[發(fā)明專利]周期長碼直擴信號偽隨機碼估計方法

有效

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• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104038249A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設計）人: 趙知勁;顧驍煒;沈雷;尚俊娜;胡偉康;李淼;王海泉;徐春云
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發(fā)明屬于直接序列擴頻信號的盲參數(shù)估計領域，特別涉及一種使用短碼擴頻長碼加擾的周期長碼直擴信號偽隨機碼估計方法。

背景技術

常規(guī)的通信體制主要以利用有限信號的功率和帶寬來傳遞盡可能多的信息。擴展頻譜通信是在一個遠大于信息速率的帶寬上進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ牛捎谒灰怨?jié)省帶寬為目的，因而不同于常規(guī)的通信體制。

直接序列擴頻(Direct?Sequence?Spread?Spectrum，DSSS)通信技術是擴頻通信技術的主要方式之一。直擴信號可以分為：短碼直擴信號，長碼直擴信號。其中，長碼直擴信號又可分為采用長碼擴頻的直擴信號和使用短碼擴頻長碼加擾的直擴信號，為簡單表示，本發(fā)明中將使用短碼擴頻長碼加擾的直擴信號稱為周期長碼直擴信號，以示與采用長碼擴頻的直擴信號的區(qū)別。

直擴通信系統(tǒng)的核心思想是在信息碼序列發(fā)送之前，用高速率的PN碼對信號進行調制，使信號的頻譜擴展、信號淹沒在噪聲之中，使得直擴信號難于偵測。直擴信號具有干擾抑制能力強、有利于信號隱蔽、可實現(xiàn)多址接入、抗衰落能力強等優(yōu)點，使得擴頻通信成為目前研究的熱門。

在通信對抗中，正是由于直擴信號的抗干擾性強、隱蔽性好等特點，使得非合作情況下的直擴信號偵測和盲參數(shù)估計相當困難。非合作直擴通信中，偽隨機(PN)碼估計是信息截獲的前提和關鍵。短碼直擴信號的PN碼盲估計研究已比較成熟，使用長碼擴頻的長碼直擴信號的研究也已經(jīng)有一定的成果。但周期長碼直擴信號由于其結構復雜，保密性更強，給非合作通信的盲PN碼估計帶來了更大的困難和挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有的直擴信號擴頻碼估計方法主要有：相關矩陣特征分解法、神經(jīng)網(wǎng)絡法、匹配濾波法和三階相關法。由于周期長碼直擴信號中包含兩個偽隨機碼，且相關矩陣特征分解法、神經(jīng)網(wǎng)絡法和匹配濾波法需要大量信號樣本，這三種方法均無法適用于周期長碼直擴信號。三階統(tǒng)計量對信息缺失不敏感，含有比二階統(tǒng)計量更多的信號信息，但利用三階相關法的周期長碼直擴信號的偽隨機碼估計還未見公開的相關研究成果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對非合作通信中無法盲估計周期長碼直擴信號的偽隨機碼的問題，提出一種基于m序列三階相關函數(shù)共同峰的周期長碼直擴信號偽隨機碼估計方法，從而解決無法估計周期長碼直擴信號兩個PN碼問題。

本發(fā)明中周期長碼直擴信號偽隨機碼估計方法的步驟是：

1、將周期長碼直擴信號以擴頻碼碼片速率采樣轉化為基帶信號后，計算得到信號的延遲三階相關函數(shù)。

2、搜索得到延遲三階相關函數(shù)中可能的共同峰坐標，并利用m序列三階相關函數(shù)特性提高共同峰坐標搜索的準確度。

3、將共同峰坐標表示為多項式形式后計算最大公約式，得到若干組待選的長碼和短碼m序列本原多項式組合。

4、找出各個長碼和短碼組合所有在其長碼主值域內(nèi)的三階相關函數(shù)共同峰坐標集合。

5、計算信號在各組合所對應的共同峰坐標集合元素處的延遲三階相關函數(shù)平均值，最大平均值所對應的本原多項式組合即為信號的長碼和短碼的本原多項式。

本發(fā)明充分利用兩個m序列的三階相關函數(shù)共同峰所對應的多項式的最大公約式的因式中同時包含這兩個m序列本原多項式的原理，實現(xiàn)對周期長碼直擴信號兩個偽隨機碼的同時估計。

本發(fā)明利用周期長碼直擴信號中信息碼碼元寬度遠大于擴頻碼碼片周期的特點，結合m序列移位疊加性，通過將信號延遲一個擴頻碼碼片后與自身相乘并計算其三階相關函數(shù)，得到信號的延遲三階相關函數(shù)，可以有效消除信息碼對周期長碼直擴信號的三階相關函數(shù)的影響。

本發(fā)明利用預先設立的閾值與上三角部分的延遲三階相關函數(shù)比較，得到三階共同峰坐標的初估計。由于信號中包含噪聲，信號共同峰初估計存在誤差，需要利用m序列三階相關峰特性提高峰值估計的準確性。

本發(fā)明在共同峰初估計后，利用倍乘特性得到初估計共同峰坐標的若干倍乘坐標后，計算每個共同峰坐標和它的若干個倍乘坐標處信號延遲三階相關函數(shù)的平均值，將該平均值記為倍乘均值。若倍乘均值小于閾值，則認為該共同峰為虛假峰，從初估計的共同峰中刪除。通過倍乘性質，將極大的提升共同峰估計準確性，提高PN碼估計性能。