突发通信中扩频信号的解调和解扩

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随着世界各国对卫星领域的大力发展,相关通信技术的研究也得到了长足的进步,其中扩频通信技术具有较高的抗干扰性能和隐蔽性。而突发通信模式中,信号传输间隔长、持续时间短的特点也使得它具有优异的抗截获、抗干扰特性。在实际应用中常采用二者结合的突发扩频通信技术进一步提高系统的保密和抗干扰性能。本文基于此提出了一种能够在突发通信模式下,快速实现对扩频信号的伪码捕获以及对载波的同步方案,用以实现突发通信中扩频信号的解调和解扩。突发扩频接收机处理接收信号首先要解决的问题是对伪码进行捕获。本文在参考大量相关技术文献的基础上,对几种常用的传统捕获算法和PMF-FFT捕获算法进行了详细分析,通过仿真和对比发现PMF-FFT算法相对于传统捕获算法在突发模式、低信噪比及大多普勒频偏等情况下具有优势,因此最终选择了性能更好的PMF-FFT捕获算法作为捕获方案。并且本文针对扇贝损失、多普勒频偏和捕获时间等方面对PMF-FFT捕获算法进行了改进,使其能够在突发环境下实现对扩频信号的高精度快速捕获。对改进后算法在低信噪比情况下的捕获性能仿真显示其符合预期,所以本文采用改进算法进行了捕获总体方案的设计和实现。捕获完成之后需要及时对载波进行同步以完成信号的解调工作。本文在选择载波同步方案时,充分分析了各辅助方式和参数补偿方式对突发模式下载波同步性能的影响,以此作为参考选择了数据辅助开环前馈的载波同步方案。并且在方案中对Kay算法、Fitz算法和L&R算法的频偏估计性能进行了仿真分析,对比发现L&R算法在低信噪比情况下相对Kay算法具有更高的估计精度,且其估计范围大于Fitz算法,对频偏容忍度较高。因此本文采用L&R频偏估计算法以及基于四次方的相偏估计算法来实现对载波的精确同步,并给出了载波同步总体实现方案。最后本文给出了具体的硬件设计与实现方案,并对本方案的设计指标进行了验证测试,实验显示本方案能够实现突发通信模式下扩频信号的解调与解扩。
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