非相干扩频捕获的匹配滤波器参数分析

王浩然,郝学坤,潘申富

(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081)

0 引言

非相干直接序列扩频是一种常用的直接序列扩频方式。非相干直接序列扩频和相干直接序列扩频的主要区别在于非相干扩频信号的信息符号时钟和扩频码时钟可以是非同源的。其优点是在不改变扩频码速率和信号占用带宽的情况下,可以根据业务需求较为灵活地改变信息速率;缺点是信息符号的跳变沿与扩频码相位不存在确定的关系,接收端扩频码同步较为困难。

在接收端,一般利用匹配滤波器对非相干扩频信号进行捕获。为了保证捕获性能,需要合理地设计匹配滤波器的抽头数,以兼顾实现复杂度和匹配滤波器的输出信噪比。对于非相干扩频信号,在匹配滤波累加过程中存在随机的符号跳变,输出信噪比的计算较为困难。通过理论分析和仿真验证定量地研究了匹配滤波器输出信噪比和载波频差、扩频比以及匹配滤波器抽头数之间的关系。

1 信号模型

扩频码序列表示为ci,取值为±1,码片周期为Tc;调制符号序列表示为ak,取值为±1,符号周期为Ts;

扩频比为L=Ts/Tc,为方便分析,假定L为整数。将调制符号序列ak逐符号重复L次,得到与扩频码速率相同的序列bi。则扩频后的序列可表示为:

考虑基带模型,则BPSK扩频调制信号可表示为:

式中,pT(t)为信号成形脉冲,假定为平方根升余弦脉冲,表示为:

式中,α为滚降系数。

理想高斯信道下接收信号表示为:

对接收信号进行波形匹配后按码片速率抽样,然后送匹配滤波器进行扩频码的捕获。……