机载跳频数据链的关键技术研究

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1、北京理工大学硕士学位论文机载跳频数据链的关键技术研究专业名称：信息与通信工程作者姓名：李萍指导教师：高飞机载跳频数据链的关键技术研究李萍2016年1月中图分类号：TN95UDC分类号：621.36机载跳频数据链的关键技术研究作者姓名李萍学院名称信息与电子学院指导教师高飞教授答辩委员会主席李祥明教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月AirborneHoppingDataLinkKeyTechnologyResearchCandidateName：PingLiSchoolorDepartment:Informatio

2、nandElectronicsFacultyMentor:Prof.FeiGaoChair,ThesisCommittee：Prof.XiangmingLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MasterofEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan,2016北京理工大学硕士学位论文摘要本文从机载跳频数据链发展出发，探讨了跳频同步技术。在对同步精度要求较高的环境下，有必要使用一种新的调制方式，即BOC(BinaryOffsetCarrier)调制方式。

3、BOC调制，采用二进制偏移载波调制，这使得频谱的能量由载频附近搬移到频带的两边，使得频带得以复用，可避免多信号之间的频谱混叠。在调制信号自相关函数方面，BOC调制与BPSK调制相比，BOC信号相关函数具有更尖锐的相关峰。因此，BOC调制信号具有更高的码环跟踪精度、强抗干扰能力和更好的抗多径的能力。另一方面，由于BOC调制信号自相关峰的多峰特性，这类信号的捕获存在模糊捕获的问题。因此，有必要研究关于BOC调制信号的无模糊捕获的算法。本文首先阐述了课题的研究目的和意义，从BOC调制信号研究现状和BOC信号同步技术发展现状两方面介绍了这一领域的研究状态和发展趋势。接着，分析了BOC信号模型、

4、功率谱密度、自相关函数的定义及主要特性，从而引出模糊捕获问题，介绍了现有的BOC调制信号无模糊捕获算法。然后，介绍了两类经典算法ASPeCT算法和Filtered算法以及一种更大程度上消除相关函数副峰的算法，在对比分析以上三种算法特点的基础上，提出了一种新型的BOC(n,n)信号无模糊捕获算法。通过MATLAB仿真分析，发现该算法可完全消除相关函数中副峰，但是主峰高度较宽，主峰高度宽度比值固定。因此，在ASPeCT算法基础上，提出了一种BOC(n,n)信号改进算法，该算法可根据参数改变主峰宽度高度，通过设置合适的参数，可以彻底消除副峰，并形成一个非常尖锐的主峰，这样更利于系统精确捕获。

5、通过MATLAB仿真分析了改进算法、经典算法以及类似算法之间的捕获性能，仿真发现提出的算法在峰均比、信号检测概率、漏检率等捕获性能方面得到提高。最后，在以上理论分析的基础上，完成了BOC(n,n)信号捕获算法的FPGA模块设计及端口定义。关键词：BOC调制；相关函数；无模糊捕获I北京理工大学硕士学位论文AbstractFromthedevelopmenthistoryofairbornehoppingdatalinktechnology,thispaperdiscussesthefrequencyhoppingsynchronizationtechnology.Inthecaseofh

6、igh-precisionsynchronization,itisnecessarytoapplyakindofnewmodulationschemeBOCmodulation.BOC(BinaryOffsetCarrier)modulation,whichmakesthespectrumsplitandmovetobothsidesofthecarrierfrequency,sothathefrequencybandcanbemultiplexedandavoidingspectrumaliasingofdifferentsignal.InASPeCTofautocorrelatio

7、nfunction(ACF)ofthemodulationsignal,BOCmodulationsignals’sACF’speaksareshapercomparedwithBPSKmodulationsignals.Therefore,BOCmodulationsignalhavingahighcodelooptrackingaccuracy,stronganti-interferenceabilityandbetterresistanc