对GPS军码信号的高效带限高斯噪声干扰分析

为提升带限高斯噪声干扰效率,以接收机码跟踪误差和星历误码率作为干扰效果评估指标,结合全球定位系统P(Y)码和M码信号的功率谱特点,对其不同干信比以及副载波调制相位下的最佳干扰带宽分别进行了理论公式推导和定量仿真计算。对拟采取的分布式带限高斯噪声干扰源功率合成问题进行了分析,得出增加干扰源数量虽然能减小合成功率〖JP3〗的相对损失量,但同时会提升合成功率出现小值风险概率的结论。因此,可按照实际所需的合成功率期望值设置最佳干扰带宽,选择数量适中、功率随机取值的分布式干扰源,进而达到提升干扰效率的目的。     

基于噪声卷积的灵巧噪声伪码调相引信干扰

伪码调相引信的良好抗干扰能力,使其成为引信对抗研究的重点。提出了基于噪声卷积的灵巧噪声对伪码调相引信进行干扰。阐述了灵巧噪声的产生机理,推导了灵巧噪声作用于伪码调相引信时,引信输出信号的形式,理论分析证明了灵巧噪声可以对伪码调相引信形成欺骗干扰和压制干扰效果。仿真验证了理论分析的正确性,与传统干扰相比,灵巧噪声干扰的干扰效率更高。     

基于循环谱包络的多径直扩信号参数估计

分析了多径直扩信号的循环平稳特性,推导了其循环相关函数和循环谱表达式.提出了一种基于循环谱包络的多径直扩信号的码元速率和载频估计算法,给出了实现步骤.算法不需要伪码等先验信息,可实现对信号参数的盲估计,且参数估计是在非零循环频率上进行一维搜索,避免了平稳噪声或干扰的影响,适用于低信噪比情况.计算机仿真实验验证了该算法的有效性.     

利用频移滤波的直扩信号循环谱检测

循环谱检测方法能在较低信噪比下检测信号,频移滤波（FREquency-Shift）滤波器具有很好的抑制噪声能力。文中在循环谱检测信号之前,引入频移滤波技术,在循环频率域对信号进行滤波,以降低噪声对信号的影响,从而提高循环谱对信号的检测能力。仿真结果表明,本文方法可以在-15.5dB下检测到直扩信号和-8.5dB下估计伪码速率。     

基于谱相关的干扰抑制滤波器研究

众多的扩频通信抗干扰技术往往把有用扩频信号近似看作平稳随机过程。事实上 ,由于伪码的周期性而导致的循环平稳是扩频信号的一个重要特征。基于一般循环平稳理论 ,详细分析了直接序列扩频信号的谱相关特性 ,并在此基础上讨论了谱相关抗干扰滤波器的设计方法及其自适应形式。该方法通过对被污梁扩频信号先频移、再滤波后相加得到其估值 ,充分利用其不同频谱处的相关性 ,避免了一般抗干扰方法中由干扰建模带来的模型不匹配问题。因此 ,谱相关抗干扰滤波器可用于宽带和窄带干扰抑制。仿真结果说明了方法的有效性     

结合伪随机特征码的多序列跳频通信方法

针对多序列跳频(multi-sequence frequency hopping, MSFH)通信系统在对偶信道存在干扰信号的情况下易引发误码的问题,提出了结合伪随机特征码的MSFH(pseudo-random feature coding MSFH, PRFC-MSFH)通信方法。在信道频率间隔内调制伪随机特征码作为信号来源的特征信息,减少对偶信道受干扰的影响,达到抗干扰目的。建立了PRFC-MSFH发射接收通信模型,根据模型推导了PRFC-MSFH在不同干扰下的误码性能。仿真结果表明, PRFC-MSFH在跟踪干扰条件下较常规跳频约有3~5 dB性能增益,在最坏多音干扰条件下较MSFH有约6~7 dB性能增益,具有较强的综合抗干扰能力。     

一种更精确的多模GNSS兼容性方法研究

传统的卫星导航系统的多系统兼容性分析方法只适用于分析长码、码速率高和数据速率高的信号兼容性。通过推导信号模型,讨论了信号参数对干扰系数的影响,提出了一种更精确的多模全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）系统兼容性分析方法。该方法加入了多普勒的影响,并且考虑了与期望信号同频段内的所有卫星导航信号,适用于任意伪码结构、数据结构的卫星导航信号兼容性分析。最后通过仿真GPS系统内干扰与系统间干扰验证了方法的正确性,并得出Galileo 在E1采用的MBOC信号对GPS C/A信号产生的干扰在0.1 dB以内。     

多径干扰下扩频导航信号伪码跟踪性能仿真研究

分析了多径环境下扩频导航接收机伪码信号跟踪性能.主要分析了时延绝对值小于一个码片的多径信号对导航信号伪码相位跟踪误差的影响,给出了接收机伪码跟踪环的结构框图,并建立了环路的数学模型,在考虑多径信号的基础上分析了混合信号相位跟踪的数学模型,分析了混合信号下伪码跟踪环相位跟踪的性能.在数学模型分析的基础上对存在单路多径信号时伪码相位跟踪性能进行了计算机仿真,并运用Matlab中的Simulink进行了具体的实现.     

一种认知超宽带无线通信系统的设计与实现

从改善UWB通信系统与常规无线电系统电磁兼容性角度出发,研究一种认知M元扩频UWB通信方案. 与DS-UWB不同,依据所提方案,发送信号中M个近似正交的PN码随机出现,传输波形不存在循环周期性,信号频谱非常平滑,基本没有谐波状谱线,功率谱更类似于白噪声,隐蔽性更好,抗噪声性能更强,归一化误码特性随M的增大而改善,直至逼近香农限. 为防止带内常规无线电信号恶化系统性能,在接收机前端设计了频谱感知与干扰避免算法,理论分析与仿真实验表明所提算法可有效对抗窄带干扰对系统带来的影响,大幅提高系统性能. 该技术方案,在极低性噪比条件下的应急通信与隐蔽通信等领域有重要推广应用价值.     

在残余频偏下微弱直扩信号伪码周期的谱检测

针对存在残余频偏调制下的微弱直扩(DS)信号的伪码(PN码)周期截获的难题,拓展了先前提出的基于信号功率谱二次处理的方法。该方法先对带残余频偏调制的微弱DS信号求取功率谱,然后将所得到的功率谱作为一输入信号求取其第二次功率谱,于是所得二次功率谱将在PN码周期整数倍处出现代表信号存在的尖锐脉冲。通过对这些尖脉冲间的距离进行检测,就可以获得DS信号PN码周期参数的检测估计。理论分析和计算机仿真表明,该方法基本不受输入信号残余频偏的影响,在很大频偏和较低的输入信噪比条件下都能良好地工作。     

基于扩频码周期性的单通道直扩通信半盲分离抗干扰算法

为克服传统盲源分离抗干扰方法需要多副接收天线这一技术瓶颈,提出一种单通道下基于扩频码周期性的直扩通信半盲分离抗干扰算法。该方法基于扩频码的周期性,利用符号级过采样,把单通道多径慢衰落信道模型转化为多通道瞬时混合模型,同时将训练序列作为先验信息以约束条件的形式引入到盲分离代价函数中,直接从混合信号中提取出期望用户数据,而达到抗干扰的目的。仿真结果表明,在多址干扰和单/多音干扰下,当信干比为-60dB时,随着归一化信噪比Eb/N0的增加,未分离信号的误码率几乎不变,并在10e-0.3附近波动,而经过所提抗干扰算法处理后的信号误码率逐渐降低,并最终稳定在10e-4~10e-5。     

基于信号重构的频谱弥散干扰抑制方法

频谱弥散(smeared spectrum, SMSP)干扰是专门针对线性调频脉冲压缩雷达的密集多假目标干扰。依据SMSP干扰信号的周期性特征,提出了一种基于信号重构的SMSP干扰抑制方法。首先,采用奇异值比谱法估计SMSP干扰的子脉冲个数和调频斜率,采用相关运算法估计SMSP干扰的脉冲前沿位置、幅度以及相位参数,得到重构的SMSP干扰。其次,将其从接收信号中减去即可达到抑制干扰的目的。最后,仿真结果表明,即使在较低的干信比和干噪比条件下,干扰抑制比仍可以达到20 dB以上,说明所提方法对SMSP干扰具有较好的干扰抑制效果。     

喷泉码差分跳频系统在AWGN中抗部分频带干扰性能研究

为了改善差分跳频 (differential frenquency hopping, DFH)系统抗部分频带干扰性能, 提出一种将喷泉码(Fountain code, FC)应用于DFH的喷泉码差分跳频(Fountain code differential frenquency hopping, Fountain DFH)级联编码系统; 在加性高斯白噪声信道(additive white Gaussian channel, AWGN)下研究其抗部分频带干扰性能的改善;对Fountian DFH抗干扰性能在有精确干扰状态信息(jammer state information, JSI)和无精确干扰状态两种情况下进行了理论分析和数值仿真。仿真总频点数M为32, 结果表明:当存在精确JSI信息时, 干扰频点n为32点干扰,误码率为10-4情况下, Fountian DFH系统相对普通DFH系统信干比有2~2.5 dB的性能改善;在干扰频点数n为1时有10~12 dB的改进。当无JSI信息时, 提出一种跳频训练序列的JSI估计译码算法, 使Fountian DFH系统较准确获取JSI信息,具有较强抗干扰能力。     

非正交码移键控和码索引调制算法

针对正交码移键控(code shift keying, CSK)误比特率(bit error rate, BER)性能下降和非正交码索引调制(non-orthogonal-code index modulation, N-CIM)未能充分利用扩频码自相关性的不足,提出一种非正交CSK和码索引调制(non-orthogonal-CSK-code index modulation, N-CSK-CIM)算法。发送端信息比特分为调制比特和扩频码映射比特;调制比特用来进行符号调制,映射比特映射为扩频码的索引和码相位索引。首先根据调制比特进行符号调制,然后利用映射比特映射的扩频码索引选择同一原始扩频码,并根据码相位索引进行码移键控产生新的扩频码,调制后的符号实部与虚部分别用这一新的扩频码进行扩频。仿真结果表明,在加性高斯白噪声(additive white Gaussian noise, AWGN)信道和瑞利衰落信道中,相同信噪比时, N-CSK-CIM算法的BER性能优于N-CIM算法和正交CSK算法。     

Parameter estimation of DSSS signals in non-cooperative communication system

A new adaptive estimator for direct sequence spread spectrum （DSSS） signals using fourth-order cumulant based adaptive method is considered. The general higher-order statistics may not be easily applied in signal processing with too complex computation. Based on the fourth-order cumulant with 1-D slices and adaptive filters, an efficient algorithm is proposed to solve the problem and is extended for nonstationary stochastic processes. In order to achieve the accurate parameter estimation of direct sequence spread spectrum （DSSS） signals, the fast step uses the modified fourth-order cumulant to reduce the computing complexity. While the second step employs an adaptive recursive system to estimate the power spectrum in the frequency domain. In the case of intercepted signals without large enough data samples, the estimator provides good performance in parameter estimation and white Gaussian noise suppression. Computer simulations are included to corroborate the theoretical development with different signal-to-noise ratio conditions and recursive coefficients.     

卫星导航电磁干扰识别分类器设计

根据卫星导航系统干扰识别特点与高阶累积量对高斯噪声的抑制作用,提出了一种基于干扰四阶及六阶累积量的特征识别算法,分析了在不同干噪比下不同干扰信号的特征区间分布。根据在相同识别特征下不同干扰信号的分离度,设计了一种基于高阶累积量的树形干扰识别分类器。仿真试验结果表明,当干噪比达到5 dB时,识别分类器对9种干扰信号的识别率均达到100%,并且受干噪比变化影响较小,试验验证了其良好的分类识别性能。     

低信噪比长伪码直扩信号伪码周期的估计方法

针对低信噪比长伪码调制直扩(DS-SS)信号的伪码(PN码)周期参数估计的难题,提出了一类基于信号功率谱二次处理的新方法。该方法首先对信号的功率谱进行估计,接着将估计出的功率谱作为输入信号再来求取功率谱,最后得到的二次谱就会在长伪码调制DS-SS信号PN码周期的整数倍处得到一列尖锐的二次谱线,通过估计这些谱线的间距就可以获得其PN码的周期估计。为了在低信噪比情况下增强二次谱线和估计效果,采用了由多个接收信号矢量计算得到的二次谱结果进行平均累积的办法。理论分析和计算机模拟表明,该类方法在较低的输入信噪比条件下能良好地工作。     

GPS军码信号监测与参数估计方法

针对“导航战”背景下低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和长码周期全球定位系统(global positioning system, GPS)军码信号监测问题,提出采用“相关倍频累积+Duffing振子检测”对GPS军码接收信号的载频和功率进行联合估计。通过构建Duffing振子阵列,求取间歇混沌振子的间歇周期和最大输出振幅,得到GPS军码接收信号的载频和功率估计值。用获得的载频信息来解调GPS军码接收信号的四阶累积量2-D切片,通过对解调结果的归一化、最大峰值点搜索和最小二乘线性拟合处理,完成对GPS军码接收信号的码速率/副载频估计。仿真结果表明,在SNR为-32~-24 dB的GPS军码接收信号范围内,所提方法能够较好地实现信号监测和参数估计,可有效引导干扰。     

强信号背景下基于噪声子空间扩充的弱信号DOA估计方法

针对强信号背景下弱信号波达方向(direction of arriaval,DOA)估计问题,提出了一种基于噪声子空间扩展的弱信号DOA估计算法。该算法提出并使用了噪声子空间扩充的思想,其先将强信号导向矢量所在空间纳入噪声子空间进而构造出扩展噪声子空间,再在该扩展噪声子空间基础上利用常规多信号分类(multiple signalclassification,MUSIC)算法得到弱信号的DOA估计。通过噪声子空间的扩充有效地抑制了强信号谱峰,算法无需已知强信号方向及导向矢量,运算量与常规MUSIC相当。理论分析表明该算法对弱信号DOA估计性能不劣于对应的强信号阻塞类算法,仿真实验证实了其有效性和可行性。