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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

时频域并行捕获算法

针对DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)混合扩频测控信号的快速捕获,经典的时域并行方法或频域并行方法已不能满足需求.为了进一步提高载波捕获精度,在PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)算法基础上,提出了一种反馈式结构的时频域并行捕获算法,通过PMF-FFT算法粗估载波频偏,利用一种Quinn频率插值算法提高频偏估计精度,并使用估计结果调整本地载波,再次进行捕获.理论分析和仿真结果表明,该算法与PMF-FFT算法相比,提高了载波捕获精度,在大频偏低信噪比条件下增加了频率分析带宽、减少了平均捕获时间.

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。

DS/FH混合扩频快速同步技术研究

同步技术是混合扩频系统中的关键技术之一,它直接关系到整个系统能否正常工作。介绍了一种适用于DS/FH混合扩频的快速同步技术,根据解扩的顺序,利用直扩系统和跳频系统同步技术的优点,以求在较短时间内用较简单的方法实现整个系统的同步。根据这个思想,将扩频系统的同步划分成两个部分:跳频码同步和直扩码同步,从而最终使整个混合扩频系统精准同步。本方法能够快速同步,大大缩短同步时间,同步效果好。

用不同调制方式实现跳/扩频混合通信的抗干扰性能

介绍了BPSK,QPSK,16PSK,FSK,MSK及GMSK 6种数字调制方式的特点,采用Matlab中的Simulink建立了各种调制方式实现DS/FH混合扩频系统的仿真模型。重点研究了跳/扩频通信系统在具有扫频干扰、跟踪干扰以及两者共存的环境下,采用不同调制方式时抗干扰性能的差异,并通过仿真计算误码率给出比较结果,由此得到的结论是:3种相移键控中的BPSK抗干扰性能最好,3种频移键控中的2FSK抗干扰性能最好,并且BPSK的抗干扰性能优于2FSK。

基于不同扩频码的抗跟踪干扰性能仿真研究

介绍了m序列、gold码、walsh码和混沌码4种不同扩频码的性质,采用Simulink分别建立了生成不同扩频码及跟踪干扰的仿真模型,重点研究了跳/扩频通信电台在具有跟踪干扰环境下,当改变扩频增益、跳频速率参数时,不同扩频码的抗干扰性能;同时还深入研究了改变扩频码长度时每种码的抗干扰性能,给出仿真结果并进行比较。结果表明,当其他参数一定时,并非跳速越高、扩频码的码长越长,跳扩频系统的抗跟踪干扰性能越好。

群时延对混合扩频信号接收的影响分析

针对信道群时延失真对直扩/跳频混合扩频信号接收性能的影响难以量化的问题,文中从混合扩频信号相关特性的角度出发,推导了存在群时延失真时的相关特性表达式,并通过数值积分的方式计算了不同群时延失真类型下的相关峰损失及其位置偏移情况,以此量化了群时延失真对混合扩频信号接收性能的影响。计算结果表明,随着群时延失真的逐渐恶化,相关峰值会不断降低;与此同时,群时延失真还会造成相关峰的裂变和位置的偏移,从而对混合扩频信号应用于测量系统带来不利影响。

一种基于MSK调制的直扩/跳频系统设计与实现

基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统不仅具有较高的抗干扰性和保密性,还具备较好的频带利用率和误码性能。结合直扩/跳频混合扩频系统和MSK调制的原理和特点,设计了一种基于MSK调制的直扩/跳频混合扩频通信系统,给出了系统构成、工作原理和相关算法,并搭建硬件平台对其解调性能进行仿真分析,得出系统采用部分匹配滤波法进行解调是比较可行的结论。

直扩/跳频测控信号伪码跟踪抗干扰性能分析

研究了直扩/跳频测控信号伪码跟踪的抗干扰性能,通过加权处理使其归结为分析干扰条件下直扩信号伪码跟踪性能。采用鉴相曲线的过零点偏移表示干扰对跟踪的影响,推导了伪码跟踪的最大干扰误差表达式。以单音信号作为输入干扰,对最大干扰误差进行了理论分析,得出了音频干扰对伪码跟踪的影响规律。仿真结果表明,理论分析与仿真结果吻合较好,验证了理论分析的正确性。

扩跳频测控系统中非相干测速技术的实现

扩跳频测控系统具备较强的链路抗干扰能力、信息抗截获能力,已成为下一代航天测控系统的主要技术体制。针对上下行链路载波频率不断跳变使得载波相位不再连续,从而影响测速精度等问题,提出了一种航天扩跳频测控系统中非相干测速的方法,并在此基础上研究了系统中各误差源引入的随机误差,以跟踪环路引入的测量误差作为重点,进行了深入的分析及定量计算。结果表明,扩跳频测控系统的测速误差主要来源于环路热噪声引入的测速误差,测速精度与相干测控体制的测速精度相当。