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。

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。

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。

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.

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混合扩频技术在CBTC车地通信中应用的研究

分析无线扩频技术在CBTC车地通信系统中的应用现状,通过对直接序列扩频和跳频扩频两种通信体制抗干扰能力优缺点的比较,提出将DS-FH混合扩频技术应用到CBTC车地通信中,并分析其抗干扰性能。

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。

一种新型跳频/直扩(FH/DS)通信系统

在研究动态环境中跳频图案的快速捕获与跟踪、伪码和载波的快速捕获与跟踪、数据解调等跳频/直扩通信系统设计关键技术的基础上,提出了一种基于编码扩频技术的高度集成数字化跳频/直扩通信系统设计方案.研制的原理样机证明了方案的可行性,达到了技术指标要求.

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。

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。

基于AD9850的DS/FH混合扩频信号发生器的设计

采用DDS芯片AD9850作为跳频器和载波调制器,通过单片机软件编程控制,给出了一种混合扩频信号发生器的软硬件实现方案。结果表明,该方案构成简单、跳频速率及载波调制方式可控,输出信号稳定,并且系统的跳速可以根据要求进行改变,具有较高的灵活性。

一种基于差分相关的DS/FH信号快速捕获方法

针对DS/FH信号的参数不确定性高、捕获困难的特点,本文提出了一种基于差分相关的捕获方法。该方法利用差分相关的算法去除接收信号的载波频率,只需要一次伪码并行搜索运算,即可获得输入信号的伪码相位,利用已知伪码对接收信号先进行解扩,然后采用快速傅立叶算法(FFT)检测载波频率,估计出跳频频率和多普勒频率值。该方法将DS/FH信号捕获时对跳频频率、多普勒频率、伪码相位三维搜索过程变为伪码相位的一维搜索和跳频频率、多普勒频率的估计过程,理论分析和算法仿真证明该算法相对基于FFT的载波并行捕获法减少了捕获的计算量,实现DS/FH信号的快速捕获。

基于编码扩频的DS/FH混合扩频通信系统同步与数据解调技术的研究

介绍一种基于编码扩频的DS/FH(直序/跳频)混合扩频通信系统的同步及数据解调技术,它有效地解决了动态环境的下数据解调问题。提出采用导频信道传输同步伪码、用混合并行技术实现伪码的快速同步的方法。实验证明方案切实可行,达到了所要求的性能指标。

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。