基于时变滤波器的调频扩频混合信号分离的研究

发布时间：2020-08-28 12:47

　　现代社会信息技术发展日新月异,在追求信息传递高效的同时,信息传递的安全性、隐蔽性受到了越来越多的人的关注。本论文基于扩频信号为隐蔽信息传递的载体,搭建隐蔽信息传递的模型,并针对隐蔽信息高性能的接收开展了研究,论文主要内容如下:针对认知无线电Underlay模式下,提出了在调频信号为主用户(primary user,PU)信号的情况下,利用扩频信号为次用户(secondary user,SU)信号的混合信号隐蔽通信传输系统。通过仿真验证调频扩频混合信号系统传递隐蔽信息的性能。针对调频扩频混合信号接收信号分离的问题,提出了一种基于自适应时变滤波器的算法,通过计算混合信号瞬时相位建立自适应时变滤波器滤除混合信号的调频信号,达到信号分离和干扰抑制的效果。通过计算机仿真验证了其合理性。通过分析直扩信号循环谱特征,提出了利用循环谱感知混合信号中扩频信号的算法。针对扩频信号载频未知的情况下,监测当前载频的频带范围内是否存在扩频信号的问题,提出了一种基于自适应时变滤波器和循环谱特征分析的算法,首先设置自适应时变滤波器分离调频信号,然后对干扰抑制后的混合信号进行循环谱分析判断直扩信号存在与否。根据直扩信号的循环谱特征来判断混合信号是否含有直扩信号,通过计算仿真验证了算法的合理性。结果表明,该算法可以有效地判断调频扩频混合信号中是否存在扩频信号,其在高干信比情况下依然可行。论文还基于GNU Radio和USRP开发了调频扩频混合信号发送与接收仿真。通过仿真测试,验证了系统的可行性。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN713
【部分图文】：

流程图,混合信号,流程图,高次项

成分参数估计的研究中，广泛采用的方法是利用多项式相位信号对调频干扰信号逡逑进行建模，其中最为著名的是高阶模糊函数，文献中［１８］［１９］提出乘积高阶模糊逡逑函数、广义积分模糊函数。这些算法通过计算调频干扰信号的相位差对多项式系逡逑数中的最高次项系数做出估计，利用求出的多项式相位系数对原始干扰信号的最逡逑高次项进行消去，再对次高次项系数进行估计，依此类推，对多项式相位所有项逡逑系数做出估计。由于调频信号的相位可展开成为多项式形式，该算法得到了广泛逡逑的研究。但是在高次项系数估计中，计算相位差产生的交叉项是高计算复杂度的逡逑操作。同时，高次项系数的估计误差将会传播到低次项系数估计中，在噪声影响逡逑强烈的情况下，算法的准确性将大打折扣。为消除高次项系数估计对低次项系数逡逑估计的影响，文献［１５］提出最大似然可能性的多项式相位信号的估计，利用短时逡逑傅里叶变化［１３］对调频信号的瞬时频率进行捕捉，利用瞬时频率对多项式相位信逡逑号的系数进行计算，以此恢复出混合信号中的调频信号。该算法针对高度不平稳逡逑的调频信号有着较好的干扰抑制效果。逡逑在调频－扩频混合隐蔽通信传输系统中，调频信号内容未知，难以以一个固逡逑定的模型去表示，利用多项式相位模型对调频信号进行信号估计性能存在难度。逡逑＼／逡逑

伪随机序列,直接序列扩频,直扩信号,扩频信号

在现实环境中不易被发现。敌人用传统的侦察和解密方法很难找到和识别信号。逡逑传输的扩频信号ＰＳＤ很低，监听方很难对其截获窃听，从而提高了扩频信号的逡逑安全性。逡逑４）扩频信号频率谱密度低，传输过程中，不易干扰其他系统中信息的传递。逡逑通过实现码分多址，提高了频带的可用率，当今社会频谱资源为有限的资源，扩逡逑频系统很好地解决了频谱资源匮乏的问题。逡逑５）扩频通信在高分辨率测距的领域有很好的应用。距离的测量是扩频技术逡逑突出的应用。逡逑由于在本研宄中的调频扩频混合信号的模型用到的扩频信号是直扩信号，在逡逑以下章节简要介绍直扩信号的原理。逡逑２．１．２直扩信号逡逑直接序列扩展频谱通信信号，即直扩信号，通过高速的伪随机序列对原始信逡逑息序列的频谱扩展，其中在扩频过程中用到的伪随机序列被称为扩频码序列，直逡逑扩系统的简化方框图为：逡逑

逻辑结构图,序列发生器,示例,序列

３）伪随机码有足够多，以达到码分多址的需要。逡逑扩频信号系统中，Ｍ序列和ｍ序列都是经常被使用的伪随机序列，绍在之后研究中要使用的Ｍ序列。逡逑过ｍ序列的构造原理，Ｍ序列可以在此基础上实现。由ｍ序列理论可寄存器构成的ｍ序列是由２＇＇邋－１个不等于０的状态组成，ｍ序列相缺少ｒ个０组成的全部都是零的状态。在用ｍ序列构造Ｍ序列的要在ｍ序列适当的位置插入一个为０的状态，通过以上步骤可以将的ｍ序列增长为２１■的Ｍ序列。由以上可知道，全为０的状态应该．００之后，在插入之后还得保证全为０的状态后续是０．．．．０１状态，状表示为：逡逑１０．．００邋００．．．００逦００．．．０１邋＾逡逑序列产生的状态为￥石石（即００＿？０），加入了反馈逻辑项后，特：逡逑Ｆ（ｘ］，ｘ２．．．ｘｒ）邋＝邋ｘ，邋ｘ２邋ｘ３．．邋．ｘｒ＿，邋＋邋Ｆ０邋（ｘ，，邋ｘ２．．邋．ｘ；．）逦（２中为原ｍ序列的特征多项式。逡逑逦逦逡逑

【参考文献】