[發明專利]含殘余頻偏的同步DS?CDMA信號偽碼序列盲估計

在審

• 申請號: 201710523801.X
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107124252A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 張天騏;楊強;宋玉龍;宋鐵成
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04B1/7073;H04B1/7075
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技術領域

本發明涉及通信領域中直接序列擴頻信號的盲處理，具體涉及一種低信噪比下含殘余頻偏的同步DS-CDMA信號偽碼序列盲估計方法。

背景技術

直接序列碼分多址(Direct Sequence-Code Division Multiple Access,DS-CDMA)系統是直接序列擴頻(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)通信系統之一，DS-CDMA信號由于采用了多路偽隨機編碼調制信息碼，使其頻譜得以展寬，較之常規的窄帶通信信號具有隱蔽性好、抗干擾、低截獲概率、保密性強等優點被廣泛地應用于軍事通信和民用通信。如：通信、雷達、GPS全球衛星定時定位系統、遙感和遙控等領域。然而，在非協作的擴頻通信系統中，如：電子作戰、通信對抗等，由于接收方未知曉信號調制所用的擴頻碼序列，即使截獲到DS-CDMA信號，也難以獲取信號中傳輸的有用信息。因此，對DS-CDMA信號的盲解擴問題成為通信領域研究的重點和熱點。

目前在低信噪比條件下，針對DS-CDMA信號偽碼序列的盲估計已提出多種方法，文獻(陸鳳波,黃知濤,姜文利.基于Fast-ICA的CDMA信號擴頻序列盲估計及性能分析[J].通信學報,2011,32(8):136-142.)提出使用Fast-ICA方法對LC-DS-CDMA信號的偽碼序列進行估計，該方法先把接收信號分成若干個重疊的分段，然后估計出每個用戶的偽碼序列片段，最后對估計出的偽碼序列片段進行拼接從而估計出每個用戶完整的偽碼序列。文獻(張天騏,趙軍桃,江曉磊.基于多主分量神經網絡的同步DS-CDMA偽碼盲估計[J].系統工程與電子技術,2016,38(11):2638-2647.)提出使用主分量神經網絡的方法對DS-CDMA信號的偽碼序列進行估計，該方法將觀測信號送入神經網絡對權值進行更新、訓練直至收斂，最后對權向量取符號即可完成對DS-CDMA信號的偽碼序列盲估計。文獻(趙知勁,李淼,尚俊娜.基于矩陣填充和三階相關的長短碼DS-CDMA信號多偽碼盲估計[J].電子與信息學報,2016,38(7):1788-1793.)針對長短碼DS-CDMA信號，提出基于矩陣填充和三階相關的DS-CDMA信號偽碼序列盲估計方法，該方法首先將長碼建模為含缺失數據的短碼直擴信號模型，然后通過盲源分離和三階相關方法實現了對偽碼序列的盲估計，但是該方法只能估計m序列，無法對gold、M序列等其他偽隨機編碼序列進行估計，具有一定的局限性。

以上方法都是建立在理想基帶DS-CDMA信號模型下實現了對信號偽碼序列的盲估計。然而，在實際通信中，接收端接收到的DS-CDMA信號通常還含有殘余頻偏，這使得對DS-CDMA信號偽碼序列的盲估計更為困難，從而進一步影響對信號的盲解擴性能。為此，本發明提出一種基于特征分解和數字鎖相環(Digital Phase Lock Loop,DPLL)相結合的含殘余頻偏的同步DS-CDMA信號偽碼序列盲估計方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對當前在低信噪比情況下含殘余頻偏的同步DS-CDMA信號偽碼序列難以估計的問題，提出一種特征分解和DPLL結合的含殘余頻偏的同步DS-CDMA信號偽碼序列盲估計方法。該方法在低信噪比條件下，能夠對含殘余頻偏的同步DS-CDMA信號的偽碼序列進行準確的估計，并且隨著信號數據組數的增加，偽碼序列估計的正確率也不斷增加。而且該方法適用于任何偽碼序列類型的DS-CDMA信號。

本發明解決上述技術問題的技術方案是，提出一種特征分解和DPLL結合的含殘余頻偏的同步DS-CDMA信號偽碼序列盲估計方法。該方法的具體實施步驟如下：在接收端對含殘余頻偏的DS-CDMA信號進行同步和離散化，并以單倍偽碼周期對數據進行分段并計算信號的自相關矩陣；再對構造的自相關矩陣進行特征值分解，使用MDL準則求出信號中的用戶數，取與用戶數相等的最大特征值所對應的特征向量以完成各用戶偽碼序列的粗估計；最后將粗估計的偽碼序列送入DPLL中進行殘余頻偏的消除，經DPLL工作穩定后會輸出I、Q兩路信號，而其中的I路信號即為最終所要估計的偽碼序列。

不失一般性，假定偽碼周期，信息碼速率已知。設接收機端中頻DS-CDMA信號經過采樣后，可表示為：

其中，