[發(fā)明專利]基于奇異值分析的擴(kuò)頻波形盲估計(jì)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810030738.7
• 申請日: 2008-03-03
• 公開（公告）號: CN101237250A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃知濤;王豐華;邱鵬宇;陸鳳波;馮道旺
• 申請（專利權(quán)）人: 黃知濤
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04L25/03
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域中非協(xié)作通信信號處理技術(shù)，具體是指一種基于奇異值分析的擴(kuò)頻波形盲估計(jì)方法。

背景技術(shù)

擴(kuò)頻波形是直接序列擴(kuò)頻信號賴以實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展，進(jìn)而獲得低截獲概率、抗窄帶干擾等諸多優(yōu)良特性的關(guān)鍵參數(shù)，也是碼分多址通信系統(tǒng)(CDMA)中實(shí)現(xiàn)多址通信的關(guān)鍵參數(shù)之一。在非協(xié)作直接序列擴(kuò)頻通信信號的處理中，獲取擴(kuò)頻波形是一個(gè)不可或缺的重要環(huán)節(jié)。否則，將難以對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解調(diào)，通信信息的獲取就無從談起。因此，進(jìn)行擴(kuò)頻波形的盲估計(jì)具有重要意義。

對擴(kuò)頻波形的盲估計(jì)需要解決多個(gè)難點(diǎn)，主要包括：(1)具有低信噪比適應(yīng)能力。擴(kuò)頻信號的頻譜通常較寬，其特性類似于噪聲，而且擴(kuò)頻信號信噪比往往較低；(2)能適應(yīng)不同類型的擴(kuò)頻序列，包括線性移位寄存器序列(常見序列如m序列、Gold序列)和非線性序列等；(3)能適應(yīng)不同的擴(kuò)頻體制，包括短碼擴(kuò)頻體制和長碼擴(kuò)頻體制。

目前，對擴(kuò)頻波形的盲估計(jì)技術(shù)研究主要集中在擴(kuò)頻序列估計(jì)方面，主要有BM算法、三階相關(guān)算法、MLE禁忌搜索方法等。BM算法可以利用少量的基帶信號樣點(diǎn)通過求解方程組的方法估計(jì)線性移位寄存器序列，但是該方法不能適應(yīng)低信噪比環(huán)境，而且無法估計(jì)非線性序列；三階相關(guān)算法利用m序列的三階相關(guān)特性可以估計(jì)較長的m序列，但是目前的研究也僅限于m序列；MLE禁忌搜索算法的性能略優(yōu)于基于特征值分析的盲估計(jì)算法，但是它同樣不能適應(yīng)長碼擴(kuò)頻信號，同時(shí)其計(jì)算量也比較大。而且上述方法和技術(shù)都是基于信號解調(diào)后的碼序列實(shí)現(xiàn)的，然而在實(shí)際系統(tǒng)中由于擴(kuò)頻信號功率弱、信噪比低，很難獲得理想的解調(diào)數(shù)據(jù)。

由此可以看出，已有的擴(kuò)頻波形盲估計(jì)方法還不能滿足實(shí)際系統(tǒng)的需要。為了有效獲取擴(kuò)頻體制信號的擴(kuò)頻波形，滿足實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用的需求，需要研究新擴(kuò)頻波形盲估計(jì)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于奇異值分析的擴(kuò)頻波形盲估計(jì)方法，它可以較好地滿足非協(xié)作通信以及軟件無線電中對未知擴(kuò)頻信號快速提取擴(kuò)頻波形的要求，大大提高了擴(kuò)頻波形估計(jì)的速度，并且能夠適應(yīng)短碼擴(kuò)頻和長碼擴(kuò)頻兩種直擴(kuò)體制信號。本發(fā)明可直接應(yīng)用于非協(xié)作擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，也可用于相應(yīng)的軟件無線電等系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的解決方案是：利用接收到的多個(gè)擴(kuò)頻周期的信號，構(gòu)造分段的信號觀測矩陣，通過奇異值分解估計(jì)各段數(shù)據(jù)中的擴(kuò)頻波形和信息序列，最終完成各段擴(kuò)頻波形的連接。本發(fā)明包括如下步驟：

A，檢測擴(kuò)頻信號，估計(jì)擴(kuò)頻信號周期；

B，將接收的擴(kuò)頻信號分段，并估計(jì)各段數(shù)據(jù)中的擴(kuò)頻波形和信息序列；

C，完成各段擴(kuò)頻波形的連接。

以下對本發(fā)明做出進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的工作原理及過程詳細(xì)描述如下：

A，接收中頻采集數(shù)據(jù)或基帶數(shù)據(jù)，計(jì)算接收數(shù)據(jù)的二階矩，估計(jì)擴(kuò)頻信號的擴(kuò)頻周期。由于信號中含有信息序列，擴(kuò)頻波形的周期性受到很大削弱，尤其是在長碼擴(kuò)頻體制信號中擴(kuò)頻波形的周期性不再明顯，因此需要首先消除信息序列的影響。其做法如下：首先將接收信號通過帶通濾波器，消除帶外噪聲；其次，對接收信號復(fù)包絡(luò)的絕對值進(jìn)行相關(guān)處理；最后，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行峰值檢測來判斷是否存在擴(kuò)頻信號，并利用峰值間隔估計(jì)擴(kuò)頻周期。

B1，根據(jù)步驟A得到的擴(kuò)頻周期將每個(gè)擴(kuò)頻周期內(nèi)的信號分為K個(gè)窗，并將不同擴(kuò)頻周期內(nèi)對應(yīng)的窗排列成觀測矩陣；首先，將每個(gè)擴(kuò)頻周期中的信號分為K個(gè)時(shí)間窗，分別記為W_i，j(i＝1，2，…，K)，將分段后的數(shù)據(jù)排列成如下格式的矩陣