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《电子科技大学》 2002年
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DS及DS/CDMA信号的估计方法研究

张天骐  
【摘要】: 直扩(DS)信号及直扩码分多址(DS/CDMA)信号的估计方法研究是宽带微弱信号检测与估计以及通信对抗领域的一个重要研究课题。近30多年来,已发展了诸多的DS信号估计方法。这些估计方法大都基于常规信号检测与估计理论,但DS信号是宽带微弱信号,其并不符合常规的信号处理理论,因此当观察信号的信噪比较低时,这些估计方法的估计性能恶化,甚至得不到正确的估计结果。虽然DS信号在军事和民用中应用较为广泛,但直到80年代初,有关研究人员才明确地开始对DS信号的估计进行研究。从当前的研究发展状况来看,DS及DS/CDMA信号的估计方法研究进展缓慢,概念性的研究较为多见,而具体估计方法的研究还远不够全面、成熟。考虑到在未知信号伪码(PN码)序列的情况下对DS及DS/CDMA信号进行估计的挑战性,有必要对DS及DS/CDMA信号的估计做进一步的研究,以获得有效的DS及DS/CDMA信号的估计方法。 读博期间,作者围绕DS及DS/CDMA信号的估计方法展开研究。本文的主要工作是在先验知识未知的情况下,先对DS及DS/CDMA信号的参数进行估计,并在已获知信号参数的情况下,再对信号的PN码序列进行估计。本文提出了用于信号参数估计的功率谱二次处理算法、谱相关算法和时域相关算法,提出了能用于信号信息码与PN码同步起止时刻、PN码序列估计的矩阵分解算法和神经网络(N.N.)算法等等。在提出算法的同时,还考虑了如何增强算法的性能,因此贯穿本文的另一条主线是研究如何提高算法压制噪声的性能以适应实际的情况。 本文的主要工作和创新之处包括: (1)对DS及DS/CDMA信号模型进行了研究,指出了基带DS及DS/CDMA信号的估计可以分为参数估计(PN码周期、PN码片宽度以及信息码与PN码同步的起止时刻的估计)和波形估计(PN码序列的估计)。 (2)在对DS及DS/CDMA信号功率谱研究的基础上,提出了一种用于估计该类信号PN码周期的功率谱二次处理算法,该算法具有结构简单、快速,并容易作到较低的信噪比容限等优点。 (3)在对DS及同步DS/CDMA信号周期谱(谱相关)研究的基础上,论证了应用DS信号的周期谱(谱相关)可以得到该信号PN码片宽度的估计,提出了一种用于估计同步DS/CDMA信号PN码片宽度的谱相关算法,并作到了较低的信噪比容限。 (4)综合了DS及DS/CDMA信号处理的时域相关方法,表明了通过改变时域相关函数的时延可以同时作出对DS及DS/CDMA信号PN码周期和DS及同步DS/CDMA信号PN码片宽度的估计,提出了用于估计DS/CDMA信号PN码周期的时域相关算法(当相关时延较大可以和PN码周期比拟时),还提出了用于估计同步DS/CDMA信号PN码片宽度的时域相关算法(当相关时延较小可以和PN码片宽度比拟时)。 (5)针对DS及DS/CDMA信号PN码序列估计的问题,提出了用于信号PN码序列估计的数据矩阵和相关矩阵的奇异值分解算法以及相关矩阵的特征分解算法。相关矩阵的奇异值分解算法是按任意确定的随机起点,以PN码周期对信号进行分段以形成数据向量观察集,用累加平均的信号相关矩阵奇异值分解的算法来估计出信号的PN码序列。我们证明了在对信号相关矩阵实施奇异值分解时,由最大和次大奇异值对应 WP=9 的左奇异向量形成的序列是能完整地恢复出信号的PN码序列的。该相关矩阵的奇异值分解算法在用于估计DS及DS/CDMA信号PN码序列时可以获得较低的信噪比容限。 (6)受DS及DS/CDMA信号主动解扩思想的启发,在PN码序列估计的矩阵分解算法基础上,提出了用于DS及DS/CDMA信号PN码序列估计的神经网络算法,同时证明了矩阵的主分量分析和特征分析的等价性。对已知信息码与PN码同步起止时刻的DS信号,提出了用于信号PN码估计的无监督主分量提取神经网络算法,并且证明了它的收敛性。对未知信息码与PN码同步起止时刻的DS及DS/CDMA信号,提出了用于信号PN码序列估计的冗余去除的无监督多主分量提取神经网络算法。 (7)针对如何使估计算法适应更低信噪比的观察信号和提高计算输出的信噪比问题,本文提出了多通道分集和线性累加平均相结合的方法。进一步,还提出了将本文所提算法用于DS及DS/CDMA信号估计的多个系统化框图。 与现有的其它DS及DS/CDMA信号估计方法相比,上述信号估计方法的优点在于无须知道观察信号的PN码序列,与信号PN码序列的线性复杂度无关,在估计到了信号的PN码序列以后,可以用和主动解扩一样的方法对观察信号进行解扩处理,从而最终实现对DS及DS/CDMA信号的盲解扩。而且上述的这些估计方法优缺点互为补充,仿真实验表明,总体上这些方法可以作到较低的信噪比容限。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN929.533

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张天骐;高永升;杜晓华;侯瑞玲;;多用户直扩超宽带信号的码片宽度估计[J];电波科学学报;2011年03期
2 虞路勤;张天骐;李越雷;高清山;;DS-UWB信号的谱相关分析及码片宽度估计[J];电视技术;2010年04期
3 杨允军,武传华,陶雷;m序列估计的三阶相关函数法[J];电子对抗技术;2005年06期
4 高永升;张天骐;杜晓华;高翔云;;多用户DS-UWB信号的伪码周期估计[J];计算机应用研究;2010年09期
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6 张卓鸿;牛景昌;张冠杰;;复杂环境下直扩信号侦察技术[J];无线电工程;2012年08期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 牟青;直接序列扩频信号的截获分析研究[D];电子科技大学;2010年
2 张花国;直接序列扩频信号的盲解扩研究[D];电子科技大学;2011年
3 赵知劲;统计通信信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 冯睿智;DS/CDMA信号盲解扩技术研究[D];电子科技大学;2011年
2 马瑞琪;DS-CDMA信号盲解扩关键技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 赵德芳;基于计算智能的DS-SS信号扩频码盲估计[D];重庆邮电大学;2011年
4 程帆;直扩信号检测与参数估计[D];南京理工大学;2007年
5 易驰;非合作直扩信号的载频估计方法[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 张志伟;非协作通信中DSSS/BPSK信号检测与参数估计方法研究[D];大连理工大学;2009年
7 王蕾;基于CDMA通信信号的无源雷达定位系统研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 李雪松;数字图像的盲源分离[D];重庆邮电大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 刘志杰;张建立;米辉波;王玉芳;;对扩/跳频通信对抗体制的研究[J];无线电工程;1991年02期
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9 杨忠,张建立;低信噪比直扩信号的周期特征检测与参数估计[J];无线电工程;1995年06期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王倩;蒋林华;张京丰;徐海群;;模糊神经网络在粉煤灰混凝土强度预测中的应用[J];四川建筑科学研究;2006年06期
2 张彤;王建平;孟改样;;异因同果关联神经网络在工程造价中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2009年02期
3 翁兴中;蔡良才;;基于神经网络理论的机场沥青道面状况评定[J];四川建筑科学研究;2010年01期
4 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
5 刘菁菁;;图像水印中扩频算法的研究[J];安徽广播电视大学学报;2006年02期
6 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
7 刘新永;蔡凤丽;裴晓根;;基于MATLAB的m序列的产生及相关特性仿真[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年05期
8 朱汉云;蔡凤丽;;高动态下直扩信号的快速捕获[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2010年06期
9 蔡凤丽;刘新永;江力;;基于LP法对截断巴克码旁瓣抑制MATLAB仿真分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2012年01期
10 倪志伟;;BP网络中激活函数的深入研究[J];安徽大学学报(自然科学版);1997年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈吉夫;任雪梅;黄鸿;;基于模糊Renyi熵的多值图像去噪滤波器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 张娟;陈杰;段梅;;基于神经网络和广义经典分配算法的多传感器航迹关联[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 隋金雪;杨莉;华臻;张鑫;;改进的BP网络在火焰燃烧状态识别中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 李军;蔡润泽;吴越;;基于复倒谱的水声信道均衡[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
6 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
7 舒卫平;王万斌;潘宇倩;张弓;;卫星双模测控接收机同频信号间干扰研究[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
8 洪淑月;;基于SystemView直序列扩频实验设计及仿真[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
9 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
10 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张驰;基于BICM调制的MIMO-OFDM系统的高效编译码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 沈锋;中短波扩频导航接收机信号同步方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
2 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
6 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
7 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
9 吴家瑞;服装产品加工成本快速估算方法研究[D];浙江理工大学;2010年
10 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付卫红;杨小牛;刘乃安;曾兴雯;;基于盲源分离的CDMA系统上行链路多用户检测[J];北京邮电大学学报;2009年02期
2 朱冰莲;李金磊;;基于独立分量分析算法的DS-CDMA盲多用户检测[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年10期
3 成昊;吕明;唐斌;谭舒;;一种基于小波分解的直扩信号检测方法[J];电讯技术;2006年06期
4 虞路勤;张天骐;李越雷;高清山;;多径环境下接收DS-UWB信号的PN序列周期盲估计[J];电讯技术;2009年09期
5 白娟;张天骐;赵德芳;包锐;;基于虚拟多用户模型的长码直扩信号伪码估计[J];电讯技术;2011年08期
6 陈隽永,徐庆,徐继麟;超宽带雷达中基于小波变换的时延估计方法[J];电波科学学报;2001年02期
7 张天骐,周正中;直扩信号伪码周期的谱检测[J];电波科学学报;2001年04期
8 华云,龚耀寰;利用CDMA系统下行链路信号进行移动台定位的研究[J];电波科学学报;2002年05期
9 吕泽均,肖先赐;基于分数阶矩的测向算法研究[J];电波科学学报;2002年06期
10 田孝华,廖桂生,王洪洋;基于CDMA蜂窝网的运动目标检测与定位技术[J];电波科学学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 牟青;直接序列扩频信号的截获分析研究[D];电子科技大学;2010年
2 田孝华;DS-CDMA蜂窝网中无线定位与参数估计技术[D];西安电子科技大学;2003年
3 陈永倩;计算智能方法在非合作信号参量估计中的应用研究[D];电子科技大学;2005年
4 沈雷;复杂环境下扩频信号参数估计和识别[D];浙江大学;2007年
5 程皓;低截获直扩信号参数盲估计方法研究[D];电子科技大学;2007年
6 王明阳;非合作超宽带冲激无线电信号检测技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
7 王巍;CDMA蜂窝网络移动台无线定位技术的研究[D];国防科学技术大学;2006年
8 徐海源;雷达/通信侦察中相位编码信号分析处理技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 沈振惠;低信噪比DS-SS/BPSK信号检测与参数估计技术研究[D];电子科技大学;2003年
2 贺广龙;DS/CDMA信号盲检测技术研究[D];电子科技大学;2005年
3 王琛;基于神经网络的直扩信号伪随机码估计[D];电子科技大学;2006年
4 刘飞;DS/CDMA信号盲检测与分离技术研究[D];电子科技大学;2006年
5 喻凯;基于循环谱的MPSK信号盲参数估计[D];电子科技大学;2007年
6 郭林;直扩信号码序列恢复算法及系统性能仿真研究[D];电子科技大学;2009年
7 侯峥峰;直接序列扩频信号盲检测与参数估计[D];国防科学技术大学;2009年
8 徐青波;扩频通信系统的检测与干扰研究[D];西安电子科技大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张天骐;高永升;杜晓华;侯瑞玲;;多用户直扩超宽带信号的码片宽度估计[J];电波科学学报;2011年03期
2 陈杰;尹应增;;低成本直接射频正交调制无线发射机的新设计[J];电波科学学报;2012年04期
3 张晓林;佟婧;李佑虎;;高阶统计分析的m序列检测新方法[J];哈尔滨工程大学学报;2010年03期
4 郭锐;汪立新;;基于循环谱的猝发信号解调[J];计算机工程与应用;2011年34期
5 达新宇;王艳岭;;一种新的Ka频段雨衰预测模型[J];空军工程大学学报(自然科学版);2010年05期
6 王利萍;邵高平;殷小龙;孙军明;;一种基于Hilbert-Huang变换和循环谱的直扩信号参数估计方法[J];信息工程大学学报;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 许聪;无源探测中弱信号检测及跟踪滤波方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 单志明;α稳定分布参数估计及自适应滤波算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李惠;稳定分布盲分离方法及应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王利萍;基于HHT的直扩信号检测与参数估计[D];解放军信息工程大学;2009年
3 冯睿智;DS/CDMA信号盲解扩技术研究[D];电子科技大学;2011年
4 阙俊才;基于GSM信号的无源雷达动目标检测技术[D];西安电子科技大学;2011年
5 石熠;直接序列扩频通信系统的干扰研究[D];西安电子科技大学;2011年
6 史莉薇;基于信号循环平稳特性的频谱检测与分配方案研究[D];南京大学;2011年
7 苏东;基于循环谱的电动滑轨舒适性测试与分析[D];苏州大学;2011年
8 侯峥峰;直接序列扩频信号盲检测与参数估计[D];国防科学技术大学;2009年
9 胡海生;地波辐射源的调制类型识别与参数估计[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 马丽华;直扩信号检测与参数估计方法的研究[D];江南大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 丁康,谢明;提高FFT和谱分析速度及精度的方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1992年02期
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4 张建立;直扩信号的侦察与干扰[J];无线电通信技术;1996年04期
5 丁康,谢明,王延春;三维功率谱阵及其应用[J];振动工程学报;1993年03期
6 谢明,丁康;频谱分析的校正方法[J];振动工程学报;1994年02期
7 黄迪山;FFT相位误差分析及实用修正方法[J];振动工程学报;1994年02期
8 刘进明,应怀樵;FFT谱连续细化分析的富里叶变换法[J];振动工程学报;1995年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁志宏,韩方景,刘毅坚;直扩系统中基于功率估计的自适应门限调整技术[J];电子工程师;2003年09期
2 赵岩;;基于Verilog的直序扩频通信系统设计[J];微计算机信息;2007年27期
3 王艳琦 ,田远富;高压线上实现电力系统扩频通信[J];电子世界;2004年07期
4 黄蕾,赵茂泰,甘良才;一种数据差错率检测方法及实现[J];电波科学学报;2003年02期
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6 王超;CDMA系统无线网络规划[J];内蒙古科技与经济;2003年12期
7 姚志强 ,尹俊勋 ,谢玲;一个多媒体扩频通信系统的设计和实现[J];电子技术应用;2002年07期
8 张岩奇;李欣;;利用FPGA实现直接序列扩频码的发射[J];哈尔滨理工大学学报;2008年05期
9 曾海彬;王天宝;;一种低信噪比下PN码的快速捕获技术[J];成都信息工程学院学报;2009年02期
10 曹利兵;;扩频通信中PN码的快速捕获[J];现代经济信息;2009年05期
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1 王祖勇;;京广线第六次提速信阳至陈家河段信号过渡工程的设计处理[A];河南省铁道学会2007年学术活动月优秀论文选集[C];2007年
2 张宝军;;八臂井径测井信号数字化处理系统[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
3 张新;;浅谈无线扩频技术[A];第十八届中国(天津)’2004IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2004年
4 张梦彪;;白音诺尔铅锌矿坑内工程多水平提升快速施工[A];全国矿山建设学术会议论文选集(下册)[C];2003年
5 顾婷婷;方世良;;利用自相关特性的直扩信号检测[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
6 潘文学;李莉;;浅议施工顶信号[A];铁道工务论文集(第3册)[C];2004年
7 陈始明;陈晨;徐勇;屈季宁;陶泽璋;;Notch信号在喉鳞癌中的表达及作用[A];2010全国耳鼻咽喉头颈外科中青年学术会议论文汇编[C];2010年
8 李宇;黄海宁;李淑秋;张春华;;新型抗混响梳状波形设计[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
9 邹静;;GGIMS算法的理论和实验分析[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
10 张同星;邱书波;古帅;;直扩O-QPSK在ZigBee技术中仿真分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 北京振国肿瘤研究中心主任、振国肿瘤医院院长 主任医师 王振国;警惕肿瘤早期信号才能做到“三早”[N];健康时报;2008年
4 本报记者 杨丽萍;收紧“地根”信号 土地“总督察”明年到任[N];21世纪经济报道;2004年
5 沈衍琪;中美食品贸易战出现“休战”信号[N];北京日报;2007年
6 本报记者  唯格;“南方案”透出高管问责信号[N];中国证券报;2006年
7 广西 黄毓勇;桂西南收视124°E~128°E日星的实践[N];电子报;2007年
8 一刀;企业职工教育复苏的信号[N];工人日报;2006年
9 王阳;温州炒房团出国炒房发出的信号[N];上海证券报;2007年
10 王妮娜 李纳;中行计划先发H股再发A股[N];深圳商报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张天骐;DS及DS/CDMA信号的估计方法研究[D];电子科技大学;2002年
2 付江志;直扩测控系统中的窄带干扰抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 周先军;无线通信快速捕获算法及无线测距技术研究[D];华中科技大学;2005年
4 马晋毅;采用直扩(DSSS)和跳频(FHSS)技术的扩频收发信机及载波恢复研究[D];天津大学;2004年
5 周小梅;渗透胁迫下水稻体内多胺代谢及其生理功能研究[D];湖南农业大学;2008年
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7 毕磊;七月酥梨休眠期内含物变化及生理代谢研究[D];河北农业大学;2009年
8 李文魁;朝鲜淫羊藿和万山淫羊藿化学成分的研究[D];中国协和医科大学;1995年
9 麦玉洁;Wnt/β-catenin信号转导途径在白血病细胞中的激活及作用[D];中国协和医科大学;2005年
10 林正红;BAMBI蛋白在TGF-β和Wnt信号通路中的作用[D];清华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯山民;基于匹配滤波的直扩同步系统的研究与实现[D];大连海事大学;2012年
2 谢卫君;PN码串并结合快速捕获方法的改进与研究[D];太原理工大学;2006年
3 谌玉华;分布式地面多传感器探测系统中扩频通信技术的研究[D];南京理工大学;2004年
4 张细政;直扩CDMA通信系统中的多用户检测技术研究[D];湖南大学;2003年
5 杨国宇;智能远程集中抄表网络系统[D];合肥工业大学;2002年
6 钟伟;无线扩频遥测遥控系统中调制解调器的研究与设计[D];黑龙江大学;2002年
7 孙永军;微弱信号检测[D];西安电子科技大学;2003年
8 刘杰;直接序列扩频通信无码解扩的研究[D];华北电力大学;2002年
9 赵大龙;IFF信号识别及硬件实现研究[D];国防科学技术大学;2002年
10 李静;基于骨导信号的语音重构技术[D];西北工业大学;2004年
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