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.

DS/FH中窄带干扰的变换域处理方法研究

分别给出了DS/FH混合扩频系统中窄带干扰的两种变换域处理方法。具体分析了基于频域FFT和时频域M_PWD分析的被干扰谱线检测与抑制算法 ,为避免谱泄漏 ,在变换处理之前加窗处理。

高跳速DS／FH混合扩频技术研究

直扩/跳频(DS/FH)混合扩频技术的高保密性与强抗截获能力决定了其在抗干扰通信系统的重要作用。研究了制约高跳速DS/FH混合系统实现的因素,分析了制约高跳速速率提升的原因以及提高跳速可行的方法,提出了一种高跳速的DS/FH混合系统设计方案,该方案利用扩频码相位辅助跳频同步,搭建联合跟踪环路来同时完成对扩频码、载波及跳频序列的跟踪。计算机仿真与试验结果表明,该方案可以实现高达万跳每秒速率的DS/FH混合扩频系统。

基于编码扩频的DS/FH混合扩频同步技术研究

扩频通信是现代通信系统中的一种新兴通信方式,具有较强的抗干能力,提出一种适用于高速跳频加直扩混合扩频系统的同步技术以及混合系统的实现方案。本系统基于编码扩频的理论,利用数字匹配滤波器一次性完成系统直扩信号的同步和解码,大大缩短系统同步时间,简化电路设计。同时,在跳频过程中采用宽间隔跳频图案进一步提高了系统的抗干扰性能,合理利用资源,对实际系统的开发和设计具有一定的应用价值。

DS/FH混合扩频系统快速捕获新算法

针对DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)混合扩频系统捕获时间长的难题,提出了一种基于可变跳频速率的捕获算法.对搜索过程中频率未对准状态进行快速出局处理,降低平均捕获时间;对准状态则通过较长时间来验证以降低虚警概率.通过状态流图,导出了新算法在高斯白噪声信道和典型干扰环境下的平均捕获时间计算公式、检测概率、漏警概率和虚警概率.仿真结果表明,在高斯白噪声环境下,选取合适的门限,平均捕获时间可减少为传统快速扫描法的1/4;在干扰环境下,新算法鲁棒性优于后者.

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。

DS/FH扩频测控信号的一种同步方案分析

针对航天测控信号的高动态特点,提出了直扩/跳频混合扩频(DS/FH)测控信号的一种快速同步方案。阐述了采用频率快速扫描和基于FFT算法的三维快捕方法。通过对码多普勒及多普勒频移跳变现象的分析,得到了利用跳频图案和多普勒频移的跟踪结果来实时补偿最大为8.2kHz的多普勒跳变量的方法。在比较了几种载波跟踪方法的基础上,给出了采用算法嵌入式环路跟踪测控信号的建议。

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 .

基于跳频图案补偿的DS/FH混合扩频测控信号载波跟踪技术

DS/FH混合扩频测控系统的中频信号携带有多普勒频率捷变成分,这使载波跟踪环路不断切换到频率阶跃的响应状态,从而导致跟踪精度下降甚至环路失锁。为此,提出一种基于跳频图案辅助的DS/FH混合扩频测控信号载波跟踪方法,通过预知的跳频图案和当前的载体速度测量值估计出下一个跳频点引入的多普勒捷变量,并将其及时补偿到跟踪环路的NCO调整量中。Simulink建模仿真证实了该方法的有效性,在一定的跳频图案时间同步误差范围内,能达到的测量精度与非跳频系统相当。

基于空时频分析的多FH/DS信号DOA估计

提出了一种基于空时频分析的跳频/直扩(Frequency Hopping & Direct Sequence,FH/DS)信号的波达方向(DOA,Direction of Arrival)估计方法,该方法能够在欠定条件下(传感器数目小于信号数目)实现多个FH/DS信号的精确测向。首先对每个阵元的数据进行时频变换,得到全景时频图;再在时频域提取有效hop,并根据各阵元的时频值建立每点的空时频矩阵;最后分别运用基于线性空时频方法和二次空时频方法估计每hop信号的DOA。仿真结果验证了方法的有效性。

基于子带累积的DS/FH卫星测控信号捕获算法

DS/FH(直接序列扩频/跳频扩频)混合扩频信号的快速捕获问题亟待研究。电离层色散效应增加了BPSK(二相相移键控)调制的DS/FH信号捕获的复杂度,并导致不同频点信号载波相位难以保持连续。通过估计电波传播路径上TEC(电子浓度),可以消除电离层色散效应的影响,利于应答机精确测速。提出一种划分子带的信号捕获方法,放宽TEC搜索步进,缩短搜索TEC的时间,从而实现信号的快速捕获。分析了划分子带个数与捕获时间及捕获能量损失的关系,在实现过程中可通过调整子带的个数来控制捕获能量损失,使得捕获模块设计更加灵活。

多音干扰下DS/FH混合扩频测控信号检测性能分析

分析DS/FH(直扩/跳频)混合扩频测控信号在干扰环境下的性能对该新测控体制的研究具有重要的意义。推导了多音干扰环境下DS/FH测控信号的检测概率和虚警概率表达式,仿真分析了不同直扩增益、跳频增益组合情况在不同多音干扰条件下的检测性能,得到了一些有意义的结论,为进一步研究提供了参考。

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通信系统的跳频同步技术研究

同步是DS/FH混合通信系统的关键技术之一。根据跳频系统中对同步的要求,介绍了一种适用于DS/FH混合扩频通信系统的跳频同步方法,采用同步字头和精准时间相结合的方法实现跳频同步。对同步性能进行了分析,结果表明该跳频同步方法同步时间短,捕获概率高。

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测控信号伪码跟踪精度分析

针对基于直扩/跳频(DS/FH)混合扩频信号的航天测控系统存在高动态性和多普勒捷变的特点,推导了在一定前端带宽和动态环境下超前滞后伪码跟踪环的精度表达式,仿真和分析了前端带宽、环路带宽、载噪比以及多普勒捷变量等参数对跟踪精度的影响。结果表明了在跟踪环路中引入载波辅助和多普勒捷变补偿修正的必要性,并为跟踪精度的提高、跟踪环路设计等后续工作提供了有益参考。

基于抗干扰算法FH/DS扩频系统的抗干扰性能研究

论述了FH/DS混合扩频系统抗干扰原理,对混合扩频系统进行设计,在系统接收端分别加入陷波、中值滤波抗干扰算法,在背景噪声为高斯白噪声的情况下,引入单音干扰、多音干扰,对混合扩频系统的抗干扰性能进行验证;在此基础上,针对了FH/DS混合扩频抗干扰系统在不同的干扰环境下的抗干扰能力进行了研究,并在高斯信道下进行了仿真。仿真结果表明,所研究的混合扩频抗干扰系统在信噪比相同的情况和信干比相同的情况下与其它的FH和DS扩频系统相比,取得2dB的性能增益,改善了DS/FH系统的抗干扰性能,大大提高了扩频通信系统的可靠性。

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。