發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 07:09

【摘要】：擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能好、隱蔽性強(qiáng)、截獲性低、易于實(shí)現(xiàn)碼分多址,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)通信、定位導(dǎo)航、實(shí)時(shí)測(cè)距等方面,尤其在衛(wèi)星導(dǎo)航方面發(fā)揮著不可替代的作用。但是,有限的帶寬資源限制了擴(kuò)頻通信的發(fā)展,為此我們將擴(kuò)頻調(diào)制與連續(xù)相位調(diào)制(CPM)相結(jié)合,解決其功率和帶寬雙重受限的問(wèn)題,提高頻帶和功率的利用率。高動(dòng)態(tài)弱信號(hào)的精確同步過(guò)程是保證擴(kuò)頻接收機(jī)實(shí)時(shí)性和高靈敏度的核心技術(shù),其中,利用擴(kuò)頻碼進(jìn)行弱信號(hào)捕獲是實(shí)現(xiàn)精確同步的前提和基礎(chǔ)。當(dāng)處于室內(nèi)、城市和森林等有遮擋的惡劣環(huán)境時(shí),由于受到多徑和噪聲的影響,信號(hào)更加微弱,接收信噪比惡化,傳統(tǒng)的捕獲技術(shù)很難快速而準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的粗同步。雙塊補(bǔ)零(DBZP)捕獲算法是針對(duì)這一問(wèn)題提出的有效算法,將分段處理、圓周相關(guān)和FFT/IFFT相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)弱信號(hào)的快速捕獲,該算法在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。但是DBZP的分塊長(zhǎng)度和分塊數(shù)會(huì)受到頻率分辨率和多普勒頻偏搜索范圍的限制,且是固定不變的,這使得算法的捕獲性能具有一定的局限性。本文在DBZP的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)據(jù)重疊的思想,針對(duì)無(wú)輔助弱信號(hào)的快速捕獲,提出改進(jìn)的多塊重疊補(bǔ)零算法和通用重疊多塊補(bǔ)零算法。首先將直接列擴(kuò)頻調(diào)制與CPM調(diào)制相結(jié)合,建立通信系統(tǒng),保證系統(tǒng)的高效性。接下來(lái)介紹傳統(tǒng)的捕獲算法,在此基礎(chǔ)上分析研究針對(duì)弱信號(hào)的捕獲算法,包括基于FFT的相關(guān)函數(shù)捕獲算法、部分匹配濾波與FFT相結(jié)合(PMF-FFT)的捕獲算法、分段累加的頻率空間并行搜索算法和DBZP捕獲算法。以DBZP為基礎(chǔ),提出多塊重疊補(bǔ)零算法(MBOZP)和通用重疊多塊補(bǔ)零算法(GOMBZP)。MBOZP引入數(shù)據(jù)分塊的重疊,保證分塊數(shù)不變,通過(guò)數(shù)據(jù)重疊增加相干積累的長(zhǎng)度,從而提高小頻偏下的捕獲性能,系統(tǒng)在極低信噪比下能夠獲得接近1dB的性能增益。GOMBZP是對(duì)MBOZP的進(jìn)一步改進(jìn),引入兩個(gè)可變參數(shù),相干積累擴(kuò)展數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和步進(jìn)因子。相干積累擴(kuò)展數(shù)據(jù)長(zhǎng)度能靈活控制數(shù)據(jù)重疊長(zhǎng)度,而步進(jìn)因子則能夠控制分塊數(shù),在保證頻偏搜索范圍的同時(shí)提高捕獲性能。通過(guò)三種不同分塊組合方式的仿真分析發(fā)現(xiàn),增加相干積累長(zhǎng)度或者分塊數(shù),都能夠提高捕獲性能,當(dāng)兩者同時(shí)增加時(shí)能夠獲得接近2dB的性能增益。但此時(shí)算法的計(jì)算復(fù)雜度較大,為兼顧頻偏搜索范圍、捕獲性能和計(jì)算復(fù)雜度,可以選擇GMBOZP中不改變相干積累長(zhǎng)度,僅增加分塊數(shù)的分塊組合方式。此時(shí),可以在減小計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)獲得0.7dB左右的性能增益。
【圖文】：

擴(kuò)頻與解擴(kuò)對(duì)信號(hào)帶寬的影響

2 圖1.3多普勒效應(yīng)圖多普勒頻偏如式(1-2)所示，其中c f，，cos cos2dv fvft c (1-2)在衛(wèi)星通信中，當(dāng)衛(wèi)星處于地平線(xiàn)位置時(shí)，地球表面與衛(wèi)星距離最遠(yuǎn)，發(fā)送端和接收端的相對(duì)速度最大，此時(shí)，最小的可觀(guān)測(cè)角約為5 ，發(fā)送端相對(duì)于靜止接收機(jī)的速度為929m s，發(fā)送信號(hào)的載波頻率 f 1575.42MHz，則靜止用戶(hù)由發(fā)送端的高速運(yùn)動(dòng)造成的最大多普勒頻移[13]為681575.42 10 929cos 5 4.9KHz3 10df (1-3)即靜止用戶(hù)最大的多普勒頻移搜索范圍為 5 KHz
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：E11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 胡輝;路春;黃夏妹;;基于BIT位修正與數(shù)據(jù)疊加的快速捕獲算法[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2014年04期

本文編號(hào)：2677326