随着数字信号处理理论、算法和大规模集成电路的快速发展,数字接收机已经成为接收系统发展的必然趋势。在数字接收机中,信号处理的首要任务是信号检测,信号检测性能是整个接收系统综合性能的前提和保障。故要提高系统在恶劣环境中的通信质量,首先应提高在恶劣通信环境中对信号的检测性能。本文主要研究数字接收机中信号检测及自适应门限设定技术。论文主要工作如下:1)由于传统能量检测方案抗噪声能力差且未充分利用前导序列的特征,文中采用循环序列延迟累加的方式,提高其抗噪声能力;并对累加方案中判决量信噪比提升量与累加样值相位差的函数关系进行详细的推导;仿真结果表明,累加方案判决量的信噪比有一定的提升。同时,分析对比了能量检测法、延时相关法和共轭相乘法三种检测技术的计算量和检测性能,得出共轭相乘法性能最好。2)针对恒虚警概率(CFAR)自适应门限检测技术在低信噪比时低检测概率和高信噪比时虚警事件未得以充分抑制的问题,提出了一种改进自适应门限检测方案。方案通过将相邻两伪码周期长度内接收信号的相关峰值及平均能量对应相乘构造出新的统计量,并用随噪声能量及信噪比变化的自适应门限代替原有的固定门限判决统计量,以达到提高系统检测性能的目的;再加以微小门限修正因子,以进一步降低高信噪比条件下的虚警概率。理论分析和仿真结果表明,改进自适应门限技术的检测性能较原门限技术有很大程度的提高。3)较传统的基于接收信号与本地伪随机码相关峰值的信号检测技术,本文提出一种基于接收信号信噪比ML估计的检测技术。仿真结果表明,在相同检测概率条件下,新方案较传统相关检测法可获更低的虚警概率;但新方案对相偏较敏感,需与传统检测技术联合进行信号检测。另外,研究大频偏条件下的信号检测技术,并对频率补偿方案中的补偿策略进行改进,降低了其计算复杂度。4)在直扩系统的PN码捕获中,论文采用串并混合捕获结构缓解捕获时间与电路复杂度的矛盾,提高了捕获系统的综合性能;针对强干扰通信环境,采用了差分非相干捕获及累积法技术,可有效提高判决量的信噪比,提高低信噪比条件下的检测性能;针对长码捕获中实现难和性能差的问题,采用了折叠码捕获方式,可在保证其捕获性能的前提下,降低其实现复杂度。
