多码环架构对扩频捕获性能的优化

为了提高扩频系统的捕获性能,可通过在扩频接收机中采用多码环架构或提高PN码 捕获电路精度这两种方式达到目的。提出了在扩频接收机中采用多码环架构的设计方法,采 用这种方式可以在降低码捕获电路精度要求、简化码捕获电路设计并减少近50%的系统资源 消耗的基础上成倍地提高捕获性能。     

混沌扩频测控系统同步捕获性能分析

混沌序列在扩频测控系统中的应用引起了人们的广泛兴趣,混沌扩频测控系统的捕获性能和跟踪性能是学界关注的重点。由于数字化混沌序列相关函数旁瓣具有随机性,使得扩频系统的信号捕获过程,除了受加性噪声影响之外,又增加了一个影响因素。根据系统捕获原理与混沌码特性,借助于混沌码模糊函数的概念,提出了混沌码相关函数旁瓣随机性影响下检测概率、虚警概率以及捕获时间的计算方法,推导得到了相应的计算公式,探讨了混沌扩频测控系统的信号捕获性能。结果表明,混沌码相关函数随机性的存在使检测概率和虚警概率有所增大,并使捕获时间产生变化;与加性噪声相比,其影响通常较小甚至可以忽略。该结果可以为混沌序列在扩频测控系统中的应用提供理论支持与参考。     

大动态下扩频码捕获的一种改进方法

针对现有扩频码捕获方法在大动态下捕获时间长、硬件资源消耗大、动态适应性差的 问题,提出了一种改进的扩频码捕获方法。新方法把码钟多普勒的补偿放在本地扩频码上进 行,先对接收信号进行降采样和存储再进行频率分槽和补偿,一次采样实现了所有频率槽的 搜索。计算结果表明,完成同样的捕获过程新方法所需时间和存储器容量不到原方法的1/5 ,且具备更强的动态适应能力。     

多址正交码扩频体制及其关键技术

根据飞行器测控技术发展特点，提出多址正交码扩频体制，分析了系统的发射、接收模型及其误码率性能；仿真了多址正交码扩频系统的噪声性能、多址性能和抗干扰性能；讨论了对正交码同步捕获与跟踪、正交扩频体制下的伪码测距等关键技术问题。     

基于DS扩频信号的自适应门限双积分滑动相关捕获算法

提出了一种基于直接序列扩频信号的双积分滑动相关捕获算法，同时使用两组相关器联合进行码相位的捕获，捕获的门限采用CAFR(常虚警率)自适应控制方式。文中给出了这个捕获方案的数学模型，并进行了具体分析。实验表明，利用FPGA实现这种捕获算法，不仅具有较高的性价比，而且衡量PN码捕获的最关键指标——平均捕获时间也大大少于常规捕获方法。     

深空通信中基于FFT的高动态扩频信号的捕获

在深空通信中，航天器的高动态性使扩频信号引入了高Doppler频移，给捕获造成了巨大困难。针对如此之大的Doppler频移，提出了一种新的捕获方案，即基于FFT算法实现对Doppler频移进行一定程度的补偿，将沿码相位一Doppler频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索；重点分析了深空通信环境中高速长PN码的捕获性能。理论分析和仿真结果表明，该方法大大缩短了捕获时间，是一种性能优良的伪码捕获方法。     

微弱扩频信号捕获的积分时间延拓技术

相对于普通扩频接收机,微弱扩频信号捕获需要更长的积分时间以获得处理增益。然而,伪码多普勒频偏导致能量不能在一个码相位上持续积累,限制了积分时间的进一步增加。为此,提出了一种扩频信号捕获时间延拓技术,增加了扩展积分单元,通过对扩展积分结果进行路径搜索,从而有效地减少了码多普勒引起的相位滑动对相关运算积分时间的限制。仿真和实测结果表明所提技术突破了传统全球导航卫星系统（GNSS）捕获算法的积分时间上限,提高了系统灵敏度。针对带内信噪比低于-50 dB的GPS L1 P码捕获,给定硬件资源约束和5 kHz多普勒范围,算法的捕获概率优于传统算法约3 dB。     

一种基于差分相干积累的扩频信号开环同步捕获方法

将全数字接收机的结构引入到扩频接收机中,用一种前向的并行处理结构来代替传统码延迟锁定环的反馈结构,采用差分相干积累的方法捕获低信噪比扩频信号的伪码相位.仿真结果表明,这种方法能快速可靠地捕获低信噪比扩频信号的码同步,可以应用于开环的全数字扩频接收机中.     

直接序列扩频系统中的捕获：一种方案的实现及其性能分析

本文提出了在直接序列扩频系统中将并行捕获和串行捕获相结合的伪随机序列捕获方案，介绍了该方案的实现，分析了该方案的性能，得出了采用该方案的平均捕获时间及其上限。     

一种改进的PMF—FFT短码捕获方法

提出了一种改进的PMF-FFT短码快速捕获方法.该方法将大规模并行相关器与PMF-FFT捕获结构结合起来,利用大规模并行相关器实现接收信号与本地码的分段匹配相关,将部分相关结果进行FFT运算实现对信号载波频偏的搜索,大大提高了PMF-FFT的捕获速度.Matlab仿真结果表明,该方法可以在低的信噪比之下实现对GPS短码的快速捕获.捕获电路的设计基于流水线,资源复用等硬件设计思想,利用较少FPGA资源,在一片FPGA内实现了对短扩频码的实时的快速捕获.     

一种改进的DSSS系统的码捕获技术

针对低信噪比条件下直接序列扩频(DSSS)系统的码捕获问题,提出了差分非相干累加的PN码捕获技术。研究了差分相干与差分非相干码捕获技术的工作性能,仿真结果表明,差分非相干码捕获技术具有更强的抗载波频偏能力。在此基础上,克服调制数据对码捕获的影响,提出了一种改进的差分非相干码捕获技术,即差分非相干累加的码捕获技术。仿真研究证明了差分非相干累加码捕获技术比差分非相干码捕获技术有4 dB的改善,其更能适应低信噪比条件工作。     

低信噪比高动态条件下基于FFT的二维平移累加PN码捕获算法

针对低信噪比高动态条件下直接序列扩频（DSSS）系统中PN码捕获的问题,提出了基于FFT 二维平移累 加的PN码捕获算法。首先对现有的PN码捕获技术进行了分析,然后研究了时变的载波频偏与 码频频偏对PN码捕获的影响,在此基础上,提出了基于FFT二维平移累加的PN码捕获算法。 算法的基本思想是对相关器输出的相关值在载波频偏不确定度与码相位不确定度同时进行平 移,从而消除相关峰“漂移”现象,增大非相干累加的有效性。给出了采用此算法的捕获系 统结构图,并对关键参数进行了分析。最后,通过仿真表明了该算法对捕获系统有6 dB的改 善。     

TDRSS并行MSK扩频体制的实验研究

本文讨论跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）一种新通信体制，即并行MSK扩频系统。发射端采用长短码正交扩频的平衡调制，接收端采用一种简单解扩方式简化了并行MSK信号的解调，同时用短码全“1”引导长码同步的方法大大减小了长码的捕获时间。实验结果证明该体制具有良好的伪码同步性能。     

一种高效的混合M元扩频通信方案

为进一步提高扩频通信系统的频带利用率和抗截获性能,将正交扩频技术与码相位循环移位调制技术相结合,提出了一种新的高效多进制扩频通信方案。在正交信道的每条支路上,首先采用M元双正交扩频调制,再以每一个扩频码为原型码进行码相位循环移位调制,选用专用的伪噪声码进行同步,在接收端用基于变换域处理的循环相关器进行解扩。计算机仿真表明,该方案易于实现同步,同时有较高的频带利用率和更强的抗截获性能。该方案在卫星隐蔽通信、数据链通信等领域有较大的应用价值。     

基于DSP和FPGA的嵌入式数字直接序列扩频系统的研制

介绍了一种基于Xilinx公司的FGA(Spartan2 XC2S200)和TI公司的DSP TMS320VC5410设计的直接序列扩频收发机，其下变频后的部分，如PN码的捕获、跟踪、基带解调(去掉剩余频差)等全部采用FPGA数字实现。对PN码的捕获，采取了一种门限自适应控制的双积分滑动相关捕获方法，既大大节省了FPGA的硬件设计资源，又能使PN码的平均捕获时间足够小。经实验测试，该系统各参数完全达到设计要求。     

基于PMF-FFT的时频域双并行捕获

为了解决传统的PMF-FFT(Partial Match Filter-Fast Fourier Transform)捕获算法在信号捕获方面的不足,提出了一种新的基于PMF-FFT的时频域双并行捕获方案。对PMF加改进的汉宁窗,通过调整窗系数,选择最优化的参数,减小了捕获系统输出增益的衰减。利用FFT频谱分析的特点,对FFT的输入进行合理补零,输出加改进的汉宁窗,调整窗系数,基本上消除了扇贝损失。理论分析和MATLAB仿真结果证明,该方案在尽量不增加系统复杂度的情况下提高了捕获速度和频率估计精度,能够适应多普勒频偏较大的扩频伪码快速捕获。     

长PN码并行捕获技术研究

长PN码的捕获是TDRSS的关键技术之一。特别是码长达到261888的超长码，要求在低信噪比、较短时间内的捕获，一直是一个难题。本文在对PN码的跟踪、PN码捕获的原理进行简述的基础上，给出了一种长PN码并行捕获的设计与实现方案。该方案捕获时间短，抗噪声性能好，便于工程实现。     

一种应用于测控模拟验证设备的伪码捕获方案

依据设备指标基于FFT循环相关算法提出了一种扩频伪码捕获方案。采用相干累加和 恒虚警门限设置对方案进行了改进并完成了检测模型的特性分析及周期累加次数的确定,同 时基于FPGA设计了循环相关模块和峰值检波模块的实现框架。仿真分析表明,此方案满足现 实需求,具有很强的实用价值。     

航天扩频测控通信系统的系统捕获

介绍了微波统一测控系统的捕获方法。同时提出了扩频测控通信系统在系统捕获中的新问题。给出了建立在扩频信号快速捕获基础上的扩频测控通信系统的系统捕获新方法。     

飞行器目标监控系统抗干扰技术研究

飞行器目标监控系统是飞行器实现可靠飞行的重要技术保障。研究了飞行器目标监控 系统的工作机理,分析了监控系统抗干扰性能,提出了具有高抗干扰容限的伪码组合扩频技 术。仿真实验结果表明,采用伪码组合扩频技术可提高通信系统的抗干扰能力。