JTIDS信号的高效信道化接收及检测技术

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在现代战争中,信息战已经成为战争的主要形式。战术数据链作为信息战中通信、指挥和控制的血脉,发挥着非常重要的作用。以Link16数据链路为技术支撑的联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System, JTIDS)是美国陆、海、空三军共同使用的一种大容量、保密、抗干扰的时分多址信息分发系统。JTIDS由于能适应以电子战、信息战为特征的现代化战争的需要,逐步取代了美军此前一直使用的低速战术无线数据传输网。JTIDS在海湾战争以来的多次战争中保证了信息的畅通和共享,对联合作战的胜利发挥了巨大的作用。目前该系统已部署在我国周边多个国家。因此,研究JTIDS侦察接收和检测技术具有重要的现实意义。本文针对JTIDS信号工作频段宽、跳频速率快的特点,通过对多相滤波信道化接收理论的分析研究,设计了一种针对JTIDS信号的高效信道化接收方法,该方法能够实现对JTIDS信号的全概率接收,而且所需计算复杂度低。通过在MATLAB环境下对这种高效信道化接收模型进行了大量仿真实验,验证了该方法的有效性。针对JTIDS信号检测问题,本文提出了一种对这种信道化接收输出的JTIDS信号的检测方法。该方法包括脉宽估计、信道判定和最小移频键控(Minimum Shift Keying, MSK)检测三个步骤,分别采用了能量检测、前向连续均值切除法(Forward Consecutive Mean Excision, FCME)、平方倍频等技术,其充分利用了JTIDS信号脉宽、符号速率以及调制样式等特征。本文通过MATLAB环境下的大量仿真实验对这种JTIDS检测方法进行性能分析。仿真结果表明,在信噪比大于0的情况下,本文提出的检测方法能以非常高的准确率判断接收到的信号是否为JTIDS信号。本文最后通过编写Verilog HDL代码,在现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)电路板上,实现了本文提出的JTIDS高效信道化接收方法,并验证了该方法的硬件可实现性。通过本文的论述,可以看出本文设计的JTIDS信号的高效信道化接收方法是一种简单、准确、易于实现的高效方法;而文中提出的基于信号脉冲宽度检测、信道判定和MSK检测的JTIDS信号检测方法具有很高的检测准确率。
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