自編碼擴頻系統(tǒng)的信號同步和檢測技術研究.pdf

1、擴頻技術由于其具有抗干擾、隱蔽性好等優(yōu)點，廣泛應用于軍事和民用通信系統(tǒng)中。然而，現(xiàn)在使用的擴頻序列都是基本固定的偽隨機序列，它的周期性和確定性與信息論對信號波形的要求相抵觸，而且可能被竊聽者復制，使信息安全性受到威脅。為了提高擴頻通信系統(tǒng)的抗干擾性、降低信號被截獲的概率，我們希望擴頻碼是隨機的、動態(tài)變化的。 自編碼擴頻通信是一種較佳的安全通信方式，它利用傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息產(chǎn)生擴頻碼，避免了使用m序列、混沌序列等偽隨機序列發(fā)生器，保證

2、了擴頻序列的隨機性、動態(tài)可變性和信號的低截獲率。 擴頻信號的解擴需要在接收端產(chǎn)生本地擴頻序列。自編碼擴頻系統(tǒng)的擴頻序列是接收端事先未知的，不能用事先設計的本地擴頻序列產(chǎn)生器產(chǎn)生，需要由恢復的數(shù)據(jù)獲得。因此，迅速、可靠地建立同步是自編碼擴頻通信最主要的環(huán)節(jié)之一。擴頻序列的同步包括序列捕獲和序列跟蹤兩個階段。 本文首先概述了自編碼擴頻通信的原理、自編碼擴頻序列的產(chǎn)生方法及其特性和擴頻通信系統(tǒng)編碼同步的理論，然后針對自編碼擴頻

3、通信系統(tǒng)提出了擴頻序列捕獲方案：周期性地加入混沌序列同步碼，并采用恒虛警率匹配濾波器捕獲法；在加性白高斯噪聲信道、瑞利衰落信道和多址干擾情況下進行了仿真，分析了各種捕獲性能：在選擇性能最優(yōu)的混沌序列、適當?shù)男蛄虚L度、虛警概率及門限值的情況下，可以獲得較短的捕獲時間和較大的捕獲概率。 捕獲階段完成之后進入跟蹤階段，本文采用自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)慣用的方法，利用鎖相環(huán)原理來完成擴頻系統(tǒng)的碼同步跟蹤過程。針對鎖相環(huán)的重要組成部分—鑒相器和環(huán)路濾

4、波器做了具體分析，提出了將卡爾曼濾波器用做環(huán)路濾波器以改善環(huán)路的跟蹤性能。由卡爾曼濾波器實現(xiàn)的具有時變增益的數(shù)字鎖相環(huán)可以使環(huán)路在捕獲時具有較大的增益，而鎖定以后增益減小，從而同時實現(xiàn)快速捕獲和可靠跟蹤；并可以避免假鎖問題。 接收數(shù)據(jù)的最終目的是為了檢測出數(shù)據(jù)，首先是對擴頻信號進行解擴，其次是對剩下的載有信息的信號進行解調(diào)。擴頻信號的解擴是通過與一個本地參考信號相乘來完成的，基帶信號的恢復就是已調(diào)信號在有噪聲情況下的解調(diào)問題。本