一种DS/FH混合扩频的抗干扰波形设计方法

现行的测控系统常采用直接序列扩频(DSSS)测控体制,实现相对简单,随着低截获概率(LPI)信号检测技术的不断发展,直接序列扩频测控系统面临着严重的威胁,抗干扰能力较差。针对此问题,提出了一种直接序列(DS)/跳频(FH)混合扩频的抗干扰波形设计方法。该方法采用大区域同步(LAS)码作为DS/FH混合扩频信号的扩频序列,并增加了载波跳变的功能。首先综合了2种方式的优点,对信号进行建模。然后通过模糊函数理论,结合DS/FH混合扩频信号自身特性,分析了信号的固有抗干扰性能。最后建立了3种常见的压制式噪声干扰模型,验证了DS/FH混合扩频信号的抗干扰效果。仿真结果表明,采用本文所提的波形设计方法,信号经匹配接收后信干比得到了良好的改善,满足在阻塞式干扰环境下的抗干扰需求,提高了测控系统的保密性以及抗干扰能力。

部分驻留时间干扰对FH/DS通信系统同步影响分析

为了提高对FH/DS通信系统的干扰效率,相继提出了一些新的干扰方法;然而,这些新的干扰方法在FH/DS通信系统每跳驻留时间内仅能干扰其中一小部分.为此,在对FH/DS通信系统研究基础上,重点分析了部分驻留时间干扰对FH/DS通信系统同步的影响.进一步进行了计算机仿真与分析,验证了在一定干信驻留时间比情况下部分驻留时间干扰的有效性.

跳频对DS/FH接收机载波跟踪精度影响分析

面对日益复杂的电磁环境,将DS/FH混合扩频技术引入航天测控领域是一种尝试.针对DS/FH信号的特点,推导了航天测控背景下的DS/FH混合扩频系统接收机关键节点的数学模型,分析了航天测控应用中由于DS/FH混合扩频信号的相邻跳频频率不同导致附加在载波上的多普勒频率跳变和载波初始相位跳变对混合扩频接收机捕获跟踪的影响,重点分析了载波多普勒频率跳变和载波初始相位跳变对接收机载波跟踪精度的影响;提出了一种减小由于跳频载波初始相位不确定造成相关累积能量损失的方法,并利用跳频图案辅助降低了跳频对混合扩频接收机载波跟踪精度影响,仿真验证了该方法的有效性.

基于时域分割的DS/FH信号参数估计

针对时频分析方法在直扩/跳频(DS/FH)混合扩频信号参数估计中存在时频分辨率受限、交叉项干扰、实时性差等缺点,通过分析DS/FH信号的时频特性,提出了一种新的DS/FH信号参数估计方法。该方法从待测信号的时域分析出发,利用不同跳频点对应的周期数不相等的性质,完成了对DS/FH信号的时域分割,最后结合DS/FH信号性质完成了对待测信号跳频周期、驻留时间、跳频频率的估计。仿真结果表明,该方法针对DS/FH信号的参数估计精度高,运算速度较快,且没有干扰频率。

DS/FH信号的测速测距性能分析

针对新的使用DS/FH混合扩频信号的测控体制,为了分析DS/FH混合扩频信号受干扰时的测量性能,建立了DS/FH混合扩频信号的发送与接收模型。通过分析3种不同干扰信号的特点,分别为宽带阻塞式干扰,部分频带干扰和高斯白噪声,得出在干扰条件下的接收信号信噪比变化。最后通过理论仿真得出在干扰条件下DS/FH混合扩频信号的测速测距性能。

DS/FH混合扩频系统伪码快捕技术

针对串行滑动相关捕获伪码时间长的问题 ,研究了采用串 -并混合结构实现DS/FH扩频通信系统伪码的快速捕获 ,并分析了其统计性能 ,仿真结果表明 ,在相同信噪比下 ,混合并行捕获概率小于串行滑动捕获概率 ,但平均捕获时间显著减少 .

一种快速的DS/FH混合扩频信号捕获方案及其性能分析

为了提高DS/FH混合扩频信号的捕获速度,提出了一种将DS/FH信号中三维搜索转化为二维搜索的快速捕获方案。通过对搜索过程的详细分析,推导出在单、双驻留条件下的平均捕获时间数学表达式以及高斯信道下系统的检测性能计算公式。理论推导与仿真结果表明:相对于传统的捕获方式,该方案有效地缩短了系统的平均捕获时间,具有更强的抗噪性能,适用于存在较强噪声的复杂通信环境。

DS/FH混合扩频通信应用于矿井移动通信系统的研究

矿井移动通信系统是矿井安全生产、抢险救灾的重要保障。为了提高矿井移动通信系统的可靠性和稳定性,文章提出将DS/FH混合扩频技术应用于矿井移动通信系统的方案,从理论上对DS/FH混合扩频技术进行了详细分析,在此基础上,基于Systemview建立了通信系统的仿真模型。仿真结果和系统的误码率特性分析证明了DS/FH混合扩频技术应用的可行性,为矿井移动通信的发展提供了重要的理论依据。

基于FFT和相干累积的DS/FH测控信号捕获算法

为解决相干跳频和直接序列扩频结合的抗干扰测控信号在大时差大多普勒条件下快速捕获的问题,采用基于FFT并行相关的分段码相关算法,实现积分时长为单个跳频段的快速码相位滑动相关;采用相位补偿算法,补偿各个跳频段间因时间差、跳频频率和多普勒导致的相位差,实现了较大多普勒频偏条件下跳频段之间的相干累加。与非相干累加相比,本算法消除了大时差大多普勒条件对信号长时间相干累积的影响,在某信号体制下检测性能提升9 d B,代价是算法复杂度随捕获时间分辨率的增加而线性增加10倍。本算法可改变搜索精度,能灵活适应不同应用背景下扩频应答机的计算资源限制,目前已经应用于某卫星系统的测控应答机。

基于编码跳频图案的DS/FH测控信号性能分析

为了研究跳频图案的不同编码方式对DS/FH测控信号的性能影响,从模糊函数的角度出发,推导了DS/FH测控信号的模糊函数表达式,得到了不同切面的距离模糊图和速度模糊图。仿真结果表明,采用步进编码形式跳频图案的DS/FH测控信号,出现距离和速度耦合;采用随机编码形式跳频图案,则没有距离和速度耦合,且具有良好的目标分辨性能和测量精度性能。

一种DS/FH混合扩频信号的并行捕获方法

为了解决低信噪比条件下高跳速DS/FH（直接扩频/跳频扩频）混合扩频信号的快速捕获问题,提出了一种FFT-IFFT（快速傅里叶变换-快速傅里叶逆变换）与非相干累加相结合的并行捕获算法。通过多支路同时运算的方式构建非相干累加矩阵,使非相干累加运算可以并行实施。分析表明,采用并行非相干累加后,既提高了捕获判决的准确性,又保证了捕获搜索的快速性。

基于延时相乘及其改进算法的DS/FH信号率线检测

针对DS/FH(直扩/跳频)混合扩频信号截获和参数估计问题,提出了一种基于延时相乘结合自适应滤波和分段自相关的新方法。该算法首先将输入信号进行自适应滤波以提高信噪比,滤波后送入延时相乘器,最后将乘积后数据分段进行自相关,通过分析谱图即可检测DS/FH混合扩频信号的码速率谱线。计算机仿真显示,改进的算法不但能适应低信噪比(-20 dB)条件下DS/FH混合扩频信号的检测,而且同时能够实现对码速率的估计。该方法所用算法简单,适合采用硬件设计实现,且如果是合作目标信号,搜索时间短,实时性强。

基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获

DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)扩频信号捕获相对直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)需要更多维度的搜索,捕获电路复杂。针对现有DS/FH扩频信号捕获算法复杂度高、电路结构与波形参数强相关,以及通用性差、灵活度低的问题,提出了一种基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获方法,利用双缓冲补零(Double Block Zero Padding,DBZP)缓冲单元与预解跳单元的灵巧结合,将时域-频域-多普勒域高度耦合的扩跳频图案搜索进行降维分离,在保证积分增益的同时降低了捕获实现的复杂度。数值分析与仿真结果表明,所提方法兼顾了捕获性能与运算资源,相比现有基于预解跳方法的DS/FH扩频信号捕获算法的运算量减小了50%。

DS/FH混合扩频测速技术研究

由于DS/FH混合扩频信号带宽较宽,传输信道难以保证信号在宽带条件下线性传输,信号会发生群时延畸变,导致载波相位不再连续,影响载波的稳定跟踪,从而使测速精度降低。本文提出了基于跳频图案同步辅助的鉴频方案,可以消除相位跳变对载波跟踪的影响,实现对扩跳信号载波的稳定跟踪,从而提高DS/FH混合扩频测速的精度。

电离层色散对DS/FH-BPSK信号解调性能影响

相位连续的DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping,直接序列/跳频)扩频信号的扩频带宽比直扩信号更宽,在电离层的非线性相位以及跳频频点变化这两者的共同作用下,该信号的BPSK(Binary Phase Shift Keying,二相相移键控)解调性能明显恶化。依据随机变量概率分布的数学规律,推导得到了在背景电离层色散条件和跳频频点均匀分布前提下,某种DS/FH卫星测控信号的引导信号和长周期信号BPSK误码率的变化规律,并在特定信号参数条件下进行了误码率仿真。

基于AHP的DS/FH测控系统抗干扰效能评价

针对DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping,直扩/跳频)混合扩频测控系统抗干扰问题,提出一种效能评价方法。基于任务需求,构建系统抗干扰效能评估指标体系;将三角模糊数、指数标度和层次分析法相结合,提出一种改进的TFN-AHP(Triangular Fuzzy Number-Analytic Hierarchy Process,三角模糊数-层次分析法),提高了较小指标的区分度,剔除了极端数据,最大限度发挥专家的经验知识,实现了指标赋权的客观程度,最后通过AHP对不同设备系统关于指标体系判断矩阵的确定、一致性检验和层次总排序,实现了系统抗干扰效能的评价和选择。分析结果表明,该评价方法能够实现不同设备的抗干扰效能评估,有助于用户对设备的选择。

一种慢跳DS/FH信号跳频特性检测方法

根据跳频码速率与直扩码速率之间的关系,DS/FH信号可以分为快跳DS/FH信号、等速DS/FH信号和慢跳DS/FH信号。针对慢跳DS/FH_BPSK信号的DS特性对FH特性检测的影响,提出了一种慢跳DS/FH_BPSK信号的FH特性检测方法——平方倍频时域滤波互功率谱密度法。计算机仿真结果表明该方法具有一定的效果。

宽带跳扩信号跳频时隙补偿机制研究

文章针对宽带跳频/扩频混合信号中,跳频时刻差异造成的残留相差产生机理进行分析,并提出了跳频时刻误差的搜索补偿机制。同时,针对扩频码周期与跳频时长之间的关系,分不同情况进行分析讨论,指出了各种情况下的误差补偿评判方法。并通过仿真证明了该方法的有效性。

直扩/跳频混合扩频信号测量性能分析

从模糊函数角度,研究了直扩/跳频(DS/FH)混合扩频信号的测距、测速性能。推导了DS/FH混合扩频信号的模糊函数表达式。由数值仿真得到一个跳频点内传递一个直扩伪码周期的混合扩频信号模糊图。仿真分析结果表明,DS/FH混合扩频信号具有良好的测距测速性能,从而论证了该信号用于跟踪测量的可行性。最后,根据信号估计理论分析了直扩/跳频混合扩频信号精度。

时空混沌跳扩信号发生器

基于时空混沌提出了一种新的跳扩信号发生器,通过时空混沌,不仅能增强系统的保密性,同时又能产生实时的直扩PN序列和跳频图案序列,而且PN序列和跳频序列的周期易于控制,可以任意加长。分析了所产生的时空混沌跳扩信号的性能,仿真结果表明,直扩PN序列和跳频图案序列都具有理想的平衡和相关特性。