自编码直接扩谱通信原理与机制

传统直接序列扩频(DSSS)通信由于采用固定的PN码作为扩频码,其通信安全潜在着极大威胁。介绍一种完全抛弃传统的PN码而利用当前N个信码比特作为下一个信码的扩频码码片来进行扩频调制的新的扩频——自编码直接序列扩频(SEDS)通信技术。本质上自编码扩频是一种随机直接序列扩频(RCDS),理论分析和仿真均表明在单用户AWGN信道上当信噪比大于4dB时误码性能与传统直扩通信基本相同,采用适当的纠错码技术在Pe为10-4时可获得近4dB编码增益,与传统直扩多址相比,可能有更大的多址用户数。但由于目前自编码扩频的无冗余延迟抽头结构使扩频码本质上没有严格的0/1平衡性,必然存在载波泄漏等安全隐患。最后还指出了自编码扩频通信技术的一些改进研究方向。     

基于延迟相乘和能量累积的DSSS信号参数估计算法

针对直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)信号截获和参数盲估计问题,提出了一种采用延迟相乘和能量累积实现DSSS信号参数估计的新方法。该算法采用延迟相乘估计伪随机码（pseudonoise,PN）周期,将延迟相乘序列分成连续的片断,通过累积能量最大值搜索估计信息码周期,实现了PN码序列和信息序列的估计。理论分析和仿真结果表明,在加性高斯白噪声条件下,对扩频增益为G_p dB的DSSS信号,在信噪比高于-G_p/2 dB的条件下,该算法能够实现稳定的参数提取。该算法不需要预先设定门限和参数,适合采用硬件设计实现。     

脉冲无线电技术在军事通信中的应用

衡量一种军事通信技术优劣的重要指标是其抗干扰性能和隐蔽性,而具备这些优良特性的脉冲无线电技术当前的研究热点是在短距离宽带无线接入中的应用。针对典型的超宽带实现方案脉冲无线电技术进行研究,首先分析了它与传统的直接序列扩频技术的差别,然后着重研究了它的抗干扰性能和抗检测/截获性能,并与DSSS技术进行对比,结果表明脉冲无线电超宽带技术比传统的DSSS技术具有更好的抗干扰性能和隐蔽性,更加适于军事通信应用。     

非周期直扩信号PN码盲估计技术

在非协作信息侦测情况下,在扩频周期内,由于非周期性直接序列扩频（direct sequence spread spectrum, DSSS）信号的扩频序列具有不可重复性,再加上扩频信号的非同步性,使得扩频码的盲估计十分困难。在信息序列不相关,且已知扩频码周期、码速率和信息速率等参数的前提下,提出一种针对非周期性DSSS信号PN(pseudo-noise)序列的盲估计方法。该方法按照信息码元宽度进行分段,利用子空间跟踪算法估计各段PN序列,结合滑动窗口方法实现盲同步,并按照一定的顺序排列拼接实现PN序列盲估计。仿真结果表明,该方法运算量小,对存储空间要求低,在低信噪比条件下可快速准确恢复PN码序列。     

低复杂度的DSSS信号扩频序列估计算法

在非协作条件下直接序列扩频(DSSS)信号的扩频序列估计是盲解扩的必需环节。通过构造基于接收信号自相关矩阵的两个检验统计量,分别完成了扩频序列的同步和扩频序列的估计。所提的算法具有很低的运算复杂度。仿真实验验证了所提算法性能的有效性。综合算法的鲁棒性、计算复杂度和低信噪比下的估计性能等评价因素,算法相比其它的典型算法有着一定程度的优越性,并易于快速实现。     

基于正交信道的双M-ary扩频通信方案

针对传统系统中伪码资源缺乏以及同步实现较困难等方面的问题,提出一种新的双M-ary扩频通信系统方案,该系统采用两条正交支路传输信息,其中在同相支路上采用M-ary双正交扩频调制,在正交支路上采用CPSK扩频调制。该方案能够利用信息自身扩频调制准确实现同步,不需要额外提供同步资源。仿真结果表明,它与传统M-ary扩频方案性能相一致,但在传输比特信息时,它只需约四分之一的传统M-ary扩频的条数,有效地节省了扩频码资源。     

低截获概率雷达信号分析与一种新型信号的设计

导出了信号截获因子与信号参数的关系 ,认为大的时间 带宽积是低截获概率信号的必要条件。讨论了直接序列 (DS)扩频信号作为低截获概率 (LPI)雷达信号的不足 ,然后提出了一种对于雷达具有适当的时间带宽积、对于辐射计具有较大时间带宽积的信号 ,并分析和验证了该信号的LPI性能。     

基于Duffing振子的直接序列扩频信号检测及参数估计

针对直接序列扩频信号检测中信号特征提取的问题,提出了利用Duffing振子对小信号的敏感性和对噪声的免疫性来检测信号的这些特征信息。以基于Duffing振子的载波检测为例,进行了分析和仿真,给出了直接序列扩频信号的幅度、相位和载频的估计值。仿真表明,所提的方法可以获得很好的检测性能,能检测到信噪比为-38.35 dB的DSSS/BPSK信号。     

基于并行滤波器组和高阶累积量的扩频信号检测与估计

在非协作通信截获中,提出了一种有效的基于并行滤波器组和三阶累积量的扩频信号检测方法.滤波器组将输入信号细划成许多窄的频率通带,不仅在时频域完整的描述了未知信号,也改善了输出信噪比.采用三阶累积量估计器进一步抑制高斯噪声,并保留信号的有用信息,提高算法的检测能力.最后通过创建特征矩阵,实现扩频信号的参数估计.仿真实验表明,算法适用于低信噪比下的直接序列扩频扩信号检测,并能有效估计截获信号的载频和调制带宽.     

无线传感器网络的混合抗干扰攻击方法

为对抗无线传感器网络中存在的强针对性的智能型干扰攻击,基于多种扩频技术提出了一种混合跳频扩频、非协调直接序列扩频以及非协调跳频扩频的抗干扰攻击方法。为解决传统扩频技术需要提前共享密钥的限制,在网络初始化阶段使用非协调跳频扩频进行网络通信;为避免持续使用非协调扩频跳频带来的高能量消耗问题,发送节点与接收节点在非协调扩频跳频模式下生成跳频序列,即可进行传统跳频扩频;通过非协调直接序列扩频技术进一步增强对抗干扰攻击的性能;使用OPNET并基于多种干扰攻击模型进行网络仿真,评估所提出的混合抗干扰攻击方法的性能。仿真结果表明,在环境恶劣情况下,并受到强针对性的智能型干扰攻击时,网络仍能保持较低的丢包率,故所提出的混合抗干扰攻击方法能有效地抵抗无线传感器网络中的干扰攻击。     

基于变换域滤波的直扩通信单通道混合信号分离抗干扰方法

针对直扩通信信号和干扰在时/频域严重重叠这一实际情况,提出一种基于变换域滤波的直扩通信单通道混合信号分离抗干扰算法。该方法首先利用直扩信号和干扰的二阶循环平稳差异,基于直扩信号部分调制先验信息,构造基于变换域的单通道混合信号分离模型;然后基于训练序列和最小均方误差准则设计代价函数,使输出信号接近于导频序列并得到此时的分离向量;最后利用该分离向量,从含有强干扰的业务混合信号的频移向量中分离出期望的通信信号,提升了直扩通信在强干扰下的抗干扰能力。仿真结果表明,未分离信号在单音/多音干扰、扫频干扰等强干扰下的误码率接近0.5,而本文算法在此条件下的误码率可低至10^-3以下。     

Several Modulation in Direct-Sequence Spectrum-Spread Systems

1 .ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｉｒｅｃｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ (ＤＳ ＳＳ)ｉｓａｍｏｎｇｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｍｉｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｉｎｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｗｈｅｒｅｅａｃｈｕｓｅｒｕｓｅｓａｄｉｓｔｉｎｃｔｉｖｅｓｐｒｅａｄｉｎｇｓｅｑｕｅｎｃｅａｓｉｔｓａｄｄｒｅｓｓｃｏｄｅ.Ｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ,ｂａｓｅｂａｎｄｓｉｇｎａｌｓｓｈｏｕｌｄｂｅｍｏｄｕｌａｔｅｄｆｏｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｎｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｎ…     

基于时变白化滤波器的DSSS系统干扰盲检测

将循环维纳滤波应用于直接序列扩频(direct sequence spread spectrum, DSSS)系统的干扰检测, 并提出了一种干扰盲检测器, 称之为时变白化滤波检测器。由于DSSS信号和干扰信号具有不同的循环平稳特征, 因此可以调整时变白化滤波检测器的滤波器系数, 使干扰检测器的输出只包含背景噪声和干扰信号, 从而实现干扰盲检测。仿真结果表明, 采用本文提出的循环平稳干扰检测器的DSSS接收系统能够在较大的干信比范围内检测干扰信号的存在, 并且在性能上优于时不变白化滤波检测器。     

基于积分包络的LPI雷达信号快速参数估计

为解决低截获概率（low probability of intercept, LPI）雷达信号中二相相移键控（binary phase shift keying, BPSK）信号、线性调频（linear frequency modulation, LFM）信号参数的估计问题,提出了基于信号积分包络的快速参数估计方法。应用快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）进行雷达信号粗识别,对信号进行积分包络处理。对两类信号的积分包络值分别设置一定的门限,通过搜索BPSK信号积分包络的峰值即可迅速计算出BPSK信号的码速率。搜索LFM信号积分包络的零值点,按照给出的计算规则即可计算信号的调频斜率以及起始、终止频率。该算法具有快速、准确、容易实现的特点。仿真实验证明了该算法的有效性。同时,该算法具有一定的抗噪性。     

非理想信道状态信息下的OFDM比特分配算法

提出一种在非理想信道状态信息条件下,以平均误比特率为目标的正交频分复用(OFDM)比特分配算法.该算法对子信道当前频率响应值进行估计,估计值经延时后反馈至发送端,并以此作为自适应比特分配的依据.仿真结果表明,当信道估计器的均方误差小于-15dB时,信道估计误差对自适应OFDM系统的性能影响不大.采用多个信道估计值来确定比特分配可以减小信道信息延时对系统性能的影响,有效提高系统性能.     

基于联合估计的扩频通信窄带干扰抑制滤波器

直接序列扩频通信(DSSS)中的窄带干扰造成的接收机性能下降可以通过采取抑制措施来改善。扩张状态的近似条件均值滤波器(ASACM)用扩展状态方程对干扰信号建模,该算法可以有效抑制强窄带干扰,但是需要计算雅可比矩阵,且存在数值稳定性问题。提出了一种基于平方根无轨卡尔曼滤波(SRUKF)的联合估计干扰信号和模型参数的方法,并分析了AR型干扰和单音干扰下的性能。仿真结果表明,该方法的相关输出信噪比有较大改善,并且具有较强的鲁棒性。     

基于自适应尺度变换-双稳态随机共振模型的BPSK信号检测算法

为提升在强噪声背景下对二进制相移键控(binary phase shift keying, BPSK)信号的检测性能, 针对主流方法在抑制噪声过程中信号受到一定程度的削弱、信号处理系统引入新噪声导致检测性能下降的问题,提出了基于自适应尺度变换双稳态随机共振模型的BPSK信号检测算法。对于经典的双稳态随机共振系统只能处理小幅度、低频段的周期信号的情况, 首先将双稳态随机共振系统进行尺度变换, 证明在高采样率条件下, 双稳态随机共振系统可应用于高频的BPSK信号, 并基于Neyman-Pearson准则设计了非线性阈值检测系统, 推导且定量表示出检测器的误码率, 以此作为反馈量, 自适应地调节系统参数, 构建了信号检测的完备流程。通过仿真实验验证了尺度变换的可行性以及所提算法的适用性, 为低信噪比条件下的弱BPSK信号检测提供了理论依据。     

基于复合频率编码的低截获概率波形簇设计

针对宽带正交低截获概率(low probability of intercept，LPI)雷达波形簇设计, 利用频率编码捷变和调频斜率捷变的复合波形编码技术, 在波形正交约束的基础上构造了一种复合频率编码的非线性代价目标函数, 提出了基于频率编码捷变或调频斜率捷变的复合波形簇优化设计方法。利用模式搜索算法获得了具有良好自相关和互相关旁瓣特性的宽带正交LPI波形簇。仿真结果表明, 所设计的波形能够获得低自相关旁瓣和低互相关旁瓣, 可为LPI雷达发射波形与多输入多输出雷达波形的设计提供参考。     

基于改进小波脊线的PSK信号载频提取技术仿真

针对低截获概率(LPI)雷达中相位编码(PSK)信号的二相编码(BPSK)、四相编码(QPSK)信号载频估计,提出了小波脊线迭代法下PSK信号载频提取技术及其抗噪性能,分析了其在载频提取中迭代初始参数选取、迭代结果精度以及发散点迭代等不足,给出了用于PSK载频提取的改进小波脊线。改进方法在发挥运算量小、抗噪性能的同时,提高了PSK信号载频估计精度。MATLA仿真验证了改进算法的有效性,表明其较传统相位差分法信噪比门限降低了5dB。