《長碼直擴信號擴頻序列估計方法研究》是依託電子科技大學,由張花國擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：長碼直擴信號擴頻序列估計方法研究
- 外文名：Research on spread spectrum sequence estimation of long code direct sequence spread spectrum signal
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張花國
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目旨在研究非合作長碼直擴通信信號盲估計的理論問題。針對低信噪比條件下的長碼直擴信號，在深入分析其信號數學模型基礎上，開展擴頻波形估計CRB(克拉美勞界)的理論研究，為衡量各種估計方法的性能提供理論下界和標準；建立單用戶條件下擴頻序列極大似然估計的理論模型，得到其最優理論估計器，並利用半定規劃理論實現該極大似然估計的近似求解；多用戶條件下通過將長碼直擴信號建模為短碼直擴信號的缺失數據模型，利用缺失數據分析與估計理論實現用戶個數和各用戶擴頻序列的精確估計。本項目將為低信噪比條件下長碼直擴信號的擴頻序列估計提供理論基礎與實現算法，最終為非合作通信領域以及其它相關領域的技術研究提供理論與方法。
結題摘要
長碼直擴信號的擴頻序列估計本質上為非合作長碼直擴通信信號盲估計的理論問題，可套用於通信偵察、無線電頻譜監測及非法通信電台的定位跟蹤等非合作場景。本課題組在國家自然科學基金委的資助下，完成了擴頻波形估計 CRB理論、單/多用戶信號擴頻序列估計方法的研究，取得了一系列的相關研究成果。本項目的主要成果如下： (1) 基於長碼直擴信號的數學模型及高斯噪聲假定，分別在確定信號模型與隨機信號模型條件下，理論推導了擴頻波形估計的約束CRB，為衡量各種擴頻波形估計方法的性能提供了理論下界。 (2) 針對單用戶長碼直擴信號，通過建立擴頻序列與信息碼序列的聯合極大似然估計模型，提出了擴頻序列估計的理論最優估計器；由於該估計器為典型的高維組合最佳化問題，通過鬆弛約束條件，提出了一種基於半定規劃的擴頻序列估計算法並推廣至截獲信號含有未知頻偏的場景，在低信噪比條件下具有優良的估計性能且可逼近於CRB。 (3) 針對多用戶長碼直擴信號，通過充分利用信號結構特徵，將多用戶信號建模為具有相同擴頻序列與信息碼序列的短碼信號的缺失數據模型，在確定與隨機信號模型條件下分別提出了基於缺失數據模型低秩近似和基於多元高斯缺失模型極大似然估計的擴頻序列與用戶個數估計算法；針對單用戶場景還提出了一種基於單調缺失數據模型的非最佳化疊代擴頻序列估計算法，可避免最佳化估計方法中的初始值和步長的選取、局部收斂性等問題。 (4) 在多通接收條件下，通過將截獲信號建模為缺失張量模型，提出了一種基於缺失張量模型低秩分解的長碼直擴信號盲估計方法，由於充分利用了空、時、碼的分集結構，相對單通道盲估計算法具有更優估計性能。 (5) 針對較長擴頻序列條件下其估計算法具有高計算複雜度的問題，提出了多種改進算法，在保證估計性能的同時大大降低了算法的計算複雜度，提高了算法的實用性；利用直擴信號的遞歸性質設計了一種低信噪比下的穩健檢測算法，在低信噪比條件下具有優良的檢測性能。
