双匹配滤波理念之跳扩频通信平台伪码捕获技术概述及仿真

《双匹配滤波理念之跳扩频通信平台伪码捕获技术概述及仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、双匹配滤波理念之跳扩频通信平台伪码捕获技术概述及仿真第一章绪论1.1研究背景及课题航空航天通信系统是航空航天技术的重要组成单元，主要任务是对飞行器飞行状态的跟踪测量数据、控制其运动的命令和工作状态数据进行天地之间的传输。本课题主要针对航天通信系统在高动态条件下的信息信号处理进行研究和仿真。现在对敌对势力的干扰和截获方面具有明显免疫作用的主要技术体制是扩频通信技术。由于其调制后的抗干扰能力和抗截获能力有了较大提高，且具有较低的频谱密度，目前航天通信系统中采用的主要是直接序列扩频（DSSS）调制体制。但是随着低截获概率（LPI）信号检测

2、技术的不断发展，特别是周期平稳随机过程数学模型[1]及谱相关理论的提出，直接序列扩频技术受到了至出现以来最严重的挑战。因此，在目前的传统调制体制基础上，需要进一步提高通信系统中传输信息的隐蔽性以及抗敌方的干扰、抗截获能力。而DS/FH混合扩频正好能够满足这些性能要求，研究和发展DS/FH混合扩频也就变得有非常大的意义。针对运动速率很高的飞行器（如飞机、低轨卫星等）的通信系统，DS/FH混合扩频通信系统既能够完成在高动态情况下高速、优质量的实时通信的收发，又能够保证通信系统在复杂电磁环境中的抗干扰能力、抗截获能力。在现代的军事斗争中，

3、良好的通信网络是保证战争胜利的重要手段之一，因此，研究此课题具有战略级别的价值和广阔的实际应用市场。1.2扩频通信技术的国内外研究现状1.2.1国外研究现状扩频通信技术在上世纪的50年代中期国外就开始着手研究。人们研究它的出发点是为了在军事斗争中保证己方的通信信息不被敌方截获或者干扰，所以扩频通信首先被应用于军事通信、空间探测和卫星侦查等领域。世界上第一个扩频通信系统是成功第一次运用RAKE接收概念的由麻省理工学院研发的F9C-A/Rake系统，也是第一个真正的宽带通信系统[2]。在这个时间段里第一个调频扩频系统（BLADES）也发

4、明研制出来，这个系统中首次利用移位寄存器实现纠错编码。扩频通信技术运用于民用通信则是在80年代中期，美国联邦通信委员会FCC于1985年5月发布的报告[3]，其中就提到在民用通信中使用扩频技术，开启了扩频通信更大的发展空间和利用价值。DS/FH混合扩频由于其结合了DS技术和FH技术的优点，在通信领域现在使用得较好，只是在测控领域仍然是直接序列扩频方式（DS）较多一点。JTIDS使用扩频技术就是DS/FH，其扩频模式就是采用的跳频、直扩和跳时相结合，并且还增加了多层纠检错编码提醒使得该系统的抗干扰性能更加坚固[4]。伪码捕获技术在扩频

5、通信系统中是最关键的技术之一，随着技术的发展，当前对于捕获概率和捕获时间方面都得到了较大的提高。伪码捕获实际上就是在一个捕获周期内通过相关运算进行伪码相位的搜索过程。在扩频接收系统中伪码捕获算法的种类有很多，许多学者对其进行了广泛而深入的研究。近年来，D.M.Dicarlo等人提出将伪码捕获方式划分为串行捕获、并行捕获和串并结合捕获的三种基本方式。在并行捕获中，D.V.Aardash;扩频调制通信技术。根据香农定理，可以推断出：如果传输信道中的噪声幅度统计规律为正太分布而功率谱是常数扩频通信系统是这样的一个通信系统：在发射端，用一个

6、指定的扩频函数（扩频序列）把需要传送出去的信息信号扩展为具有较宽带宽的信号，送入信道；在接收端，利用发射端完全一致的扩频函数（扩频序列）与接收信号中的扩频函数进行相关处理，把信号的频谱带宽复原为信息信号原始频谱带宽。经过这样的扩频调制以后，信号的频谱被扩展到几百可能上千倍。所以，根据定义我们可以归纳出，扩频通信系统有以下两个特点或者说如何识别一个通信系统是否采用的是扩频调制的标准。2.2伪随机扩频码的分类和构造理论在接收端进行解扩的时候需要复制发射端相同的随机序列，由于真正的随机序列是不可能完全一样的在接收端生成，所以我们在实际运用

7、中根本没有办法得到这种随机序列，转而把眼光投向和真正随机序列有相同性质的伪随机系列。在扩频系统在工程实现时，必须构造出具有下面性质的随机序列[19]：m[21]序列具有平衡性、移位可加性、游程特性。所谓平衡性是指在一个周期m序列中所有0的数目要比所有1的数目少一个，但是1和0出现的机会相等。载波的抑制程度就是在用码序列调制载波时通过序列的平衡性来解决的。一个m序列同该序列的不同相位的移位（循环移位）序列相加（模2加）后得到的新序列仍属于该m序列[22]，只是相位不同，这个性质就称之为m序列的移位可加性。第三章直扩伪码匹配滤波器捕获算

8、法设计........183.1多普勒效应对直扩伪码捕获的影响.........183.2直扩伪码捕获算法......193.3基于数字匹配滤波器的直扩伪码捕获算法设计......213.4基于传统数字匹配滤波器捕获法的改进.....