跳频通信中一种结合干扰预处理的平方定时同步算法

为了提高跳频通信中定时同步算法的准确性,设计了一种结合干扰预处理的跳频信号定时同步算法。首先对解跳后信号在时域完成基于能量的自适应门限的干扰检测,并根据检测结果将受干扰信号进行置零预处理;其次对预处理后的信号采用平方法进行定时误差估计;最后根据估计结果内插完成定时恢复。结果表明,提出的改进算法选取长度为200跳的符号,在干扰相对带宽为30%、干信比为10 dB、信噪比为5 dB、时钟稳定度为1×10^-6的条件下,进行干扰预处理后定时,归一化定时误差的方差为0.000 75,满足跳频系统解调性能损失小于0.5 dB的要求。设计方法提高了干扰条件下平方法定时的准确性,在跳频通信抗干扰应用中有一定的参考价值。     

一种基于FCME的跳频通信干扰检测门限设计方法

针对跳频卫星通信在应用中面临恶意干扰威胁的问题,需要对接收信号进行干扰检测。首先使用宽带能量检测模型对接收信号进行建模,分析了检测统计量的概率分布形式,其次在FCME算法以及恒虚警门限设置方法的基础上,利用概率统计知识分析高斯分布下部分样本与总体的关系,加入迭代修正过程对噪底进行估计以设置满足恒虚警概率要求的门限,最后利用Matlab搭建仿真平台进行仿真分析。理论和仿真分析表明,基于FCME的迭代修正门限设计方法相比于已有方法在SNR为0 dB、无干扰条件下能获得满足虚警概率要求的门限,当存在部分频带干扰时算法性能下降,但所获得的门限仍能满足虚警概率要求。设计方法在干扰较弱或不存在时能满足虚警概率要求,改善了FCME算法虚警概率偏高的情况,应用于跳频通信系统干扰检测的门限设计是可行的,在工程实际应用中有一定的参考价值。     

大带宽采样下通用接收机ADC设计

为了解决宽带采样通用接收机中模数转换器(ADC)的抗干扰问题,定量分析采样带宽内存在不同功率的其他信号时对有用信号量化时造成的ADC输出信噪比的损失,对ADC输出信噪比的损失与输入有用信号信噪比、中频预选滤波器带宽内信号的信干噪比、输入信号功率、有用信号带宽、ADC采样带宽、ADC量化位数的关系进行理论分析与推导,并进行多场景下的仿真验证。结果表明,研究中对ADC输入和量化噪声的理论分析及推导是正确的,对于卫星通信中带宽20 kHz的典型信号,当要求输出信噪比损失小于0.1 dB时,要实现20,30和40 dB的抗干扰能力所需要的最小量化位数分别为8位,9位和10位。宽带采样下接收机ADC的设计,可获得最佳的性价比,并利于在工程中控制成本,对于宽窄带兼容接收有一定的工程意义。     

基于双通道接收的干扰对消性能分析

为了探究在工程实现中卫星通信地球站使用干扰对消抵抗来自空中平台或周边干扰的可行性,对不同接收环境下的干扰对消性能进行了分析。首先,在假定2个通道中干扰差异被准确估计并补偿的情况下,推导出理论性能的近似计算公式;然后,采用最小均方(least mean square, LMS)自适应滤波器对2个通道干扰的差异进行补偿,完成干扰对消;最后,通过仿真实验对使用LMS自适应滤波器的干扰对消进行验证。结果表明：干扰对消的理论性能在卫星信号与干扰入射夹角大于15°时信噪比恶化可以接近0 dB,而夹角小于15°时信噪比恶化程度明显提高;除了入射夹角的影响外,采用LMS自适应滤波器的干扰对消性能还受算法参数、干扰大小等其他因素的影响,对于固定频点的干扰,在入射夹角大于4°且主通道干信比小于30 dB时,干扰对消后信噪比恶化小于0.6 dB,而且这一结果基本不受采样率的影响。所提出的理论性能近似计算公式可以为干扰对消算法的性能评价提供参考,采用LMS自适应滤波器的干扰对消在算法参数设置合理的情况下可以接近理论性能。