直接序列扩频信号的盲解扩研究

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1、AStudyonBlindDespreadingofDirect-SequenceSpread-SpectrumSignalsMajor:SignalandInformationProcessingAdvisor:Prof.PingWeiAuthor:HuaguoZhang万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使

2、用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要直接序列扩频(DirectSequ

3、enceSpreadSpectrum,DSSS)信号具有抗多径、抗干扰、低截获概率、多址复用等优点，在军事和民用通信领域有着广泛的应用。对于非合作方如通信侦察、无线电频谱监测及非法通信电台的定位跟踪等，需要在未知扩频序列条件下实现信号的解扩以完成传输信息的恢复，因此开展DSSS信号的盲解扩研究具有重要的意义。尽管过去在DSSS信号盲解扩方面已经取得了很多进展，但由于缺乏深入的理论分析，使得问题的解决手段比较单一，新方法比较少，仍存在一些重要问题没有获得满意的解决。例如，对于扩频波形估计的理论下界一直没有被研究

4、过；长码DSSS信号的极大似然估计问题很少从非合作的角度分析过。本文针对上述问题展开了深入的理论研究，得到的主要研究成果包括以下几个方面：1．在确定与随机信号模型条件下，首次由理论上分别推导了DSSS信号扩频波形估计的CRB，可同时适用于长码与短码情况，为衡量各种扩频波形估计方法的性能提供了理论下界。2．针对单用户短码DSSS信号的盲同步问题，提出了一种具有低计算复杂度的基于协方差矩阵m范数改进算法，并推广至多用户且截获信号含有未知1频偏的情况；针对短码QPSK-DSSS信号，提出了一种基于恒模特性的扩频序列

5、估计改进算法；通过理论推导证明了扩频波形估计可达到CRB的传统特征分析方法，本质上为高斯极大似然估计器；针对异步短码CDMA信号的盲解扩，通过降维和去噪处理，提出了一种具有低计算复杂度且估计性能更优的改进算法。3．针对单用户长码DSSS信号，对扩频波形的极大似然估计进行了理论推导，注意到该极大似然估计问题为组合优化问题，提出了一种基于半定规划的盲解扩算法并推广至截获信号含有未知频偏的情况，在低信噪比和短数据条件下相对传统方法具有优良的估计性能且可达到CRB。同时，提出算法可适用于短码DSSS信号。4．针对多用

6、户长码DSSS信号，确定信号模型和用户个数已知条件下，提出了一种基于缺失数据模型低秩近似的盲解扩算法，并在单用户情况下扩频I万方数据摘要波形估计可达到CRB；随机信号模型条件下提出了一种基于多元高斯缺失模型极大似然估计的盲解扩算法，可实现用户个数的估计。针对单用户长码DSSS信号，提出了一种基于单调缺失数据模型的非优化迭代盲解扩算法，可避免优化估计方法中的初始值和步长的选取、局部收敛性等问题。5．针对多用户长码DSSS信号，利用多通道接收技术，通过将二维缺失数据模型向三维空间推广，提出了一种基于缺失张量模型的

7、盲解扩算法。由于充分利用了空、时、码的分集结构，提出算法相对单通道盲解扩算法具有更优估计性能。关键词：DSSS信号，盲解扩，CRB，极大似然估计，半定规划，单调缺失数据模型，缺失张量模型II万方数据ABSTRACTABSTRACTDirectsequencespreadspectrum(DSSS)signalshavebeenwidelyusedformilitaryandcivilcommunicationsduetotheiranti-multipath,anti-jamming,lowprobabili

8、tyofinterceptandmultipleaccessproperties.Innon-cooperativeapplicationssuchascommunicationreconnaissance,wirelessspectrumsurveillanceandlocalizationtrackingofillegalcommunicationtransmitters,thetransmit