低信噪比直接序列扩频信号检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105871413A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610411003.3(22)申请日2016.06.13(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人李德志孔德阳王振永郭庆李卓明尼尧擎(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人岳泉清(51)Int.Cl.H04B1/707(2011.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称低信噪比直接序列扩频信号检测方法(57)摘要低信噪比直接序列扩频信号检测方法，涉及无线通信领域，是为实现低信噪比情况下的QPSK调制的直扩信号检测。该方法采用小波变换的方法，对信号进行降噪，之后根据估计扩频码与估计数据的相互更新对噪声进行进一步抑制，最后对信号的自相关值进行分析，判断出信号的存在。本发明适用于在没有扩频信号的载波频率、扩频码长度等先验条件并且低信噪比的情况下，对DSSS/QPSK信号进行盲检测。CN105871413ACN105871413A权利要求书1/2页1.低信噪比直接序列扩频信号检测方法，其特征是：设淹没在高斯白噪声内的DSSS/QPSK信号为：S(t)＝d1(t)c(t)sin(ωt)+d2(t)c(t)cos(ωt)+n(t)(1)其中，d1(t)、d2(t)为待传输的信息序列分成I、Q两路之后的序列，n(t)为高斯白噪声，ω为调制信号的角频率，dn∈[+1,-1]为信息码，n为正整数；c(t)为扩频函数；且：cm∈[+1,-1]为扩频码，该扩频码为15位的m序列，Tb为信息码元宽带，Tc为扩频码元宽带，p(t)为方波信号；该方法包括以下步骤：步骤一、对直扩信号进行小波降噪处理，具体为：设f(t)∈L2(R)，即在能量有限的空间中；f(t)的傅里叶变换为ψ(ω)，当ψ(ω)满足：时的函数ψ(t)称为一个母小波函数；把母小波ψ(t)进行伸缩和平移处理，得到小波序列：式中：a为尺度因子，τ为平移量，a,τ∈R，a>0；ψa,τ(t)为小波基函数；对于获取的扩频信号S(t)的连续小波变换为：式中：f为扩频信号；ψa,b(t)为小波函数；a为尺度伸缩参数；b为时间平移参数；采用heursure阈值规则(混合型阈值规则)对扩频信号进行小波降噪处理；步骤二、采用扩频序列预测法对小波降噪后的扩频信号检测，具体为：截取一段获取的信号Si(t)作为估计扩频码，即：CmE(t)＝da(t)c(t)sin(ωt)+db(t)c(t)cos(ωt)+nE(t)(6)式中：da(t)、db(t)为截取的信号中I、Q两路信号，nE(t)为估计噪声；采用估计扩频码与等长度的信号相乘：Si(t)·CmE(t)＝[di1(t)c(t)sin(ωt)+di2(t)c(t)cos(ωt)+n(t)][da(t)c(t)sin(ωt)+db(t)c(t)cos(ωt)+nE(t)]22＝di1(t)da(t)sin(ωt)+di2(t)db(t)cos(ωt)+[di1(t)db(t)+di2(t)da(t)]sin(ωt)cos(ωt)+di1(t)c(t)nE(t)sin(ωt)+di2(t)c(t)nE(t)cos(ωt)+da(t)c(t)n(t)sin(ωt)+db(t)c(t)n(t)cos(ωt)+n(t)nE(t)(7)经过低通滤波器滤去高阶项和大部分噪声之后，得到：2CN105871413A权利要求书2/2页式中：di1(t)、di2(t)为Si(t)的两路正交信号，ninB(t)为滤波器的带内噪声；令：以dE(t)加权的Si(t)平均值：定义V(T,psyn)：式中：T为截取信号的长度，psyn为截取信号的不同起始位，M为信息码的码片数目，CmE(t)n表示第n次的估计扩频码，dEi(t)n-1为估计数据；当且仅当最初截取的估计扩频码长度等于扩频码长度，并且初始位置为扩频码同步位时，V(T,psyn)才会有峰值，根据峰值判断信号是否存在，完成低信噪比直接序列扩频信号检测。2.根据权利要求1所述的低信噪比直接序列扩频信号检测方法，其特征在于采用heursure阈值规则(混合型阈值规则)进行小波降噪处理的过程中，具体的阈值选取如下：设s为n个小波系数的平方和，令η＝(s-n)/n以及则：式中：s为n个小波系数的平方和。3CN105871413A说明书1/6页低信噪比直接序列扩频信号检测方法技术领域[0001]本发明涉及无线通信领域，具体涉及低信噪比直接序列扩频信号检测技术。背景技术[0002]对于DSSS/QPSK信号的检测，需要利用直扩信号在时域、频域以及功率谱等所特有的特征进行判断。通常的检测方法有能量法、时域相