航天测控信号的识别与参数估计技术研究

发布时间：2017-05-03 06:08

  本文关键词：航天测控信号的识别与参数估计技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：航天通信系统是航空航天的重要组成单元,主要任务是对飞行器飞行状态的跟踪测量、控制运动命令的传达和工作状态数据的传输。为了完成以上任务,接收设备需要对信号进行有效的检测及识别,这也是通信领域的重要研究课题。同时信号的识别与参数估计技术对未来接收机的智能化、软件化、数字化都非常重要。现在的航天电磁环境非常复杂,再加上信号调制方式的多样性,导致传统的检测识别方法难以正常工作,本文正是在此背景下进行深入研究的。本文主要针对两类合作信号:统一S波段(USB:Unified S-Band)测控信号(TTC:Telemetry Tracking and Command)和扩频(SS:Spread Spectrum)测控信号进行信号识别与参数估计研究。本文首先对两种信号的传统识别方法进行了分析和研究。根据统一S波段信号的工作原理和信号特点,提出以快速傅里叶(FFT)变换为基础的统一S波段信号检测算法;根据扩频信号存在码速率的特征,提出用改进的延时相乘算法对扩频信号进行检测,并且结合时频分析里面的Wigner-Ville变换对延时相乘算法进行了验证,仿真表明通过这些算法能够准确的识别出这两种信号。然后,对于USB信号调制方式的估计,本文设计了基于BP神经网络的分类器,对卫星统一载波段测控体制中典型的调制方式:2FSK、4FSK、BPSK、QPSK、MSK、PM、CW进行识别,仿真结果表明这种方法在SNR??3dB时对BPSK、PM、CW的能够准确识别。最后,本文利用基于二次谱的方法,对扩频信号里面的直扩信号的伪码周期进行了准确估计。本文提出的改进的延时相乘算法通过调整不同的延时时间,不仅可以检测扩频信号,还可以识别出两种常用的扩频信号类型:直接序列扩频和扩跳频混合,其准确率可以达到95%以上。结合以上分析的信号识别与参数估计算法,本文在simulink平台上搭建了信号识别模块,通过系统仿真分析这个模块可以准确检测及识别USB测控信号以及扩频测控信号,并且该模块已在实际项目中应用。本文提出的信号识别与参数估计技术可以为信号的盲识别提供一个可行的方案,对实际的工程应用也有一定的参考价值。
【关键词】：USB测控 扩频测控 信号识别 参数估计
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V443.1;V556;TN914.42
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.3 本文的研究目标15
• 1.4 本论文的结构安排15-17
• 第二章 测控信号通信理论与技术17-24
• 2.1 统一载波测控通信原理17-18
• 2.2 扩频测控通信原理18-23
• 2.2.1 扩频测控通信理论研究18-20
• 2.2.2 直接序列扩频测控20-21
• 2.2.3 直接序列扩频跳频混合测控21-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 信号识别方案分析与设计24-38
• 3.1 无人机与地面站间信号发送与接收系统仿真24-26
• 3.2 接收机前端分析26-35
• 3.2.1 接收端数字下变频分析26-29
• 3.2.2 接收端信号预处理设计29-31
• 3.2.3 仿真实验31-35
• 3.3 信号识别总体方案设计35-37
• 3.3.1 具体指标要求35
• 3.3.2 工作流程与原理35-36
• 3.3.3 总体方案设计36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 统一S波段测控信号的识别与参数估计研究38-51
• 4.1 统一S波段测控信号识别研究38-43
• 4.1.1 识别算法研究38-41
• 4.1.2 仿真实验41-43
• 4.2 信号调制方式估计研究43-50
• 4.2.1 调制方式识别算法研究43-44
• 4.2.2 基于瞬时参量的特征参数44-46
• 4.2.3 基于BP神经网络的信号调制方式分类器设计46-49
• 4.2.4 仿真实验49-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 扩频测控信号的识别与参数估计研究51-71
• 5.1 基于延时相乘改进算法的研究51-59
• 5.1.1 延时相乘算法原理51-55
• 5.1.2 仿真实验55-59
• 5.2 基于WVD变换的识别算法研究59-63
• 5.2.1 WVD算法原理60-62
• 5.2.2 WVD扩频信号特征提取与仿真62-63
• 5.3 几种算法检测性能的比较63-64
• 5.4 基于二次功率谱算法的参数估计研究64-70
• 5.4.1 二次功率谱算法研究64-66
• 5.4.2 仿真实验66-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 信号识别模块的仿真实现与性能分析71-78
• 6.1 信号识别模块的仿真实现71-73
• 6.2 信号识别模块的性能分析73-77
• 6.2.1 信号串扰影响分析73-74
• 6.2.2 大多普勒频偏影响分析74-76
• 6.2.3 总体性能分析76-77
• 6.3 本章小结77-78
• 第七章 总结与展望78-80
• 7.1 本论文研究总结78
• 7.2 前景展望78-80
• 致谢80-81
• 参考文献81-84
• 攻硕期间取得的研究成果84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 金虎;;基于Duffing振子的DSSS信号率线检测[J];电讯技术;2011年07期

2 安金坤;田斌;孙永军;易克初;于全;;一种基于ITD算法的直扩信号检测算法[J];电子与信息学报;2010年05期

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本文编号：342461