發(fā)布時間：2020-05-23 07:09

【摘要】：擴頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能好、隱蔽性強、截獲性低、易于實現(xiàn)碼分多址,已經(jīng)被廣泛應用于數(shù)據(jù)傳輸、移動通信、定位導航、實時測距等方面,尤其在衛(wèi)星導航方面發(fā)揮著不可替代的作用。但是,有限的帶寬資源限制了擴頻通信的發(fā)展,為此我們將擴頻調制與連續(xù)相位調制(CPM)相結合,解決其功率和帶寬雙重受限的問題,提高頻帶和功率的利用率。高動態(tài)弱信號的精確同步過程是保證擴頻接收機實時性和高靈敏度的核心技術,其中,利用擴頻碼進行弱信號捕獲是實現(xiàn)精確同步的前提和基礎。當處于室內、城市和森林等有遮擋的惡劣環(huán)境時,由于受到多徑和噪聲的影響,信號更加微弱,接收信噪比惡化,傳統(tǒng)的捕獲技術很難快速而準確地實現(xiàn)信號的粗同步。雙塊補零(DBZP)捕獲算法是針對這一問題提出的有效算法,將分段處理、圓周相關和FFT/IFFT相結合,實現(xiàn)弱信號的快速捕獲,該算法在實際中得到廣泛的應用。但是DBZP的分塊長度和分塊數(shù)會受到頻率分辨率和多普勒頻偏搜索范圍的限制,且是固定不變的,這使得算法的捕獲性能具有一定的局限性。本文在DBZP的基礎上,結合數(shù)據(jù)重疊的思想,針對無輔助弱信號的快速捕獲,提出改進的多塊重疊補零算法和通用重疊多塊補零算法。首先將直接列擴頻調制與CPM調制相結合,建立通信系統(tǒng),保證系統(tǒng)的高效性。接下來介紹傳統(tǒng)的捕獲算法,在此基礎上分析研究針對弱信號的捕獲算法,包括基于FFT的相關函數(shù)捕獲算法、部分匹配濾波與FFT相結合(PMF-FFT)的捕獲算法、分段累加的頻率空間并行搜索算法和DBZP捕獲算法。以DBZP為基礎,提出多塊重疊補零算法(MBOZP)和通用重疊多塊補零算法(GOMBZP)。MBOZP引入數(shù)據(jù)分塊的重疊,保證分塊數(shù)不變,通過數(shù)據(jù)重疊增加相干積累的長度,從而提高小頻偏下的捕獲性能,系統(tǒng)在極低信噪比下能夠獲得接近1dB的性能增益。GOMBZP是對MBOZP的進一步改進,引入兩個可變參數(shù),相干積累擴展數(shù)據(jù)長度和步進因子。相干積累擴展數(shù)據(jù)長度能靈活控制數(shù)據(jù)重疊長度,而步進因子則能夠控制分塊數(shù),在保證頻偏搜索范圍的同時提高捕獲性能。通過三種不同分塊組合方式的仿真分析發(fā)現(xiàn),增加相干積累長度或者分塊數(shù),都能夠提高捕獲性能,當兩者同時增加時能夠獲得接近2dB的性能增益。但此時算法的計算復雜度較大,為兼顧頻偏搜索范圍、捕獲性能和計算復雜度,可以選擇GMBOZP中不改變相干積累長度,僅增加分塊數(shù)的分塊組合方式。此時,可以在減小計算復雜度的同時獲得0.7dB左右的性能增益。
【圖文】：

擴頻與解擴對信號帶寬的影響

2 圖1.3多普勒效應圖多普勒頻偏如式(1-2)所示，其中c f，，cos cos2dv fvft c (1-2)在衛(wèi)星通信中，當衛(wèi)星處于地平線位置時，地球表面與衛(wèi)星距離最遠，發(fā)送端和接收端的相對速度最大，此時，最小的可觀測角約為5 ，發(fā)送端相對于靜止接收機的速度為929m s，發(fā)送信號的載波頻率 f 1575.42MHz，則靜止用戶由發(fā)送端的高速運動造成的最大多普勒頻移[13]為681575.42 10 929cos 5 4.9KHz3 10df (1-3)即靜止用戶最大的多普勒頻移搜索范圍為 5 KHz
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：E11

【參考文獻】

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1 胡輝;路春;黃夏妹;;基于BIT位修正與數(shù)據(jù)疊加的快速捕獲算法[J];電子技術應用;2014年04期

本文編號：2677326