法相结合，提出通过计算信号的非同步时延来区分是扩频码的前半了基于宽窗口的投影逼近子空间跟踪法的方法，这段还是后半段。得到的估计信噪比和非同步时延里的宽窗口指的是扩频序列周期的二倍，即2T。将接收到的非同步的信号按照2T窗口进行滑动，而且分别为相邻窗口的重叠宽度为，具体实现过程如图1

8、=(一2)≥，=-1)㈩所示。通过式(4)看到，噪声方差越大，时延估计t“o的o^(t)ln+^(f)In+，^)Io+^(f)准确率越低。E=互互互二接收信号窗口———而-———．叫由于接收信号的协方差函数为正定矩阵，所以l+下—二===二=二二=特征分解法的最大和次大特征向量收敛于扩频码或———者扩频码的相反情况，存在着相位模糊的问题，无法图1信号接收的宽窗口划分较好地完成扩频码的