宽窄带干扰下扩频信号捕获算法研究与实现

发布时间：2017-04-17 04:20

  本文关键词：宽窄带干扰下扩频信号捕获算法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：直扩/跳频(DS/FH)混合扩频系统由于结合了直接序列扩频与跳频通信系统两种扩频通信系统的优势,从而具有较强的抗干扰能力,较强抗截获能力,在军用通信和民用通信领域均得到了广泛的应用。近年来,DS/FH系统逐渐应用于深空探测、应急通信等特殊领域,在这些应用场景中,往往接收信号极其微弱同时受到各种形式干扰,这对DS/FH系统的捕获算法研究提出了新的挑战。基于以上背景,本文对存在宽窄带干扰情况下的DS/FH混合扩频捕获算法进行研究。本文首先介绍了课题的研究背景和意义、国内外发展现状,并总结了论文主要的研究内容和工作安排。之后,对直扩信号捕获算法以及跳频信号捕获算法进行了研究,经过对比分析后,选择了直扩码片与跳扩码片相互固联的DS/FH混合扩频信号形式,并在此基础了提出了一种能够实现快速捕获的DS/FH混合扩频捕获算法。为了提高算法的抗窄带干扰的能力,本文研究了频域窄带干扰抑制算法。首先对窗函数在应用中的相关问题进行了研究,主要包括:函数窗对频谱泄漏的影响;窗函数所造成信噪比损失;重叠加窗算法对信噪比的改善。之后,研究了几种干扰检测与抑制算法,在此基础了提出了一种基于分段门限统计的三门限干扰抑制算法,并通过MATLAB仿真,验证了算法的有效性。为了进一步提高算法抗宽带干扰能力,本文对高灵敏度捕获算法进行了研究。主要包括:弱信号积累技术;码多普勒补偿;改善FFT引入的扇贝损失损失的设计措施;捕获算法检测判决策略。最后,在FPGA平台上对本文所提出的DS/FH快速捕获算法进行了实现,并介绍了算法中各项参数的设计方法,最后对实电路实测结果进行了分析,验证了设计的正确性。
【关键词】：混合扩频 捕获 窄带干扰 宽带干扰 FPGA
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN914.42
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 绪论14-19
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 国内外研究发展现状15-18
• 1.3 论文的研究内容以及工作安排18-19
• 第2章 DS/FH系统捕获算法研究19-38
• 2.1 扩频系统原理19-23
• 2.1.1 直接序列扩频系统19
• 2.1.2 跳扩频通信系统19-20
• 2.1.3 DS/FH混合扩频系统20-23
• 2.2 混合扩频捕获算法研究23-37
• 2.2.1 直接扩频信号捕获算法23-29
• 2.2.2 跳扩频信号捕获算法29-33
• 2.2.3 DS/FH混合扩频捕获方案选择33-37
• 2.3 本章小节37-38
• 第3章 DS/FH混合扩频系统窄带干扰抑制算法研究38-58
• 3.1 频域干扰抑制算法基本原理38-39
• 3.2 窗函数的应用39-46
• 3.2.1 加窗算法信噪比损失分析39-42
• 3.2.2 重叠加窗算法42-44
• 3.2.3 加窗算法仿真分析44-46
• 3.3 干扰检测与抑制算法46-57
• 3.3.1 N-sigma干扰检测与抑制算法46-47
• 3.3.2 Lamuda干扰检测与抑制算法47-48
• 3.3.3 基于FCME的双门限干扰抑制算法48-50
• 3.3.4 改进算法50-51
• 3.3.5 改进算法仿真分析51-57
• 3.4 本章小结57-58
• 第4章 DS/FH混合扩频系统高灵敏度捕获算法研究58-77
• 4.1 弱信号积累技术58-65
• 4.1.1 相干积累58-59
• 4.1.2 非相干积累59-60
• 4.1.3 差分相干积累60-61
• 4.1.4 积累算法仿真分析61-62
• 4.1.5 码多普勒补偿62-65
• 4.2 FFT扇贝损失的改善措施65-68
• 4.2.1 补零法65-66
• 4.2.2 窗函数法66-68
• 4.3 捕获检测判决策略68-75
• 4.3.1 检测算法68-70
• 4.3.2 判决策略70-73
• 4.3.3 引入约束的检测判决策略73-75
• 4.4 本章小结75-77
• 第5章 DS/FH混合扩频系统捕获电路设计与实现77-90
• 5.1 捕获电路参数设计77-82
• 5.1.1 相参积累时间设计77
• 5.1.2 部分相关时间设计77-79
• 5.1.3 频域FFT点数79
• 5.1.4 捕获流程设计79-81
• 5.1.5 捕获算法性能仿真81-82
• 5.2 捕获电路FPGA设计方案82-89
• 5.2.1 窄带干扰抑制模块82-86
• 5.2.2 部分相关模块86-88
• 5.2.3 部分相关后处理模块88-89
• 5.3 本章小节89-90
• 结论90-92
• 参考文献92-96
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单96-97
• 致谢97

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪勃;谌明;梁光明;敖宇;;自适应三门限窄带干扰抑制算法[J];电子学报;2015年01期

2 莫小鹏;梁光明;敖宇;吕文龙;;一种改进的双门限窄带干扰抑制算法[J];数字技术与应用;2013年10期

3 张鹏;梁光明;刘任任;刘东华;;结合信噪比的双门限干扰抑制算法的改进[J];现代电子技术;2013年05期

4 吴丹;万达;梁保卫;;一种改进的窄带干扰抑制算法[J];无线电通信技术;2012年01期

5 马琳;崔嵬;吴嗣亮;;极低信噪比环境下含近邻约束的改进唐检测判决算法[J];系统工程与电子技术;2011年08期

6 李洪;周辉;陆明泉;冯振明;;基于码多普勒补偿的微弱GNSS长码快速直接捕获算法[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2010年05期

7 王永庆;高磊;吴嗣亮;;大动态直扩信号的快速捕获方法[J];北京理工大学学报;2010年01期

8 崔嵬;朱新国;吴嗣亮;;基于约束判决的二次门限检测[J];电子与信息学报;2009年09期

9 章兰英;袁嗣杰;刘海洋;史学书;;基于加窗PMF-FFT的扩频信号捕获算法研究[J];系统仿真学报;2009年17期

10 李怀建;刘莉;杜小菁;;高灵敏度GPS信号捕获技术研究[J];弹箭与制导学报;2009年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 毛良驹;深空测控DS/FH混合扩频信号捕获技术研究与实现[D];电子科技大学;2013年

2 汪伟;基于调制DFT的DS/FH混合扩频通信系统窄带干扰抑制设计与仿真[D];国防科学技术大学;2012年

3 吴述敏;FH/DS混合扩频导航信号接收同步技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2011年

4 赵瀛洲;高动态DS/FH混合扩频通信关键技术研究及FPGA设计[D];西安电子科技大学;2010年

5 宋培培;基于混合扩频的导航卫星抗干扰技术研究[D];西安电子科技大学;2010年

6 陈静;DS/FH混合扩频测控信号同步及抗干扰研究[D];电子科技大学;2009年

7 袁磊;FH/DS混合扩频通信系统及其抗干扰措施的建模仿真[D];电子科技大学;2007年

8 胡建波;高动态扩频信号快速捕获方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2005年

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