低载噪比突发扩频信号的快速捕获设计

突发扩频信号是卫星无线电测定业务的一种扩频调制信号,针对传统突发扩频信号,即入站信号,对快速捕获灵敏度要求越来越高的需求,提出了一种低载噪比突发扩频信号的快速捕获硬件设计实现方法。利用同步头加Walsh码基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的突发扩频信号全并行处理的方法,入站信号快捕接收的积分时长能够达到15 ms,相较于传统的捕获算法,性能实现了约2 dB的提升。仿真验证及工程实现结果表明,该方案载噪比可达到37.5 dBHz,为未来全球化小型化通用化接收终端提供了改进方向。

高动态短猝发扩频自适应信号快捕系统设计

在高动态环境下,短猝发信号传输过程中往往会产生普勒频偏,增加扩频信号的捕获时间,甚至降低信号捕获信噪比,为实现对扩频自适应信号的快速、有效捕获,设计高动态短猝发扩频自适应信号快捕系统;系统硬件采用模块化设计方式,改装信号接收模块和滤波模块,从信号缓存和锁相环两个方面调整系统电路;在硬件系统支持下,通过扩频过程的模拟确定高动态短猝发扩频信号特征,通过特征匹配实现对高动态环境中短猝发扩频信号的自适应搜索;计算捕获长度、频率、门限等参数,实现系统的短猝发扩频自适应信号快速捕获功能;实验结果表明,在无噪声条件下,优化设计系统输出扩频信号信噪比的平均值为141.6,捕获时间平均为8 s,捕获面积平均为90 km^(2);在有噪声条件下,系统输出扩频信号信噪比的平均值为121.8,捕获时间为10 s,捕获面积为130 km^(2)。

一种突发DQPSK-DSSS信号解调方法

为了解决通信测控系统可靠性通信的问题,提出了一种将直接序列扩频和DQPSK相结合的通信方法。文章通过对突发信号的捕获、DQPSK解调两方面仿真和分析,验证了算法的性能。文章通过Vivado等工具进行了基于FPGA的硬件代码开发,在工程中实测,验证了算法的可行性,该方法具有很高的应用前景。

基于FFT的突发扩频信号兼容快捕算法

针对传统突发扩频信号捕获算法的缺陷,即无法自适应兼容处理不同同步头时长信号,提出了一种改进的基于FFT的突发扩频信号兼容快速捕获算法。根据不同时长信号的实际应用特性,利用同步头信号尾部对齐的格式特点,采用子矩阵形式存储不同时长信号的码相关结果,通过多支路并行捕获处理,实现突发信号的自适应兼容捕获。同时,通过矩阵的FFT运算同步实现全相干累积来提高信号载噪比,通过时频并行处理提高处理效率,最大限度地优化了弱信号条件的捕获性能。仿真验证表明,算法可以实现不同扩频信号的兼容快速捕获,研究为同步头时长不等的低载噪比信号提供了一种有效的兼容快速捕获方法。

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。

适用于突发直扩信号盲检测的改进算法

提出一种改进的基于循环谱特征量的突发直扩信号盲检测算法,该算法重点研究了检测特征量的构造和信号起止点的判决问题。首先分别计算循环频率α=0截面的方差值和α=fc邻域内多个截面方差值的平均,并以两者差的绝对值作为特征量,然后分别设置信号和噪声的特征量集实时跟踪信号与噪声的变化,以自适应调整信号起始点和终止点的判决门限,准确捕获信号的起止点位置,最终实现信号的正确检测。仿真结果表明,改进算法稳健性好,判决精度高,在信噪比为-5dB时其检测概率可达90%以上。

一种低载噪比突发扩频信号的快速捕获方法实现

针对突发扩频信号用户资源扩大、终端功率降低、系统容量提升等需求,提出了一种低载噪比突发扩频信号的快速捕获硬件实现方法。采用分段匹配滤波器加多普勒并行相干积累的方法,基于硬件实现从算法到工程进行全流程优化设计,最终实现最优的捕获性能。应用结果表明,该硬件设计实现方案的快速捕获性能优越,设计方案正确、可行,已成功应用于工程建设中。

高动态猝发扩频信号低复杂度快速捕获技术

研究超高速飞行器组网的猝发扩频信号快速捕获技术,与卫星导航等传统卫星通信系统相比,其飞行器的动态更大,使用的载波频率更高,使得多普勒特性增加了一个数量级以上,对扩频信号捕获算法的搜索带宽和捕获时间都提出了更高的要求。针对上述需求,对已有的双块补零捕获算法(DBZP)进行改进,通过调整优化算法的分块方案和参数设置获取更大的多普勒频偏搜索范围。同时提出了列压缩算法,显著减低算法的计算复杂度。通过仿真证明了改进的双块补零算法能成功捕获高动态的猝发信号,并且通过仿真和计算分析得到了适用于高动态猝发信号的双块补零最优列压缩比。

一种卫星通信低速突发信号隐蔽性增强方法

突发通信在卫星重叠通信中应用较多,而接收端天线的能力较弱时需要占用较大的卫星功率,导致突发信号易被发现。基于重叠通信思路,研究了一种低速扩频突发信号的隐蔽性增强技术,并结合理论分析,给出了具体实施方法,进行了Matlab仿真。仿真结果表明,在基本不影响解调性能的情况下,采用基于频谱感知的隐蔽性增强策略,可以使带内功率波动从3 dB降到0.67 dB,增强了信号隐蔽性。