直接序列扩频通信系统中PN码相位的精确测量方法

本文提出了一种精确测量本地PN码和输入PN码相位差的方法,这种方法结合了数值分析算法和数字信号处理技术,通过对鉴相单元输出值的处理得到很高的测量精度,并且由于这种方法为全数字方法,可以用FPGA、DSP等处理芯片方便地实现。文中给出了计算机仿真的结果,并根据仿真结果分析了此方法的准确度和抗噪声性能。这种方法在伪码测距、高精度伪码捕获跟踪、差分定位等领域中有很大的应用价值。     

BOC信号的伪码周期和组合码盲估计

针对在低信噪比下存在残余频偏的BOC(Binary-Offset-Carrier)调制信号的伪码周期以及组合码（扩频序列和副载波序列的组合）盲估计问题,提出了功率谱二次处理结合矩阵分解的方法。该方法首先对存在残余频偏调制的BOC信号进行二次功率谱运算,所得二次功率谱中会在伪码周期及整数倍出现尖锐的脉冲,通过检测峰值间的距离估计信号的伪码周期,然后对信号采样并按伪码周期分段构成数据向量,计算相关矩阵并进行奇异值分解,最后搜索最大和次大奇异值以及对应的向量估计出组合码序列。仿真分析表明,该方法能够在较大频偏和较低的信噪比下达到较精确的估计性能。相关研究对于从事卫星导航接收机设计的工程技术人员具有一定的参考价值。     

短码、周期长码直扩信号伪码序列盲估计

针对短码、周期长码直扩信号在不同的时延下伪码序列估计问题，提出了一种基于奇异值分解的盲解扩算法。在已知信息码元速率和伪码周期条件的前提下，算法首先把接收到的直扩信号按照一定长度进行分段构成相关矩阵并对此矩阵进行奇异值分解得出信号子空间，然后根据信号子空间和伪码序列的模糊关系，利用求解的模糊酉矩阵和特定约束条件（如m序列）去其模糊性，最终估计出伪码序列。仿真结果表明，该算法不仅解决了在不同的时延下估计伪码序列带来的问题，而且具有稳定性高、在低信噪比条件下有良好的估计性能等优点。     

利用相位差变化趋势的多源信号关联

针对多源信号关联难度大、关联准确率低的问题，利用同一目标平台上搭载的多个辐射源信号具有一致的动态变化趋势这一特点，提出一种利用相位差特征的多源信号关联方法。已知阵列形式和侦测点位置，通过对侦收到的多个辐射源信号进行处理，获取相位差信息并累积形成相位差变化趋势；对比提取疑似相似段，根据相似性判决策略进行有效关联。该方法能有效避免不同传感器对位置测量的误差影响，相比传统基于位置信息关联的方法，能有效提升关联准确率。仿真和实测数据分析证明了该方法的有效性，在阵列形式和侦测点位置已知的条件下该方法具有重要工程意义。     

线性调频-伪码调相复合信号的伪码盲估计新算法

针对线性调频-伪码调相复合信号的伪码估计问题,提出一种基于离散多项式相位变 换和频谱搬移的伪码盲估计新算法。首先采用平方法消去伪码的相位突变,然后利用离散多 项式相位变换估计调频斜率,利用估计的高精度调频斜率重构二阶指数项,对原复合信号进 行解线调,再对解线调后的信号取实部从而可得正弦载波与伪码调相的复合信号,采用频谱 搬移的方法可恢复出原伪码序列。仿真结果表明,该算法在信噪比大于等于3 dB时可正 确估计出伪码,且性能随子脉冲个数的增加而改善,与FM-AM时频分析方法相比具有更好的 估计效果。     

脉内相位编码信号的识别与码序恢复

为了提高低信噪比（SNR）下对雷达脉内相位编码（PSK）信号的处理能力,对传统的相位差分法进行了改进,并利用该方法对PSK信号进行了识别与码元序列的恢复。根据PSK信号的特性,结合滤波、数字变频和高阶差分来减小噪声对相位的影响,提高了相位差分法的抗噪性。对相位差分序列归一化后,先进行码元宽度的精确估计,再由码元关系去除伪跳变点。最后通过一系列的特征提取,实现了PSK信号的综合处理。仿真结果表明,所提算法在低信噪比下性能良好,具有很高的工程应用价值。     

一种适用于遥测测距信号的新型码跟踪环

遥测测距技术采用再生伪码作为上行链路信号。针对飞行器现有码跟踪环结构复杂、低信噪比条件下环路跟踪性能差的问题，提出了一种新的基于锁相环的码跟踪环结构，推导了环路的信号处理流程。该结构降低了环路实现的复杂度，改善了低信噪比条件下的相位测量精度，仿真进一步验证了方法的有效性和稳定性，较现有方法在信噪比为-10 dB时能提高1.5×10－3个码片的精度，适合遥测测距技术。     

直扩/跳频测控信号伪码跟踪抗干扰性能分析

研究了直扩/跳频测控信号伪码跟踪的抗干扰性能,通过加权处理使其归结为分析 干扰条件下直扩信号伪码跟踪性能。采用鉴相曲线的过零点偏移表示干扰对跟踪的影响,推 导了伪码跟踪的最大干扰误差表达式。以单音信号作为输入干扰,对最大干扰误差进行了理 论分析,得出了音频干扰对伪码跟踪的影响规律。仿真结果表明,理论分析与仿真结果吻合 较好,验证了理论分析的正确性。     

一种改进的“北斗”卫星信号捕获方法

针对Neumann-Hoffman(NH)码跳变影响“北斗”卫星捕获灵敏度的问题，提出了一种改进的相干累积算法。通过遍历连续信号的码元的组成，找出大于门限的相关值，减少NH码跳变对信号累加的影响。仿真结果表明，改进的相干累积算法可以有效提高弱信号的捕获成功率。与传统的相干累积算法相比，延长了累积长度；与非相干累积算法相比，捕获灵敏度提高了2～3 dB。同时，采用先累加后相关的方法，有效降低了算法复杂度。     

利用二次谱盲估计多速率DS/CDMA伪码周期

针对可变扩频长度(VSL)的多速率DS/CDMA信号伪码周期的盲估计问题进行了研究,将一般单速率直扩信号二次功率谱伪码周期估计的方法扩展到多速率DS/CDMA模型。该方法首先将接收的多速率DS/CDMA信号进行采样,并对其求一次功率谱,再将一次谱作为输入信号作傅里叶变换并取模、平方,从而得到信号的二次功率谱。通过推导证明,多速率DS/CDMA信号的二次功率谱在扩频码周期的整数倍处出现尖锐的谱线,且不同速率用户的二次谱线幅度是不同的,利用这些幅度差异区分不同速率并通过估计谱线之间的距离即可获得不同速率信号的伪码周期。仿真表明该算法在低信噪比下适用,在-15 dB能够利用较少数据同时估计多组速率的伪码周期。     

一种基于再生伪码测距的遥测信号测距方法

为了简化深空探测器无线测量系统设计,解决下行系统受功率、带宽等因素限制遥测信号和测距信号权衡设计问题,在再生伪码测距技术的基础上,提出了一种基于遥测信号测距的新方法,以遥测数据符号代替测距伪码的功能,利用地面跟踪环路对遥测信号的跟踪测量实现下行测距,减少了独立的下行测距信号。分析和仿真结果表明：新方法简化了下行信号形式,降低了系统实现复杂度,在遥测码速率为100 kbit/s左右时,随机测距误差优于传统再生伪码测距模式,且随着遥测码速率的增加测距精度进一步改善。     

多径环境下TDDM-BOC信号伪码周期估计

针对低信噪比下存在多径效应的时分数据调制二进制偏移载波(TDDM-BOC)调制信号的伪码周期估计难题,提出了一种基于二次谱的TDDM-BOC信号伪码周期估计算法。该算法首先推导出多径环境下TDDM-BOC信号模型,然后求出多径TDDM-BOC信号的功率谱,再求其二次谱,最后通过检测二次谱的尖峰脉冲间的间距得到多径环境下TDDM-BOC信号的伪码周期。实验过程中采用累加平均的方法可以达到降噪和精确估计的目的。仿真结果表明：该算法能够在多径环境下对TDDM-BOC信号伪码周期进行有效估计,且估计性能与多径环境有密切关系,这为今后我国“北斗”导航接收设备的开发提供了一定的理论参考。     

伪噪声时频编码通信信号LPI/AJ性能分析

在基于时频编码抗衰落通信的基础上，把噪声编码通信技术运用到时频编码中，提出了采用随机的比特流实现多个PN码、多个频率、多个时隙的伪噪声时频编码的新途径，显著地提高了伪噪声时频编码信号抗干扰、低截获概率性能。在进行伪噪声时频编码信号设计的同时，给出信号性能详尽论述和数学分析，并通过计算机仿真验证了该方法的可行性和正确性。     

弱信号下“北斗”接收机NH码的快速捕获

在全球卫星导航系统(GNSS)中，延长相关累积时间可以有效提高弱信号捕获灵敏度，但是“北斗”中圆地球轨道/倾斜地球同步轨道（MEO/IGSO）卫星信号的捕获性能很大程度上受到二次编码(NH)码的影响：调制NH码的信号在每一个码元周期(1 ms)内都有可能发生跳变，对相关累积时间造成一定影响，从而会导致系统捕获灵敏度的下降。为此，提出了一种针对NH码的码元遍历搜索算法，通过遍历累积时间内NH码的所有组合，消除NH码码元引起的误差。实验结果显示，所提算法可以在一定程度上提高卫星信号的捕获成功率，尤其可以至少提高2 dB弱信号的捕获灵敏度。同时，算法可以为信号跟踪提供更加准确的载波频率。     

伪码信号辅助的CEI载波时延模糊度解算

针对连线干涉测量系统(CEI)在无模型时延或模型时延不准确条件下相位模糊度解算困难的问题，提出了利用伪码测距信号辅助的载波相位模糊解算方法。在测站距离约束下，根据两站所接收伪码信号的相对位置关系计算得到一个时延差作为解载波相位模糊的时延预报值。为了提高解模糊能力，引入了伪码捕获和跟踪的基本方法。仿真分析了不同信噪比下所能达到的最大精度，结果表明在信噪比高于0 dB时，可直接解算S频段的载波相位模糊；在信噪比较低时，可解算宽带群时延的相位模糊。在0dB和-30dB条件下重复试验1 000次，正确率分别达到99.88%和99.91%，证明了算法的有效性。     

扩频系统多通道相位差测量技术

论述了扩频无线电信号侦收和测向等应用领域中,在多通道天线和接收机后端采用数 字处理手段,在低信噪比下实现多通道相位差精确提取的方法。阐 述了多通道相位差提取的基本工程模型、中频信号采样处理方法、普通ASK调制信号的相位 差提取方法,以及BPSK调制的扩频信号的相位差提取方法,给出了基于MATLAB7.0.1平台的 仿真图形和结果。该技术已在工程中成功实现。     

伪码调相脉冲引信抗线性调频干扰分析与仿真

在对伪码调相脉冲多普勒引信工作原理和抗干扰原理分析的基础上,对占空比为4%、码长为127的伪码调相脉冲多普勒引信在LFM干扰下的相关解调输出信号和伪码序列自相关函数进行了仿真,结果发现,当信干比(SJR)为-30 dB时,该引信仍能正常工作,并且当脉冲伪码序列自相关函数的旁瓣超过门限值时,并不能引起伪码调相脉冲多普勒引信的误启动.通过仿真分析,清楚地了解了伪码调相脉冲多普勒引信在LFM干扰下的工作性能     

基于后验概率的伪码预测研究

卫星通信对抗是电子对抗的一个重要领域，由于卫星链路一般采用扩频技术，传统的干扰方法难以奏效。通过分析伪随机序列的伪随机性，提出了基于后验概率的伪码预测方法。该方法可以根据接收到的伪码计算其后验概率，并以此来预测随后的伪码序列。仿真结果表明，该方法对短码有较好的预测效果。最后，给出了预测方法在瞄准式干扰中的具体应用。     

GNSS接收机中载波和伪码NCO的设计

在介绍可配置载波数控振荡器（NCO）和伪码NCO工作原理的基础上,确定了基本参数并根据 参数设 计了载波NCO和伪码NCO基本结构,对设计的载波NCO和伪码NCO进行了硬件测试。测试结果表 明,该载波NCO和伪码NCO符合设计参数,可直接运用到可配置导航信号处理通道中以满足处 理 不同导航信号的要求,为下一步研究和开发GNSS接收机打下坚实的基础。     

一种GNSS信号跟踪环路频相直调控制算法

全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)接收机信号跟踪环路正确地锁定导航信号的频率、相位是提取测量值以及导航星历的基础。传统的接收机跟踪环路采用调整频率的方式来调整相位，不能及时消除跟踪误差，并且在弱信号条件下容易受到噪声影响，难以对信号进行精确跟踪。针对这一问题，提出了一种基于非相干预滤波器的频相直调环路控制算法，采用非相干预滤波器提取跟踪误差，并且在本地信号生成阶段直接将载波相位差、载波频率差、码相位差进行消除。实验表明，与传统环路相比，频相直调算法对载波相位、码相位迁入速度分别提高了90%和95%，高动态、弱信号下多普勒估计精度分别提高了69.25%和61.37%，并且频相直调算法能够有效抑制环路参数调整、载体突然机动对载波相位锁定带来的扰动。