本文關鍵詞：低信噪比高動態(tài)下直擴信號載波跟蹤技術研究

  更多相關文章： 擴頻 高動態(tài) 載波跟蹤 卡爾曼濾波

【摘要】：擴頻通信技術憑借良好的抗干擾性能和保密性能在現(xiàn)代測控通信系統(tǒng)中起著重要的作用,并廣泛應用于航空航天和其它相關通信領域。在擴頻通信中,跟蹤是實現(xiàn)精確同步的關鍵技術。當通信載體處在高頻段且進行高機動變軌運動時,會導致系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的多普勒效應,使得接收端具有很大的多普勒頻偏、多普勒頻偏變化率以及二次變化率。同時,當發(fā)射功率和天線增益受限和在傳輸過程中受損時,接收端的信噪比較低。當高動態(tài)和低信噪比共存時,將會大大增加實現(xiàn)精確的載波跟蹤的難度。傳統(tǒng)的載波跟蹤算法主要是對動態(tài)跟蹤性能和抗噪聲性能的折衷,在高動態(tài)和低信噪比共存的條件下會出現(xiàn)跟蹤誤差較大或無法跟蹤大頻偏動態(tài)變化的情況。本文主要圍繞直擴系統(tǒng)在高動態(tài)低信噪比條件下的載波跟蹤技術展開研究,具體的研究工作和創(chuàng)新性成果如下:1.根據(jù)鎖相環(huán)的跟蹤精度高和鎖頻環(huán)的動態(tài)跟蹤能力強的特點,傳統(tǒng)的鎖頻環(huán)輔助鎖相環(huán)算法只是將兩種環(huán)路進行簡單疊加,本文在此基礎上根據(jù)每次的跟蹤誤差引入權值對兩種環(huán)路的權重進行調(diào)整,設計了基于權值動態(tài)調(diào)整的鎖頻環(huán)輔助鎖相環(huán)算法。新環(huán)路采用混合環(huán)路濾波器結構,根據(jù)實時誤差進行權值上的動態(tài)增減,使跟蹤精度在一定程度上得到提高。仿真結果表明,與常規(guī)的鎖頻環(huán)輔助鎖相環(huán)算法相比,新環(huán)路在更低的信噪比條件下有著更好的跟蹤靈敏度,并在相同的信噪比時有更好的跟蹤精度。2.通過對信號參數(shù)理論進行研究,基于卡爾曼濾波的思想設計了一種基于平方根無跡卡爾曼濾波的自適應跟蹤環(huán)路。環(huán)路舍棄了傳統(tǒng)環(huán)路中的鑒別器模塊,直接將接收信號和本地復現(xiàn)信號的相干積分結果作為濾波器的觀測量,并利用濾波遞推過程中的新息序列引入自適應漸消因子,同時對噪聲矩陣進行迭代更新,以便獲得更好的跟蹤精度。通過仿真分析,在靈敏度和跟蹤精度的性能上,新的環(huán)路優(yōu)于平方根無跡卡爾曼濾波和基于權值調(diào)整的鎖頻鎖相算法,表明了在高動態(tài)低信噪比條件下有著良好的性能。
【關鍵詞】：擴頻 高動態(tài) 載波跟蹤 卡爾曼濾波
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN914.42
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 論文研究的背景和意義15-16
• 1.1.1 研究背景15
• 1.1.2 選題的目的和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢16-21
• 1.3 主要研究工作及內(nèi)容安排21-23
• 第二章 低信噪比高動態(tài)條件下直擴信號跟蹤的理論基礎23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 直接序列擴頻通信的基本原理及特點23-24
• 2.3 載波跟蹤算法的原理及衡量指標24-26
• 2.3.1 載波跟蹤的原理24-26
• 2.3.2 算法的性能衡量指標26
• 2.4 高動態(tài)定義及對解調(diào)的影響26-29
• 2.4.1 高動態(tài)及其引發(fā)的多普勒效應26-29
• 2.4.2 多普勒對解調(diào)的影響29
• 2.5 本章小結29-31
• 第三章 低信噪比高動態(tài)條件下的鎖頻鎖相環(huán)路31-63
• 3.1 引言31-32
• 3.2 載波跟蹤環(huán)的鑒別器32-35
• 3.2.1 鎖相環(huán)鑒別器33-34
• 3.2.2 鎖頻環(huán)鑒別器34-35
• 3.3 載波跟蹤環(huán)路濾波器35-36
• 3.4 鎖相環(huán)跟蹤算法36-46
• 3.4.1 鎖相環(huán)動態(tài)誤差分析37-40
• 3.4.2 仿真環(huán)境40-42
• 3.4.3 PLL的仿真及性能分析42-46
• 3.5 鎖頻環(huán)跟蹤算法46-54
• 3.5.1 鎖頻環(huán)動態(tài)誤差分析46-49
• 3.5.2 FLL的仿真及性能分析49-54
• 3.6 基于權值動態(tài)調(diào)整的鎖頻環(huán)輔助鎖相環(huán)算法54-62
• 3.6.1 算法原理54-56
• 3.6.2 判決因子的選取56
• 3.6.3 算法具體實現(xiàn)56-57
• 3.6.4 仿真結果及性能分析57-62
• 3.7 本章小結62-63
• 第四章 基于信號參數(shù)估計理論的載波跟蹤方案設計63-85
• 4.1 引言63
• 4.2 卡爾曼濾波的基本原理63-66
• 4.3 無跡卡爾曼濾波66-70
• 4.4 基于平方根無跡卡爾曼濾波的自適應跟蹤環(huán)路70-79
• 4.4.1 平方根無跡卡爾曼濾波70-72
• 4.4.2 自適應濾波72-75
• 4.4.3 跟蹤方案設計75-79
• 4.5 仿真結果與分析79-83
• 4.6 本章小結83-85
• 第五章 總結與展望85-87
• 5.1 論文總結85
• 5.2 研究展望85-87
• 參考文獻87-91
• 致謝91-93
• 作者簡介93-94

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 田甜;安建平;王愛華;;高動態(tài)環(huán)境下無數(shù)據(jù)輔助的擴展Kalman濾波載波跟蹤環(huán)[J];電子與信息學報;2013年01期

2 韓帥;王文靜;陳曦;孟維曉;;基于UKF準開環(huán)結構的高動態(tài)載波跟蹤環(huán)路[J];航空學報;2010年12期

3 盧輝斌;王偉偉;谷青川;;低信噪比高動態(tài)條件下的載波同步技術[J];信息與控制;2010年04期

4 向洋;胡修林;;基于最大似然估計的高動態(tài)GPS載波跟蹤環(huán)[J];電子學報;2010年07期

5 程乃平,任宇飛,呂金飛;高動態(tài)擴頻信號的載波跟蹤技術研究[J];電子學報;2003年S1期

6 田明坤,邵定蓉,程乃平,薛文芳;高動態(tài)GPS接收機的一種設計方案[J];遙測遙控;2002年03期

，

本文編號：1013941