卫星通信辐射源细微特征提取技术研究

发布时间：2017-05-06 07:40

  本文关键词：卫星通信辐射源细微特征提取技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：通信辐射源个体识别就是通过对辐射源辐射的通信信号进行细微特征测量,根据已有的先验知识,确定辐射该信号的辐射源个体的过程。细微特征及其提取是通信辐射源个体识别技术的核心。因为相同工艺,相同型号的不同通信辐射源个体的细微特征差异很小,所以对细微特征估计精度的要求很高。现有算法难以满足。本文以卫星通信辐射源为对象,主要研究了有效细微特征选择和高精度提取算法。论文的主要内容及创新点概括如下：1.详细分析了卫星通信链路中影响载频和符号速率的因素,论证了不同卫星通信辐射源个体载频和符号速率细微差异的客观存在性,并得出符号速率差异小于载频差异的结论。首先使用CZT频谱细化分析提取载频和符号速率,并对载波稳定度进行跟踪与统计。然后针对符号速率细微差异小,CZT频谱细化分析提取精度不够的情况,提出基于定时估计和逐段精度递进的符号速率细微特征估计算法。在CZT估计符号速率基础上,通过估计符号最佳抽样时刻,并将定时估计误差平均到长数据段上进一步提高符号速率估计精度。由于符号速率估计精度和数据长度存在矛盾,：基于迭代思想,：提出逐段精度递进的方法,逐步增加用来估计的数据长度,提高估计精度,使得估计精度满足要求,：并做了详细的性能分析和仿真验证。2.提出把正交调制器I/Q不平衡参数作为卫星通信辐射源的细微特征,然后推导出在I/Q不平衡失真条件下平衡正交调制器输入信号的等效基带信号,利用该等效信号,详细地分析了正交调制器I/Q不平衡对接收信号频谱和星座图的影响,最后利用基于星座图几何分析的提取算法,估计I/Q不平衡参数。3.设计了能够精确控制细微特征产生的硬件发射机平台来对细微特征提取算法系统测试。：为使平台能够精确控制调制信号的符号速率,设计中需要在DAC采样率不变条件下,实现基带信号符号速率的精确控制。：提出一种基于取邻思想的固定采样率任意符号速率基带信号产生算法,其思路是对大整数倍符号速率基带信号通过任意倍数的取邻抽取实现符号速率控制,算法将取邻近似导致的误差等效为基带信号信噪比的损失,理论推导和仿真结果表明,只需很少的存储资源和计算资源,就可使取邻误差对基带信号质量的影响微乎其微,足以满足实际系统需要,算法尤其适合在FPGA中实现。4.提出一种任意符号速率频分多路信号单通道DAC发射结构。该结构基于固定采样率任意符号速率基带信号产生算法,只使用一个DAC通道,即可实现多路不同符号速率信号同时发射,克服了传统多通道DAC结构资源浪费问题。
【关键词】：卫星通信 通信辐射源个体识别 细微特征 频率稳定度 正交调制器 同相/正交不平衡
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 研究背景与意义12-13
• 1.2 研究现状13-16
• 1.2.1 通信辐射源个体识别技术国内外发展现状13
• 1.2.2 通信辐射源细微特征提取技术发展现状13-16
• 1.3 面临的技术挑战16
• 1.4 本文主要工作16-17
• 1.5 论文结构安排17-18
• 第二章 卫星通信信号的速率与载频细微特征分析18-44
• 2.1 卫星通信信号速率与载频细微特征分析18-19
• 2.2 基于CZT频谱细化分析的细微特征估计19-29
• 2.2.1 算法原理19-23
• 2.2.2 算法性能23-25
• 2.2.3 仿真结果25-27
• 2.2.4 逐段精度递进的CZT细化分析流程27-29
• 2.3 基于定时估计和逐段精度递进的速率细微特征估计29-37
• 2.3.1 算法原理30-32
• 2.3.2 算法性能和仿真结果32-37
• 2.4 载波频率稳定度的跟踪与统计37-39
• 2.4.1 算法原理38
• 2.4.2 算法性能38-39
• 2.5 突发信号的速率与载频细微特征分析39-42
• 2.5.1 TDMA体制概述39-41
• 2.5.2 TDMA信号的细微特征提取41-42
• 2.6 本章小结42-44
• 第三章 正交调制器I/Q不平衡细微特征分析44-54
• 3.1 引言44
• 3.2 正交调制器的I/Q不平衡模型44-46
• 3.3 I/Q不平衡对信号星座的影响46-49
• 3.3.1 增益不平衡对信号星座的影响47
• 3.3.2 相位不平衡对信号星座的影响47-48
• 3.3.3 正交调制器不理想对信号星座的影响48-49
• 3.4 基于星座图几何分析的I/Q不平衡参数提取算法49-51
• 3.4.1 去除噪声影响49-50
• 3.4.2 去除直流偏移影响50-51
• 3.4.3 增益和相位不平衡参数估计51
• 3.5 仿真分析51-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第四章 细微特征精确控制发射机平台设计54-68
• 4.1 引言54
• 4.2 系统设计与实现54-57
• 4.2.1 整体结构与功能划分54-55
• 4.2.2 硬件设计55-57
• 4.3 细微特征精确控制57-59
• 4.3.1 符号速率57-58
• 4.3.2 载波频率58
• 4.3.3 I/Q不平衡参数58-59
• 4.4 固定采样率任意符号速率基带信号产生算法59-65
• 4.4.1 算法原理59-61
• 4.4.2 算法性能分析61-62
• 4.4.3 仿真验证62-63
• 4.4.4 算法FPAG实现结构63-64
• 4.4.5 任意符号速率频分多路信号单通道DAC发射结构64-65
• 4.5 系统测试65-66
• 4.6 本章小结66-68
• 第五章 结束语68-70
• 5.1 全文总结68
• 5.2 展望68-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-78
• 作者简历78

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