复杂调制直接序列扩频信号的盲检测与估计研究

With the rapid development of spread spectrum technology, traditional direct spread sequence spectrum (DSSS) communication gradually show their disadvantages, complex modulation DSSS signal emerge as the times require and has been widely used. The blind detection and estimation of the complex modulation DSSS signal, including M-ary (M-ary), binary offset carrier (BOC) and unbalanced quadrature phase shift keying (UQPSK) modulation DSSS signal, becomes the difficult and hot problem. This study focuses on the blind detection and estimation of the complex modulation DSSS signal in wireless communications, satellite navigation and communication control field. We will use the modern spectral analysis combined with the unsupervised clustering pattern recognition method to realize the blind detection and estimation of M-ary DSSS signal, BOC modulation DSSS signal and UQPSK modulation DSSS signal. Based on the estimated short / long PN sequences, we will get their primitive polynomial and initial phase estimation. And, based on the blind detection and estimation of the complex modulation DSSS signal, we will study the acquisition and tracking of these signals. This study will promote the improvement of the blind detection and estimation theory and method of complex modulation DSSS signal, to solve difficult problems in the field of practical application, the research results have its clear direction.

随着扩频技术的快速发展，传统直扩通信方式在应用中逐渐表现出了种种不足，复杂调制直扩信号应运而生并得到广泛应用，主要包括多进制（M-ary）、二进制偏移载波（BOC）和非平衡正交相移键控（UQPSK）调制直扩信号等，其盲检测与估计是信号处理界新出现的难点热点问题。本项研究紧紧围绕无线通信、卫星导航和通信测控等领域有关复杂调制直扩信号的盲检测与估计问题展开，主要使用现代谱分析结合无监督聚类模式识别等方法，研究M-ary直扩信号、BOC调制直扩信号、UQPSK调制直扩信号等的盲检测与估计方法，在已经估计出伪码序列的基础上，获取短/长码形式的直扩信号伪码生成本原多项式及初相估计。并且，在对复杂调制直扩信号盲检测与估计的基础上，进一步对其捕获与跟踪进行研究。通过本项研究，将推动复杂调制直扩信号盲检测与估计理论与方法的完善，解决这些信号在实际应用领域中难以处理的问题，研究成果具有明确的应用方向。

随着扩频技术的快速发展，在传统直扩方式基础上，以多进制（M-ary）、二进制偏移载波（BOC）和非平衡正交相移键控（UQPSK）调制直扩信号等为代表的复杂调制直扩信号出现并广泛应用，其盲处理已成为热点难点问题。.本项研究以复杂调制直扩信号的盲检测与估计问题展开，主要研究内容如下：①研究M-ary及CDMA直扩信号盲处理：用二次谱法结合改进的K-means算法实现M-ary软扩频信号盲估计；采用嵌套迭代最小二乘、合鲁棒竞争聚类及改进型循环自相关等实现DS-CDMA、MC-CDMA信号盲估计。②研究BOC调制直扩信号盲处理：用相关波动、平均循环自相关和谱相关等实现BOC信号参数盲估计；用神经网络和改进奇异值分解等方法实现BOC信号组合码盲估计。③研究DSSS/UQPSK、OFDM及复杂调制信号盲处理：用四阶累积量、特征分解结合梅西等算法实现DSSS/UQPSK信号盲估计；用PCPF-HAF、Chirplet 稀疏分解及Wigner-Ville变换实现多分量PPS信号盲处理。④研究信道编码及伪码序列盲识别：用高斯列消元结合深度谱、校验矩阵匹配等实现信道编码盲识别；用梅西迭代算法和生成多项式库搜索等实现伪码序列盲识别。⑤研究复杂调制直扩信号捕获与跟踪：用相关函数合成、最大似然估计结合卡尔曼滤波等方法实现对BOC信号无模糊捕获与精确跟踪。⑥对语音、图象、微弱信号检测等进行拓展研究，取得较好成果。本项研究可促进复杂调制直扩系统及信号侦察理论和技术的发展，本成果有望成为低截获无线电系统及其信号非合作处理的核心关键技术。.该项目四年来共发表论文82篇（SCI论文12篇，EI论文39篇），参加国际会议7篇次，申请/授权发明专利20/12件，学术技术交流13次，部分前沿工作引起国内外同行关注，获重庆市自然科学二等奖1项，拓展项目11项，培养研究生33名（已毕业38人），达到本项研究预定目标。