跳碼直擴(kuò)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在無線通信技術(shù)高度發(fā)展的今天,無線通信應(yīng)用已經(jīng)深入到人們生活的各個角落。越來越多的私密信息通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)等無線媒體傳輸,然而無線通信的物理層卻缺乏足夠的安全保護(hù)。跳碼直擴(kuò)通信系統(tǒng)(簡稱跳碼系統(tǒng))是結(jié)合直擴(kuò)系統(tǒng)和跳頻系統(tǒng)概念的新型通信系統(tǒng)。它不僅兼具直擴(kuò)系統(tǒng)信號隱蔽性好和跳頻系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn),還對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)具有加密作用,可以為無線通信物理層提供足夠的安全保護(hù)。跳碼系統(tǒng)在衛(wèi)星通信、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、WLAN、集群通信以及專用數(shù)據(jù)鏈等

2、通信系統(tǒng)中具有很大的應(yīng)用價值。
　　跳碼指擴(kuò)頻碼隨時間進(jìn)行跳變,擴(kuò)頻碼的跳變提高了系統(tǒng)的抗干擾、抗檢測能力,也為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提出了許多新的難題,如新型碼資源的尋求,跳碼信號的捕獲以及擴(kuò)頻碼的復(fù)用等。在廣泛調(diào)研和詳盡的理論分析基礎(chǔ)上，本文對跳碼系統(tǒng)的部分關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的探索。研究圍繞著如何保證和提高跳碼系統(tǒng)抗干擾、抗檢測能力而展開,取得了一定的研究成果。
　　首先,論文分析了跳碼系統(tǒng)的抗干擾、抗檢測性能。通過理論分析和仿真驗(yàn)

3、證,指明了直擴(kuò)系統(tǒng)抗干擾、抗檢測能力的不足,驗(yàn)證了研究跳碼系統(tǒng)的必要性。提出的基于估計(jì)的時域滑動相關(guān)累加(Estimation-based Time-domain Sliding Correlating Accumulation, ETSCA)算法可以對直擴(kuò)系統(tǒng)和跳碼系統(tǒng)進(jìn)行盲檢測,并定量分析跳碼系統(tǒng)的抗檢測性能,仿真結(jié)果表明跳碼系統(tǒng)的抗檢測性能可以比直擴(kuò)系統(tǒng)提高10dB以上。統(tǒng)計(jì)盲檢測結(jié)果得到的跳碼數(shù)和抗檢測性能關(guān)系曲線對跳碼系統(tǒng)的設(shè)

4、計(jì)具有參考價值。
　　其次,論文研究了跳碼系統(tǒng)中混沌序列在有限精度效應(yīng)下的生成方法。混沌序列具有極高的初值敏感性,可以產(chǎn)生大量不重復(fù)的擴(kuò)頻碼。但在數(shù)字系統(tǒng)中,混沌序列的實(shí)現(xiàn)存在有限精度效應(yīng)。本文提出了內(nèi)部加擾的混沌序列生成方法,通過在混沌映射內(nèi)部加入擾動,避免生成的混沌序列出現(xiàn)短周期或奇點(diǎn)現(xiàn)象。該方法不僅適用于均勻分布的Tent序列,而且適用于非均勻分布的Logistic序列和Chebyshev序列。仿真結(jié)果表明,加擾序列的擴(kuò)頻性

5、能接近經(jīng)典的Gold序列。
　　接下來,論文討論了跳碼序列的捕獲方法的可靠性,提出了跳時同步頭捕獲方法。直擴(kuò)系統(tǒng)自同步法無法對跳碼序列進(jìn)行可靠捕獲,統(tǒng)一定時法需要時鐘同步應(yīng)用受限,而突發(fā)同步法的信號特征明顯、易被檢測和干擾。論文提出的跳時同步頭捕獲方法,利用匹配濾波器對跳時重復(fù)的擴(kuò)頻信號進(jìn)行捕獲,彌補(bǔ)了直接捕獲跳碼信號漏捕概率高的不足。采用特殊設(shè)計(jì)的跳時圖樣不僅提高了同步頭的抗檢測能力,而且可以避免轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的影響。跳時同步頭捕獲

6、方法相比并聯(lián)回路捕獲法,運(yùn)算量和系統(tǒng)復(fù)雜度大大降低。
　　最后,論文對有限碼集跳碼系統(tǒng)的多用戶擴(kuò)頻碼復(fù)用方案展開了研究,提出了分相跳碼復(fù)用(Phase Divide Multiplexing, PDM)方法。分相跳碼復(fù)用利用擴(kuò)頻碼的自相關(guān)性,為采用相同擴(kuò)頻碼的用戶分配不同的相隙,在避免用戶間發(fā)生碼碰撞的前提下,既保證了系統(tǒng)具有較高的跳碼增益,同時也保證了系統(tǒng)跳碼的自由度。論文接下來提出的PDM復(fù)合跳碼系統(tǒng),綜合了多種跳碼方式的優(yōu)點(diǎn)