基于四阶矩切片循环谱的非周期性直扩信号检测与参数估计

摘 要 ｔ 由于 非周 期性 直扩信 号破 坏 了伪码 的周 期性和 相 关特性 ，原 周期 性直 扩信 号检测 方法 将 失效或 性 能严重 恶
化 。本 文在 信息 序列 不相 关 的前 提下 ，利 用 四阶矩 切片 能有 效抑制 高 斯 白噪 声和 其循 环相 关谱 具有 明显 谱峰 的特 点 ，
基于 四阶矩 切 片循环 谱 的非周 期性
直 扩信 号检 测 与参数估 计
赵知劲 ２ ， 陈林 ， 濮俊杰 ， 尚俊娜
（．杭 州 电子 科 技 大 学 ，浙 江 杭 州 ， ３０ １ ； １ １０８ ２ ．中 国 电子 科 技 集 团 第 ３ ６研 究所 通 信 系统 信 息控 制 技 术 国家 级 重 点 实 验 室 ， 浙 江 嘉 兴 ３４ ０ ） １ ０ １
根据信号频域或时域特征检测性能差的 问题 ，本 文利用 非周期性直扩信号 的四阶矩切片 的循环相关 谱 存 在 明显 谱 峰 的特 点 ，而 平 稳 噪 声 或 近似 伪 平 稳 噪 声无 此 特 点 ，本 文 提 出 了基 于 四 阶矩 切 片循 环 相
一
关 谱 的非 周 期 性 直 扩 信 号 检测与参数估计方法 。
（） １
Ａ ｄ —ｔ）ｋｔ ｔ）ｋ ｔ ＋ｄｑ ｔ） — ｋｓ （—ｔ ］ｉ ２ｆｆ ） Ｈ ｃ （— ｋＳ （—ｔ） ｋ ｑ — ｃ ｔ）￣ｔ ｋ ｓ （ａｃ＋ ） ） ｎ
收稿 日期 ・２ １－１２ ０ ０Ｏ —７
修订 日期 ：２ １－３２ ０ １０ —７
基 金 项 目 ・浙 江 省 研 究 生 创 新 科 研 项 目 （ Ｋ２ ０ ０ ７ ；浙 江 省 新 苗 计 划 项 目 （ ０ ８ ０ ２ ４ １５ Ｙ ０８５ ） ２０ Ｒ４ Ｇ ０ ０ １ ）
第 １ ６卷 第 ４期 ２１ ０ １年 ８月
文 章编 号 ： １０ ．２ ９（０ ０ —０ ４０ ０ ７０４ ２ １） ４０ ６ ．６ １
电 路 与 系 统 学报
Ｊ ０ＵＲ ＮＡＬ ＯＦ ＣⅡｉ ℃ＵＩ ＴＳＡＮＤ ＹＳ ＥＭ Ｓ Ｓ Ｔ
Ｖｏ ．６ Ｎｏ ４ １１ ． Ａｕ ｕ ｔ ２ １ ｇ ｓ， ０ １
提 出 一种基 于 四阶矩 切片 循环相 关谱 的非 周期 性直 扩信 号盲 检测 方法 ，该方 法 同时 能精 确估 计信 号 载频 。这种 方法 不 需要先 验信 息 ，计算 简单 ，易于 工程 实现 。仿 真 结果表 明，在 虚警 概率 为 ｌ ％，信 噪 比为．１ Ｂ时 ，该 方法 的检 测概 率 ２ｄ 可达 到 ９ ％以上 ；当信 噪 比高于．８ Ｂ时 ，载 频估 计 的归一 化标准 差低 于 Ｏ０ ２ ０ １ｄ ．０ ；该方 法 的检 测和 载频 估计 性 能均优 于
军用的各类通信 系统 中。伴 随着信号检测与估计技术 的 日新月异 ，周期直扩信号容易被侦测并破译 ， 这 给 信 息 传 输 的 安全 性 和 可靠 性 提 出 了 新 的挑 战 ， 于是 非 周 期 性 直 扩 信 号 孕 育 而 生 。非 周 期 性 直 扩 信
号 也称 长码 信 号 ，是 指 一个 扩 频 码 序 列 周 期 包 括 多 个 信 息 码 元 周 期 ， 即不 同信 息 码 元 对 应 的 扩 频 伪码 序 列 是 变 化 的 ，典 型 的 应 用 包 括 Ｊ Ｉ Ｔ ＤＳ信 号 、ＧＰ ．（ 码 信 号 等 。和 周 期性 直 扩 信 号相 比 ，非 周 期 性 ＳＰＹ） 直 扩 信 号 破 坏 了伪 码 的 周 期性 和 相 关 特 性 ，对 其 的非 协 作 侦 收 和 参 数 估 计 更 为 困难 ， 目前 已成 为 新 的 研 究 热 点 。基 于 时域 相 关 或 频 域 特 征 的检 测 方 法 将 失 效或 性 能大 大 降低 ， 如平 方 倍 频 法 …、 延 时 相 乘 检 测 法 【、 周 期 谱 法 ［、二 次谱 法 【 ３ ］ 钔、倒 谱 法 【、谱 相 关 法 【以及 相应 的 改进 算 法 】 。 ５ ］ ６ 】 等 四阶 矩 切 片 很 好 地 抑 制 了高 斯 白噪 声 ， 为更 低 信 噪 比下 信 号检 测提 供 了很好 基 础 Ｉ Ｊ ；为 解 决 单
信 息
码
ｊ Ｑ
２ 理 论分析
２１
取 虚部
种 非 周 期 性 直 扩 信
图 １ 非周期 性直 扩信 号模 型
号 的模 型 框 图如 图 １ 示 。信 号 表 达 式 为 ： 所
（＝ ｆ ∑ ）
ｋ ＝ｌ
（－ｔ （－ ｋ （－ｔ 一 （－ｔ ｃ（－ ｋ （－ｔ ］。（ Ｈ ） ｔ ｋ ｔ ｔ） ｔ ｋ ｔ ｋ ｔ ｔ）ｋ ｔ ｋ ｃｓ２ ） ） ｑ ） ＋
二次 四阶矩 切片 法 、平方 倍频法 和倒 谱法 。
关键词 。非 周期 性直扩 信 号 ：四阶矩 切片 ；循 环相 关谱 ；信 号检测 与参 数估 计 中圈分 类号 ｔ Ｎ９ ４ Ｔ １ 文 献标 识码 ｔ Ａ
１ 引言
近 年 来 ，直 扩 技 术 由于 它 抗 干 扰 性 强 、低 截 获率 、能 抑 制 多 径 衰 落 效 应 等优 点 ，广 泛 应 用 于 民用 、
第 ４期
赵知劲等 ：基于 四阶矩切片循环 谱的非周期性直扩信号检测与参数估计
６ ５
式中：Ａ 是第 ｋ个用户的信号幅度； （ ） ｋ ｆ ， 一 一ｋ ｔ分别为第 ｋ个用户的奇位和偶位信息码； ） Ｃｔ ｔ ∈１１ Ｖ Ｆ ｋ — ｛ ） ） ， 是Ｏ Ｓ 信道化码， 一 各小区内用户所用的信道化码各不相同， 互相正交独立； ｋｔ ｔ ， ｓ（ ｋ ｉ— ）
Ｓ （一 分 别 为 小 区 复 扰 码 的实 部 和 虚 部 ， 它 们 互 相 正 交 独 立 ，而 且 各 小 区 间扰 码 也 互相 独 立 。其 中 ｋ ｆ ） ｑ 扰 码 长 度 是 一 次扩 频 码 的 数 倍 ，连 续 数 个 一 次 扩 频 码 组 成 一 串 复数 据 与 复扰 码 对 应 位 相 乘 ；