卫星非平稳信号波形设计及同步技术研究
发布时间：2022-02-19 21:17
卫星通信因其覆盖范围广、通信容量大的特点,在如今这个数据时代扮演着重要的角色。随着卫星通信技术的广泛应用,其安全性也得到了高度重视。因为卫星通信信道的开放性,通信信号的隐蔽性较差,敌方能够轻易地对有用信息进行截取然后破译,十分危险,所以亟需对卫星通信的安全性能进行提升。目前,针对非合作方对信息截获的问题,最常采用的就是扩频的方式来提升信息的安全性。由于低截获概率（Low Probability of Interception,LPI）信号检测问题的提出,伴随着深入研究,传统扩频方式带来的安全性也受到了严峻挑战。所以只是对信号进行单纯的扩频很难确保信息的抗截获性能,还得从其他多方面考虑,提升信息的安全性。本文以扩频技术为主体,对信号波形从时域、码域、频域、调制方式四个方面进行非平稳设计,增加信号的复杂度以提升其抗截获性能。同时,由于卫星移动通信系统处在一个高动态环境下,收发双方之间存在着极大的相对运动速度,会使接收端收到的信号有很大的多普勒频移,使得接收端的信号解调出现问题。因此如何克服多普勒频移问题,在高动态环境下实现星地同步,是目前一个重要的研究方向,同时也是本文研究的主要内容。本文...
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 信号抗截获的研究历史与发展现状
1.2.2 扩频信号捕获算法的研究历史与发展现状
1.3 本文的研究工作与贡献
1.4 主要研究内容与论文结构
第二章 扩频通信基本原理
2.1 扩频通信理论基础
2.2 直接序列扩频通信
2.3 跳频扩频通信
2.4 跳码扩频通信
2.5 本章小结
第三章 卫星非平稳信号波形设计
3.1 时域非平稳化处理
3.1.1 时域跳变处理
3.1.2 时域控制序列选择
3.2 码域非平稳化处理
3.2.1 m序列
3.2.2 Gold序列
3.2.3 Kasami序列
3.3 频域非平稳化处理
3.3.1 基于TOD的跳频系统
3.3.2 基于蓝牙跳频序列的跳频序列设计
3.4 调制方式的设计
3.5 系统性能分析
3.6 本章小结
第四章 高动态环境下多普勒频偏与估计
4.1 多普勒频偏对于系统的影响
4.1.1 多普勒频偏对扩频系统的影响
4.1.2 多普勒频偏对匹配滤波器的影响
4.1.3 多普勒频偏对差分相位调制信号解调的影响
4.2 多普勒频移模型
4.2.1 多普勒频移模型
4.2.2 低轨卫星可视时间段研究
4.3 多普勒频偏估计算法
4.3.1 基于最大似然估计的近似算法
4.3.2 基于叉积鉴频估计算法
4.3.3 算法性能仿真及分析
4.4 本章小结
第五章 卫星信号同步算法研究
5.1 常见的同步算法
5.1.1 时域串行捕获算法
5.1.2 时域并行捕获算法
5.1.3 匹配滤波器捕获算法
5.1.4 FFT循环相关捕获算法
5.2 PMF-FFT算法
5.2.1 PMF-FFT算法原理
5.2.2 PMF-FFT算法性能分析
5.2.3 PMF-FFT算法检测性能分析
5.3 PMF-FFT算法改进
5.3.1 加窗抑制栅栏效应
5.3.2 频率估计的改进
5.3.3 捕获门限的改进
5.3.4 改进后算法性能分析
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望未来
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]混沌跳码扩频通信系统及其抗干扰性能分析[J]. 雷莉,郑建生,刘郑. 科学技术与工程. 2014(30)
[2]LEO卫星通信系统覆盖时间和切换次数分析[J]. 杨斌,何锋,靳瑾,徐广涵. 电子与信息学报. 2014(04)
[3]一种快速FFT捕获算法及其FPGA实现研究[J]. 邓洪高,王靖,纪元法,孙希延. 电视技术. 2012(11)
[4]时频二维搜索捕获算法及其FPGA实现[J]. 吴高进,邹永忠,谭敏强. 北京邮电大学学报. 2009(03)
[5]一种LFM信号最大似然估计模型与参数估计快速算法[J]. 张容权,杜雨洺,杨建宇,黄钰林,熊金涛. 电波科学学报. 2005(05)
[6]国外低轨道卫星综述[J]. 苑立伟,杨建军,刘海平. 航天返回与遥感. 2004(04)
[7]计数式TOD跳频码发生器算法的构造[J]. 张申如,梅文华,王庭昌. 电子与信息学报. 2002(08)
硕士论文
[1]DS/FH混合扩频信号捕获技术的研究[D]. 武国强.北京交通大学 2018
[2]卫星弱信号捕获技术研究[D]. 周亮.电子科技大学 2016
[3]混合扩频关键技术研究及实现[D]. 杜云章.电子科技大学 2015
[4]基于PMF-FFT快速捕获算法的研究与实现[D]. 孙斌.哈尔滨工业大学 2011
[5]基于DS-SS系统的伪码快速捕获算法研究[D]. 王景.湖南大学 2011
[6]直扩信号的快速同步技术研究[D]. 吴迪.南京理工大学 2009
[7]高动态GPS接收机的捕获与跟踪算法研究[D]. 唐学术.北京理工大学 2008
本文编号：3633636
【文章来源】：电子科技大学四川省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 信号抗截获的研究历史与发展现状
1.2.2 扩频信号捕获算法的研究历史与发展现状
1.3 本文的研究工作与贡献
1.4 主要研究内容与论文结构
第二章 扩频通信基本原理
2.1 扩频通信理论基础
2.2 直接序列扩频通信
2.3 跳频扩频通信
2.4 跳码扩频通信
2.5 本章小结
第三章 卫星非平稳信号波形设计
3.1 时域非平稳化处理
3.1.1 时域跳变处理
3.1.2 时域控制序列选择
3.2 码域非平稳化处理
3.2.1 m序列
3.2.2 Gold序列
3.2.3 Kasami序列
3.3 频域非平稳化处理
3.3.1 基于TOD的跳频系统
3.3.2 基于蓝牙跳频序列的跳频序列设计
3.4 调制方式的设计
3.5 系统性能分析
3.6 本章小结
第四章 高动态环境下多普勒频偏与估计
4.1 多普勒频偏对于系统的影响
4.1.1 多普勒频偏对扩频系统的影响
4.1.2 多普勒频偏对匹配滤波器的影响
4.1.3 多普勒频偏对差分相位调制信号解调的影响
4.2 多普勒频移模型
4.2.1 多普勒频移模型
4.2.2 低轨卫星可视时间段研究
4.3 多普勒频偏估计算法
4.3.1 基于最大似然估计的近似算法
4.3.2 基于叉积鉴频估计算法
4.3.3 算法性能仿真及分析
4.4 本章小结
第五章 卫星信号同步算法研究
5.1 常见的同步算法
5.1.1 时域串行捕获算法
5.1.2 时域并行捕获算法
5.1.3 匹配滤波器捕获算法
5.1.4 FFT循环相关捕获算法
5.2 PMF-FFT算法
5.2.1 PMF-FFT算法原理
5.2.2 PMF-FFT算法性能分析
5.2.3 PMF-FFT算法检测性能分析
5.3 PMF-FFT算法改进
5.3.1 加窗抑制栅栏效应
5.3.2 频率估计的改进
5.3.3 捕获门限的改进
5.3.4 改进后算法性能分析
5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 展望未来
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]混沌跳码扩频通信系统及其抗干扰性能分析[J]. 雷莉,郑建生,刘郑. 科学技术与工程. 2014(30)
[2]LEO卫星通信系统覆盖时间和切换次数分析[J]. 杨斌,何锋,靳瑾,徐广涵. 电子与信息学报. 2014(04)
[3]一种快速FFT捕获算法及其FPGA实现研究[J]. 邓洪高,王靖,纪元法,孙希延. 电视技术. 2012(11)
[4]时频二维搜索捕获算法及其FPGA实现[J]. 吴高进,邹永忠,谭敏强. 北京邮电大学学报. 2009(03)
[5]一种LFM信号最大似然估计模型与参数估计快速算法[J]. 张容权,杜雨洺,杨建宇,黄钰林,熊金涛. 电波科学学报. 2005(05)
[6]国外低轨道卫星综述[J]. 苑立伟,杨建军,刘海平. 航天返回与遥感. 2004(04)
[7]计数式TOD跳频码发生器算法的构造[J]. 张申如,梅文华,王庭昌. 电子与信息学报. 2002(08)
硕士论文
[1]DS/FH混合扩频信号捕获技术的研究[D]. 武国强.北京交通大学 2018
[2]卫星弱信号捕获技术研究[D]. 周亮.电子科技大学 2016
[3]混合扩频关键技术研究及实现[D]. 杜云章.电子科技大学 2015
[4]基于PMF-FFT快速捕获算法的研究与实现[D]. 孙斌.哈尔滨工业大学 2011
[5]基于DS-SS系统的伪码快速捕获算法研究[D]. 王景.湖南大学 2011
[6]直扩信号的快速同步技术研究[D]. 吴迪.南京理工大学 2009
[7]高动态GPS接收机的捕获与跟踪算法研究[D]. 唐学术.北京理工大学 2008
本文编号：3633636
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