【摘要】：衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,電磁頻譜資源日益緊張,同一通信頻段上的調(diào)制信號(hào)越來越密集,時(shí)頻混疊信號(hào)廣泛存在。在非合作背景下的寬帶接收中,單通道接收方式最為普遍。課題針對(duì)此類單通道混合信號(hào)非合作接收下的檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)問題,從寬帶多信號(hào)檢測(cè)出發(fā),給出存在性判斷,然后從循環(huán)平穩(wěn)分析的角度研究算法,估計(jì)調(diào)制參數(shù)以及確定其調(diào)制方式,實(shí)現(xiàn)了由{BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK、8QAM、16QAM、16APSK、32APSK、CPM}混合的單通道混合信號(hào)的盲檢測(cè)和調(diào)制參數(shù)分析,為后續(xù)的信號(hào)分離、解調(diào)譯碼以及信息還原等處理奠定基礎(chǔ),拓展單通道混合信號(hào)分析研究的廣度和深度。本文主要的工作和創(chuàng)新如下:1.針對(duì)寬帶多信號(hào)檢測(cè)問題,提出一種基于多尺度功率譜子帶梯度的頻譜感知算法。該算法不要先驗(yàn)信息,對(duì)功率譜進(jìn)行分段計(jì)算梯度,再進(jìn)行自適應(yīng)雙閾值檢測(cè),通過多尺度的技巧提高了寬帶頻譜感知的穩(wěn)定性。論文對(duì)該算法在不同信道模型下的統(tǒng)計(jì)特性、虛警概率、檢測(cè)概率以及判決門限的表達(dá)式進(jìn)行了理論推導(dǎo)。理論和仿真實(shí)驗(yàn)表明,算法適用于高斯噪聲信道和平坦衰落信道,能夠有效克服色噪聲,并且能夠?qū)崿F(xiàn)用戶頻帶范圍定位;運(yùn)算復(fù)雜度低;對(duì)噪聲不確定度具有魯棒性,能夠用于低信噪比場(chǎng)合。2.給出了非合作條件接收下的單通道混合信號(hào)的概念和數(shù)學(xué)模型,并且對(duì)循環(huán)平穩(wěn)理論的基本概念、各統(tǒng)計(jì)量之間的關(guān)系以及有關(guān)性質(zhì)做了詳細(xì)介紹,最后對(duì)常見衛(wèi)星通信信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)特性進(jìn)行分析,推導(dǎo)了信號(hào)循環(huán)累積量和循環(huán)譜的表達(dá)式,為下文的參數(shù)估計(jì)和調(diào)制分類奠定基礎(chǔ)。3.針對(duì)單通道混合信號(hào)參數(shù)估計(jì)問題,提出了一種基于循環(huán)累積量-改進(jìn)循環(huán)譜的參數(shù)聯(lián)合估計(jì)快速算法。系統(tǒng)給出整套參數(shù)估計(jì)算法流程,通過高階累積量以及功率中心方法確定信號(hào)個(gè)數(shù)以及載波頻率,然后利用循環(huán)譜提取符號(hào)速率譜線,完成單通道混合信號(hào)參數(shù)估計(jì)。論文對(duì)改進(jìn)算法的漸進(jìn)性均值和方差進(jìn)行了理論推導(dǎo)。理論和仿真實(shí)驗(yàn)表明,算法不需要同步碼等先驗(yàn)信息,適用于高斯噪聲信道和平坦衰落信道,同時(shí)降低了計(jì)算復(fù)雜度、存儲(chǔ)空間、估計(jì)方差以及數(shù)據(jù)量的需求,驗(yàn)證了算法的有效性和可行性。4.針對(duì)單通道混合信號(hào)調(diào)制識(shí)別問題,在已估計(jì)出混合信號(hào)載頻和符號(hào)速率的前提下,利用循環(huán)頻率特征的差異性完成信號(hào)區(qū)分,對(duì)沒有明顯循環(huán)頻率特征的信號(hào)構(gòu)造幅度模板進(jìn)行匹配識(shí)別,提出一套調(diào)制識(shí)別算法。針對(duì)系統(tǒng)中的QPSK/16QAM區(qū)分難的薄弱環(huán)節(jié),本文提出一種基于能量歸一化的四階循環(huán)累積量分類算法,并進(jìn)行了原理推導(dǎo)。在加性高斯白噪聲條件下進(jìn)行了不同噪聲、功率比、重疊度以及三個(gè)分量條件下的單通道多信號(hào)調(diào)制分類,驗(yàn)證了算法的有效性和可行性5.構(gòu)建了混合信號(hào)條件下基于DVB-RCS2協(xié)議的串行級(jí)聯(lián)CPM信號(hào)接收仿真環(huán)境,并對(duì)本文提出的信號(hào)檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)算法進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,參數(shù)估計(jì)中載頻偏差較符號(hào)速率偏差更影響SCCPM信號(hào)解調(diào)正確率,參數(shù)正確估計(jì)條件下將對(duì)SCCPM混合信號(hào)解調(diào)具有指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：E11

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