WCDMA上行鏈路基帶信號的檢測與估計.pdf

1、WCDMA信號是寬帶碼分多址信號，它屬于直接序列擴頻(DSSS)信號的一種，具有隱蔽性好、抗干擾、抗多址、反偵察能力強、截獲概率低等優(yōu)點，已經在民用通信、軍事通信、商業(yè)通信等各種通信環(huán)境中得到了廣泛的應用。為了能夠在非協作情況下更好的捕捉到有用的信號，則需要對接收信號的擴頻碼周期與擴頻碼序列等細微特征進行有效的檢測與估計。
　　 直接序列擴頻信號的周期參數和特征偽碼序列估計算法已經形成了較為完善的理論體系，但是現有的大多方法都是

2、針對基帶短碼直擴信號來進行研究的，并沒有對其在特定的信號系統(tǒng)中進行檢測與估計。而在實際的復雜擴頻通信系統(tǒng)中如WCDMA系統(tǒng)，特別是在非協作通信環(huán)境下，偵察并識別出對方的擴頻信號、估計擴頻信號參數與偽碼序列等就顯得尤為重要。
　　 本文針對在低信噪比條件下的WCDMA上行鏈路信號擴頻碼周期參數和特征偽碼序列估計問題主要做了如下工作:
　　 (1)介紹了WCDMA信號基本原理，并對WCDMA信號檢測與估計在國內外研究現狀進行

3、了歸納總結，同時指出了本文的重點研究對象是WCDMA信號的正交可變擴頻(OVSF)碼序列。建立了符合3GPP規(guī)定的WCDMA上行鏈路物理層信號模型，并對其進行了驗證。
　　 (2)針對低信噪比下WCDMA信號檢測與OVSF碼周期盲估計的難題，研究了四階累積量和二次功率譜對WCDMA信號檢測和OVSF碼周期估計的算法。該算法首先通過四階累積量對高斯白噪聲具有抑制的作用，利用四階累積量對WCDMA信號進行檢測，當檢測到WCDMA信號

4、后;接著對WCDMA信號進行一次功率譜運算，然后把功率譜作為輸入，再對其作第二次功率譜運算，通過檢測尖銳脈沖間的譜峰距離就可以估計出OVSF碼的周期。該算法在較低輸入信噪比的條件下能準確的檢測到WCDMA信號和OVSF碼的周期，仿真結果驗證了該算法的有效性。
　　 (3)針對低信噪比下WCDMA信號擴頻碼即OVSF碼盲估計的難題，研究了一種利用WCDMA信號的相關矩陣累加平均和其奇異值分解對OVSF碼進行估計的算法。該算法首先將

5、接收到的WCDMA信號以一隨機確定值為起點進行周期分段，將數據形成多個連續(xù)觀察向量;接著求其相關矩陣并累加平均;最后對累加平均后的相關矩陣進行奇異值分解，可以由相關矩陣的主特征向量估計出WCDMA信號的OVSF碼序列，從而對接收的信號進行解擴處理。并且在不同步時還可對其失步點進行估計，從而保證了接收信號的同步性。該算法計算量較小，能夠在較低信噪比條件下恢復出原OVSF碼序列。
　　 (4)針對存在殘余頻偏調制下WCDMA的OVS

6、F碼序列盲估計的難題，研究了一種利用滑動匹配與功率譜相結合來估計OVSF碼序列的算法。該算法首先利用WCDMA信號的譜范數來估計出同步偏移，算法不需要更多假定限制;接著根據同步偏移的大小來截取一整周期的信息序列，利用OVSF碼序列自身高度的相關性，當接收的OVSF碼序列同本地的OVSF碼序列完全匹配上時，會有反映信號的殘留載波或直流成分出現;再對其取功率譜，則會在該功率譜某一頻率上出現尖銳的譜峰，通過檢測功率譜的幅度與位置就可以估計出原

7、OVSF碼序列。該算法具有良好的檢測效果，并且能夠有效克服殘余頻偏對OVSF碼序列估計的影響。
　　 本文研究了干擾環(huán)境中WCDMA上行鏈路基帶信號周期參數和特征偽碼序列的盲估計算法，并通過MATLAB模擬仿真實驗的各種算法。通過算法的理論分析和模擬仿真實驗，驗證了本文的算法能在信噪比比較低的條件下，對WCDMA基帶信號擴頻碼的周期參數和特征偽碼序列進行準確的盲估計。因此本文中的算法對WCDMA信號的檢測與估計具有較好的實用價值