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1、第21卷第2期航天电子对抗35基于谱相关的直接序列扩谱信号检测柳征,黄知涛,周一宇(国防科技大学电子科学与工程学院,长沙410073)摘要:直接序列扩谱信号是典型的低截获概率信号,由于其统计特性接近于噪声,通常的谱分析方法很难实现检测。由信号产生原理可以发现,直接序列扩谱信号中同时隐含了符号与码元的周期性,具有二阶循环平稳性,利用谱相关分析方法,能够在信号的循环频率处生成谱线,将信号从噪声背景中检测出来,并同时估计码元速率和符号速率。通过仿真实验,验证了该方法在低信噪比下的有效性。关键词:直接序列;扩谱;谱相关;检测;循环平稳+中图分类号:TN971.
2、1文献标识码:A符号序列与一个伪随机序列即扩频码序列相乘来达到1引言[1]扩展信号带宽的目的。信号可表示如下:当前,雷达和通信信号中广泛采用了扩谱技术以s(t)=cos[2f0t+(t)](2)[1]提高信号的低截获概率和抗干扰能力,其中直接序+列是一种最典型的扩谱形式。在传统的平稳信号统计(t)=akh(t-kTs-t0)(3)k=-分析中,直扩信号表现出接近噪声的统计特性,难以检N-1h(t)=ckq(t-kTc)(4)测和估计,因此对于非合作接收来说,直扩信号的截获k=0问题成为了近年来的研究难点和热点。文献[2]基于式中f0为载频,0
3、为载波初相,t0为初始时间,ak为信号非线性变换后的谱线分析实现载波和码元速率检传输符号,{ck,k=0,,N-1}为伪随机序列,Tc为码测,文献[3]利用时域三阶相关函数实现m序列检测。元宽度,Ts为符号周期,且Ts=NTc。q(t)代表码元这些方法中,或者单独针对某项参数的检测,或者基于函数,可视为宽度为Tc的时间窗。同步接收之后的基带码序列处理,本文则直接对截获的中频信号进行处理,基于直扩信号中隐含的周期性3直扩序列谱相关检测信息,利用谱相关方法实现对信号的检测,且同时估计通常将统计特性呈周期或多周期平稳变化的信号了码元速率和符号速率。仿真实验检验了该方法
4、在低统称为循环平稳(或周期平稳)信号,循环平稳信号又信噪比条件下的有效性。可进一步分为一阶、二阶和高阶循环平稳信号。信号2直接序列扩谱信号原理的循环平稳特性往往表现在二阶或高阶循环统计量上,如信号反映在二阶统计量上的周期性可以解释为将接收信号表示如下:该信号通过有关非线性传输系统后能够在频域产生出y(t)=s(t)+n(t)(1)谱线的特性,也可以解释为信号在不同频带之间的相其中s(t)为直接序列扩谱信号,n(t)为高斯噪声。[45]为简化问题,认为信道及接收机滤波器均为理想情况,关特性,因而称之为谱相关特性。谱相关方法就是噪声为理想高斯白噪声。直接序列扩谱信号
5、是通过将提取信号的二阶循环统计量。从直接序列扩谱信号表示形式看,信号隐含的周收稿日期:2004-05-08;2004-07-16修回。期性表现为:作者简介:柳征(1978-),男,在读博士研究生,研究方向为电子对①信号隐含载波变化的周期性;抗中的辐射源特征提取与识别技术;黄知涛(1976-),男,博士,讲师,②信号为等间隔相位编码,隐含码元周期性;研究方向为循环平稳信号理论与应用,阵列信号处理;周一宇(1948-),男,教授,博导,研究方向为综合电子战技术、无源定位和空间信息③信号可视为将扩频码序列周期重复后与符号序处理等。列相乘,隐含符号周期性。36航天电子对抗2
6、005(2)因此,在谱相关处理后也必然能产生表征周期性1*[H(f+f0+/2)H(f+f0-/2)+4Ts的谱线。以下以二进制相位键控(BPSK)调制为例进*H(f-f0+/2)H(f-f0-/2)]行理论推导,其他调制方式可类似得到。exp(-j2t0),=k/Ts在文献[6]中对具有以下相位调制项+1*H(f+f0+/2)H(f-f0-/2)(t)=akq(t-kTc-t0)(5)4Tsk=-aSs(f)=exp{-j[2(+2f0)t0+20]},的二相键控信号进行了分析,其中ak、Tc、t0与(2)~
7、=-2f0+k/Ts(4)式含义相同,且ak相互独立,并在0和两值之间1*随机变化,q(t)为时宽为Tc的窗函数。信号谱相关密H(f-f0+/2)H(f+f0-/2)4Ts度函数为:exp{-j[2(-2f0)t0-20]},1*[Q(f+f0+/2)Q(f+f0-/2)+=2f0+k/Ts4Tc0,other*Q(f-f0+/2)Q(f-f0-/2)](9)exp(-j2t0),=k/Tc式中扩频序列频谱1*N-1Q(f+f0+/2)Q(f-f0-/2)4Tc
