直扩信号参数估计方法浅析

（ ）５ ３ ５ １ ４ ：２ — ３ ．
【１ Ｂ ｒｌＣ‘ ｏ ｄ ｒ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｉ ｃ — ２ Ｇ‘ ｕｅ ， Ｂ ｕ ｅ ．Ｄ ｔ ｉ ｆ Ｄ ｒ ｔ Ｓ ｃｏ ｅ ｅ
ｑ ｅ ｃ Ｓ ｒ ａ Ｓ ｅ ｔｕ ｕ ｎ ｅ ｐ ｅ ｄ ｐ ｃｒ ｍ Ｔ ａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｗｉ ｏ ｔ ｔ ｕ ｈ Ｐｒ ｒ Ｋｎ ｗ ｅ ｇ ． ｉ ｏ ｏ ｌｄ ｅ
２ ０１ １ ２ ６ ２３ ０ ， ： ３ — ９．
Ｉ ＥＥ Ｅ Ｔｒ ｎ ． Ｃ ｍｍｕ ． ａｓ ｏ ｎ
【Ｉ Ｐ １ｄｒｓ ３Ａ’ ｏ ｏｏ ，Ｃ’ ｗｅｅ．Ｄ ｔ ｔ ｎ Ｐｒ ｒ ） Ｌ‘ ｂｒ ｅ ｃｉ ｅｆ － ｅ ｏ ｏ
ｍａ ｃ Ｃｏ ｓ ｄ ｒ ｔｏ ｓ ｏ Ｄｉｅ ｔ Ｓ ｑ ｅ ｃ ａ ｄ ｎｅ ｎ ｉ ｅ ａ ｉｎ ｆ ｒ ｒｃ — ｅ ｕ ｎ ｅ ｎ
３ 结 论
通信 系统 中的直 扩信号参数 估计方 法很 多， 但是在实际工程应用中考虑 到实现问题 ， 需 要与现有硬件速度相结合 ，并结合算法软件化 来实现参数快速估计 。
参 考文 献
【】 。 ｒｏ ｉ ．Ｅ ｅｇ Ｄ ｔ ｔ ｎ ｆ ｎ ｎｗ １Ｈ Ｕ ｋｗｔ ｚ ｎ ｒｙ ｅｅ ｉ ｏ Ｕ ｋｏ ｎ ｃｏ Ｄ ｔ ｍｉｉ ｉ ｉｎｌ 【． Ｅ Ｐｏ ． １６ ，５ ｅｅ ｎｓ ｃ ｇ ａ ＪＩ Ｅ ｒｃ ７ ５ ｒ ｔ Ｓ １Ｅ ９
这些检测与估计方法还都有待完善 。 当然 ， 在噪 声中检测出感兴趣的直扩信号存在性 ，才有 可 能谈及直扩信号参数的估计问题 。通常对 于恢 复直扩信号的原信息这个 目的而言 ，需要 知道 直扩信 号的带宽 ，伪随机码周期 ，伪 随机码速 率， 伪随机码的码型结构等等 。到 目前 为止， 大 量研究表明直扩通信的最佳干扰技术是 波形 瞄 准式干扰即相同扩频伪随机码波形干扰 。但是 有时环境信号复杂 、密度大 ，通信 时间也不连 续 ，因 而要 获 取 敌对 方 扩频 系 统 的扩 频 码 的技 术 难度 极 大 。 目前 在 国 内 这 种 侦察 干扰 技 术 的 研 究 尚 处 于探 索 阶 段 ，已 研 究 成 熟 的 干扰 体 制 是 均 匀 频 谱 密 度 拦 阻 式 干 扰 或 单 频 瞄 准 式 干 扰， 它们对所有的扩频系统而言 ， 干扰效果并 其 不 理想 ， 因此 ， 要 针对 各 种 不 同 的情 况 进 行 具 需 体分析 。直扩通 信的反对抗 性能主要研究其对 抗如下 干扰的能力 ： 宽带噪声干扰， 部分频带噪 声干扰 ， 冲噪声干扰 ， 频载波干扰 ， 脉 单 多射频 干扰， 多径 干扰和同类型信号干扰等等 。 目前 从 的 研究 来 看 ，提 高扩 频 系统 的处 理 增 益 就 能 有 效 地提 高 系统 的抗 干扰 性 能 ，一 般 是 通 过 伪 随 的非线性 ， 提高伪 随机码速率 ， 来 以进一步提高 其 反侦 察 和抗 干 扰 能 力 。并 且 在处 理 增 益 不 足 以对付 时， 同时采 用纠错 、 织和 自适应滤波 可 交 等技 术 。 电 子对 抗 中 ， 子 侦 收 的最 终 目的 是 在 电 获得截获 的信号 的原始 数据信 息，从而对敌方 扩频 通 信 系统 实 施 反 干 扰 。 此 ， 则上 应 尽 量 因 原 掌握敌方信号 的各种参 数， 采用 与之相同 、 相似 或完全一样 的波形进行 伪装 与干扰 ，这是一种 理想情 况，需要对直 扩信号进行圆满的检测与 估计 ， 目前还很难实 现。 在没有先验 知识的条件 下 ，采 用 部 分 频 带 噪 声 干扰 或 脉 冲噪 声 干 扰 是 较 为有效 的， 利用远一近效应 ， 采用大功率的干 扰信号也是有效 的，但 其条 件为必须是同类型 的直扩信 号， 具体实 现有 一定的难度 。 对 于直 扩信 号 的检 测 ， Ｕｏ ｏ ｉ 最 早 Ｈ・ ｒｋｗｔ ｚ 提出能量检测算 法Ｉ， 法的理论依据是信号加 ｌ算 Ｊ 噪声 的能量大 于噪声 的能量 ，通过设定合适的 门限对能量 电平进行判 决可 以解决信号的检测 问题 。由于算 法的榆测 性能依 赖于背景噪声 的 情 况， 如果 背 景 噪声 不满 足平 稳 的条 件 ， 测 性 检 能会急剧 Ｆ ， 降 变得 不可实用。 此外能量检测法 另一个 缺点 是不 能提 取信号 的特 征 （ 计参 估 数） 为侦察 的’一步服 务。针对能量检测器检 ， Ｆ 测信号 的缺陷 ，人们提 出了各种能够克服这些 缺 陷的参数型检测器 。 ・ ａｉｏｉ 等人提 出了 Ｓ Ｄ ｖ ｖｅ ｄ ｉ 使 用干扰消除 的辐 射计进行 榆测 ， Ａ・ ｉａｄ Ｒ・ Ｄｌ ｒ ｌ 等人提 出了将雷 达中的脉冲检测和二元滑窗技 术 与能 量 榆 测 算 法 相 结 合 ，使 得 改 良后 的 能 量 榆测器 的性能有所改进 ，特别是对跳频信号的
检测性能 ， 是这些 改进都 未能从根本且消除 但
能量检 测算 法中的基本矛盾 。 基于二 阶量 ， Ｂ ｒｌ 出一种 检测法１， Ｇ・ ｕｅ 提 ２ １ 利用噪声方差 的估计 值作 为门限对信号二阶矩 增幅波 动进行判决 ，以实现对扩频信号 和符号 周期的检测 。随后 ， Ｅ－ｅｄ针对 Ｂ Ｓ Ｄ・ Ｒ ｅ Ｐ Ｋ信号 做过 一些分析 ，得到 了一种延迟相乘 的结 构用 于检测直 扩信 号１ 若 信 噪 比大 于一 ０ Ｂ。 ３ １ ， １ ｄ 在信 号与其 自己的延迟相乘后会在符号速率处产生 谱线 ， 即率线 ， 检测该谱线的存在与否就可 以 判定信号 的存在与否 ，率线的位置可估计符号 速率 。 基 于 扩 谱 信 号 的 相 关 性 ， Ｐ ｌｄｒ６ 出 Ａ・ｏｙ ｏｏ 提 了相关检测算法１ 该方法 在一定程度上 降低 了 ３ １ ， 其对背景噪声的敏感性 ， 甚至在窄带干扰情况下 也具有较好的鲁棒性 ， 此后相继发展起来的延时 相乘算法， 平方律检测算法等都属于相关域的检 测方法 ， 只是分析思路和着眼点有所不同。总的 来说 ， 相关域的榆测算法利用了不同时刻噪声空 间相 互 独立 的特 点 ， 因而 检 测效 果较 能 量 检测 方 法 要 好 ，但 其 还 是 未 能 有 效 利用 信 号 本 身 的特
Ｔｍ — ｐｉｇ Ｉ ＩⅥａｅｏｍ ｌ．１ Ｅ ＿ｕ ｌ ｉ ｅ Ｈｏｐｎ ｌ ｖｆ ｓＪ Ｅ Ｅ 『 ｍａ Ｊ ｒ １ ０
《 Ａ Ｃ １８ ． （ ）７ ７ ７ ４ ） Ｓ １ ， ９ ５ ３ ５ ：２ — ４ ． ｎ
【１ Ａ 。 ｉ， Ｂ ’ ｏｉ．Ｃ ｒｉ ｅｅｔ ｎ ｏ ４Ｄ Ｈｌ ｊ‘ Ｂ ｄｅ ａｒ ｒ Ｄ ｔｃｏ ｆ ｌ ｅ ｉ
科ｌ Ｉ ｌ 技 论 坛
Байду номын сангаас科葡
直扩信号参数估计方法浅析
张 晓 明
（ 国 电子 科技 集 团公 司第 三 十 八 研 究所 ， 徽 合 肥 ２ ０ ８ ） 中 安 ３ ０ ８
摘 要： 直扩信 号的参数 估计是许 多通信 系统 中的关键技术 ， 在 通过对一些估计方 法进行 阐述分析 来预测今后 直扩信号参数 估计方法在实 旨
际 应 用 的发 展 方 向 。
关键词： 直扩信 号； 参数估计 ； 通信 系统 ； 实际应用
Ｉ概 述
直 接 序 列 扩 展 频 谱 （ ｉ ｃ Ｓｑ ｅ ｃ Ｄｒ ｔ ｅｕ ｎｅ ｅ Ｓ ｒａ ｐｃｒｍ， Ｓ Ｓ ｐｅｄ Ｓ ｅｔ ｕ Ｄ Ｓ ）通信 是为 了对抗传 统 干扰 而引入的一种 全新 的抗干扰通信体制 。然 而直扩信号是一种 和跳频 信号完全不同的扩频 信号 ， 其具有伪 噪声 的特点 ， 通常隐蔽在背景噪 声 中传 播 。 扩 通 信 较 之 常 规 通 信 ， 有 更 低 的 直 具 截获概率 和更高 的抗干扰 特性 。直扩通信对信 息 序列直接实施 高速 的伪随机码序 列调制 ， 其 信号频谱大为展宽 ，在发射机 发出同样 的有效 辐射 功率情况下 ，在接 收机端 的信噪比大为降 低， 因而 具 有 较 低 的截 获 特 性 。 列 调 制 是 当同 序 步 相 关 接 收时 ，宽 带 直 扩 信 号 经 混频 后 解 扩 为 窄带信息信号 ，经窄带滤 波后 能全无抑制的通 过 。而接 收机输入端 的噪声 由于其与接收机本 振 的伪随机码序列不相关 ， 在窄带 噪声情 况下 ， 经 混频后 ， 噪声 的频 谱反而进一步展宽 ， 而仅有 绝小部分 的噪声能量能通 过窄带 滤波器。 因此 ， 在 窄带滤 波器后 的信息解 调器的输入端具有较 高的信 噪比， 而能正 常接收信 息。也就是说 ， 通 信接 收机经 同步相关接 收后 ，具有 了较 高的扩 频处 理增益 ，使相关器输 出端 的信噪比远高于 相关器输入端的信 噪比。 由此可见 ， 直扩通信较 之 常规 通 信 具 有 较 强 的抑 制 噪声 的 能 力 ， 即具 有较 强的抗干扰能力 ，单纯用 一般干扰 信号在 频域 、时域与被干扰直扩信号重叠是不 能够达 到最佳干扰 的。 因此 ， 扩通信所固有的特点 决 直 定 了一方 面直扩信号难 于检测 ，另一方 面即便 是 检 测 到 了直 扩 信 号 但 不 知 道 发 方 的 扩 频 码 ， 也将难于恢复原来 的信息 。 ２直扩信号参数估计方法 利 用经典 信号 检测与 估计 理论是 难于对 直 扩信 号 作 出有 效 的检 测 与估 计 。但 无 论 直扩 信号 与背景噪声怎样类似 ，它 与背景噪声肯定 是有 区别 的， 因此 ， 直扩信号 的对抗策 略应该是 利 用 信 号 和周 围 噪 声 在 时 域 、 域 、 关 域 、 频 相 功 率谱、 倒谱 、 相关 、 阶谱域和 时频 域 中的不 谱 高 同特征， 采取相应 的方法对直 扩信号 进行 区分， 从 而 由噪 声 中估 测 出直 扩 信 号 。 它 由 宽 带 微弱 信 号 检测 与估 计 理 论 柬 支 持 ， 属 于通 信 信 号 细 微 特 征提 取 的范 畴 。 然 ， 直 扩 信 号 的 对抗 也 当 对 须 先 检测 与估 计 信 号 参 数 ，然 后 才 有 可 能对 直 扩 通信实施有效 的干扰 ，虽然 直扩信号 和跳频 信号的榆 测与ｆ 汁研究 从二十世纪八十年代初 ｛ ｌ Ｉ 就一起被提 出来 了，但直扩信号 的检测 与估计 直到现在还是一个 尚未完满 解决 的难题 ，这是 ｆ 为信 号 的功 率 ｉ Ｉ ＿ ｉ 盐密度 很 低 ，通 常可 以 淹 没在 噪声 之 中很 难 被 发 现 ， 仆 计 参 数 则更 难 。 而 在 噪声 中榆测 与 计直扩信号 的方 法一殿有 宽带 辐 射计 ， 带能 检测计 ， 时相乘 ｝ 机 ， 宽 ｔ延 妄收 在 频 谱上采用数宁信 号处理 的累加平均 法等等 ，