极低信噪比条件下DS/SS同步技术的研究

扩频码同步技术一直是DS/SS系统中的关键技术。本文以极低信噪比条件下短波DS/BPSK系统为例，对大频差、极低信噪比条件下DS/SS系统扩频码的同步捕获技术进行研究，提出了用检测载波信号实现扩频码同步的方法，并用DSP实现。     

短波跳时跳频信号的同步技术研究

短波跳时跳频信号同步是抑制短波跳时跳频信号应用的主要问题,通过对现有的同步头加TOD信息的帧头结构进行改进,给出一种较快高效的同步方法,分析计算其在高斯白噪声信道下并且存在部分频带干扰的情况下的性能,用MATLAB对其性能进行仿真,最后提出一种去掉TOD信息、同步头与跳时PN码和跳频PN码为一一对应关系的帧头结构,采用基于滑动窗相关检测的方法对信号进行帧同步检测。     

智能天线辅助的PN 码同步捕获新方法研究

为有效解决强干扰环境下长PN 码的同步捕获问题,研究了基于自适应滤波器的PN 码同步捕获方法,给出了基于自适应滤波器权矢量范数的同步捕获判决准则,与传统的基于均方误差的判决相比,这种方法可以大幅提高判决的正确概率。在此基础上,研究了智能天线权值与PN 码同步联合捕获算法,并对其性能进行了计算机仿真验证,结果表明这种空时联合的捕获算法可以有效实现低SINR 环境下的长PN 码捕获。     

带残余载波的周期长码直扩信号PN码盲估计

针对下变频后含有残余载波的周期长码直扩信号PN(Pseudo-Noise)码盲估计难题,在已知码片速率和PN码周期前提下,该文提出一种结合矩阵特征值分解和数字锁相环(Digital Phase Locked Loop, DPLL)的PN码盲估计方法。该方法首先将带有残余载波的周期长码直扩信号等效建模为虚拟多用户短码直扩信号模型,利用矩阵特征值分解和模糊酉矩阵的方法估计出含有残余载波的PN码,然后利用DPLL对残余载波的频率和相位进行跟踪和估计并最终消除残余载波,最后根据特定约束条件（如m序列、Gold序列）去除分段相位模糊,最终估计出PN码序列。理论分析和仿真结果表明,提出的方法能够有效地工作在较低信噪比下,且表现出良好的性能。      

OFDM系统中的同步偏移估计技术

在分析无线信道环境对OFDM系统影响的基础上,对目前该学术领域提出的多种同步算法进行了分析比较,探讨了数据辅助性估计的OFDM系统的同步过程,该过程包括符号同步、载波同步和采样率同步。该算法在时域上引入了一种更有效的导频方案,在此前提下,利用该PN序列的共轭对称性完成符号定时,然后通过一种基于PN的重复数据最大似然估计理论算法完成频偏估计。仿真结果证明,这种同步体制具有较好的同步精度。     

WCDMA系统中同步技术的研究

第三代移动通信系统均采用了CDMA技术,因此研究CDMA系统中的同步问题具有十分重要的意义。针对移动通信系统中的时变多径信道,根据WCDMA物理层码同步的要求,提出了基于公共导频PN序列的码同步方法,即在码捕获阶段,采用接收数据与己知PN序列相关,通过大于特定门限值的相关峰值选取多径,实现多径分离和粗同步。仿真结果表明,该码同步方法在减小现有算法运算量和复杂度的情况下,具有良好的性能,便于数字实现。     

一种应用于数字电视地面广播的OFDM多载波调制方法

介绍了数字多媒体电视广播协议（DMB-T）中的信号帧结构，该结构引入PN码帧头用于时域同步。从理论上分析了时域同步正交频分复用多载波调制（TDS-OFDM）的参数选取策略。重点说明了子载波数量确定为3780的选择步骤。在这种信号结构下，TDS-OFDM信号的通带带宽为7.56MHz，既满足了电视带宽的要求，又满足了奈奎斯特采样定律。最后简要介绍了实现3780点快速傅立叶变换（FFT）的算法。其计算复杂度和容量复杂度都与标准的4096点FFT算法相当。     

卫星信道下低速扩频信号的快速同步

提出一种适合于卫星信道下低速扩频信号的快速同步方案。在高速时钟的驱动下,利用抽头数远小于扩频码长的匹配滤波器实现扩频信号的快速捕获;扩频码同步后先利用部分相关值对大载波频差进行初步估计,估计范围可接近符号率;然后再利用全相关值对剩余小频差进行精确的估计;最后利用锁相环实现载波的跟踪。计算结果和仿真结果表明,该方案是切实可行的。     

高动态条件下PN码扩谱接收机的频率跟踪策略

在UHF,SHF频段上,机载或弹载PN码扩谱接收机由于接收机载体的高动态特性,导致接收信号具有显著的多普勒频移的不确定性。该文根据这一实际特点,对几种载波环捕获与跟踪数字系统进行了研究。在软件上,结合码环的串行滑动相关捕获算法与全时间超前-滞后非相干跟踪算法,既达到了载波频率的快速同步,保证了对数据的实时解扩与解调,同时使系统具有很好的灵活性,方便了二次开发和升级。     

基于最小二乘法的高动态条件下抗频偏的精确同步方法

如何在高动态条件下实现精确同步是当今军事作战中必须解决的一个技术难题。在此条件下,码率偏移和载波频偏会影响精确同步的精度。该文提出一种改进的基于最小二乘法的伪码(PN)相位测量方法,并通过理论分析和仿真验证该方法在高动态条件的精确同步能力。理论推导可知,该方法消除了载波频偏的影响,并且具有强的抗噪声能力。数值仿真说明在选择PN序列不长的情况下该方法对码率偏移不敏感,并证明其具有很强的抗频偏能力。最终得到的测量结果说明该方法不仅有很高的测量精度,同时具有很好的抗噪声和频偏能力。     

复杂环境下突发短帧扩频通信系统处理算法设计与综合性能仿真

以海上舰船和无人机控制信道为应用背景,结合某扩频通信系统的设计提出一种适合突发短帧模式的扩频通信系统设计方案.给出关键模块的实现算法分析,针对突发模式特点设计了一种频域并行伪码捕获算法,该算法采用变频率覆盖、变频率步进、变积分时间的搜索策略,使系统既能在大频偏条件下工作,又能在低载噪比条件下工作.论文还设计了一种在突发短帧模式下,能同时实现位同步和帧同步的联合同步算法.最后对设计方案进行综合性能数值仿真与分析.     

无线电台中DS/D-MPSK调制解调器的FPGA实现

提出了一种通用数字DS/D-MPSK调制和解扩解调器的实现方案。该方案采用了成型滤波、直接数字合成(DDS)、正交调制、数字匹配滤波和延时差分解调等技术,直接在中频上进行数字信号处理,不需要进行数字下变频,也不需要进行伪随机码同步捕获和载波提取,简单易行,具有一定的新意和较高的实用价值。本方案已经应用于某军用超短波电台中,验证了方案的正确性和可行性。     

A Noncoherent Delay-Lock PN Tracking Loop: Impact of RFI and Nonideal Arm-Filter Characteristics

A noncoherent delay-lock PN tracking loop is investigated. The approach used is one in which simulation and analysis are combined to generate tracking performance. Performance data are presented for PN phase jitter standard deviation and compared to theoretical results. The impact of radio frequency interference (RFI) and gain/phase imbalances on PN tracking performance is determined and performance data are given. It is suggested that self-noise terms (introduced via the correlation operation between the incoming signal and local PN code) and nonideal arm-filter characteristics (resulting in gain/phase imbalances) may be significant factors in the investigation of PN tracking performance for those cases in which PN code timing synchronization is a major concern.     

相位搜索法扩频码捕获的仿真实现

扩频码同步是扩频通信系统中特别关键的技术,相位搜索法捕获是扩频码捕获中最基本的方法,硬件实现最简单,在短PN码捕获时有很大的优势.文中在MATLAB平台研究该捕获方法的实现,给出了整个同步过程的仿真模型,各部分的详细参数设置和关键部分的仿真结果.选择长度为31的PN码进行仿真,用5级移位寄存器产生本地PN码序列,不断调整其相位,直到本地PN码与接收的PN码序列初步对齐.仿真结果表明,该模型能够实现31位PN码的正确捕获.捕获时间与本地PN码和接收PN码之间的相位差有关.     

Third-generation TDRSS-compatible direct-sequence spread-spectrumdigital receiver

A digital communication receiver, called a third-generation receiver, has been developed. This receiver takes samples of the direct-sequence spread signal at a nonzero intermediate frequency (IF) instead of the zero IF (baseband), and quantizes the samples by employing a 1-b analog-to-digital (A/D) converter at the receiver front end. These 1-b samples are digitally processed for pseudonoise (PN) code, carrier, bit synchronization, and bit decision with the use of an application-specific integrated circuit. The effects of the IF sampling and 1-b A/D conversion on PN code synchronization are analyzed for a PN spread-spectrum communication system with oversampling rate, e.g., 12 samples per chip. In addition, the bit-error rate (BER) degradation due to the 1-b A/D conversion is studied by assuming perfect PN code, carrier, and bit synchronization. It is observed that the BER degradation due to the 1-b A/D is significant, e.g., 2.4 dB, when decimation is made after IF sampling such that only one sample per chip is used for bit decision. These analyzed BER results agree well with the simulated results. However, if no decimation is made and oversampling is used for bit decision, BER degradation due to 2-b A/D conversion is insignificant, e.g., 0.6 dB     

DSSS接收机中PN码同步的FPGA实现

PN码同步是直接序列扩频通信系统实现正确解调的首要条件,由于发送端和接收端的时钟不同所造成的码片相位偏移将影响到传输数据的正确接收,因此根据PN码良好的自相关特性,提出了一种在基带数字信号处理中基于FPGA的能有效锁定发送端和接收端时钟,实现PN码同步的方案。并结合系统框图具体分析了同步捕获和跟踪中各个模块的功能和实现方法,跟踪模块中涉及到模拟电路部分的也给出了具体的电路设计,最后说明了调试过程中的一些问题及解决技巧。     

PN码滑动相关捕获方法的改进

在扩频通信中,PN码的同步一直是研究的重点和难点.同步包括两部分:捕获和跟踪.捕获是实现同步的第一步,为了适应不同的环境,人们研究出了许多捕获的方法,其中,滑动相关捕获法是一种最简单、最实用的方法.针对该方法捕获时间较长的不足,提出了增加一个相位搜索控制器的方法来改进PN码捕获电路.在完全不影响其优点的情况下,缩短了捕获时间,使其捕获时间变为了原来的3/4,在工程中有重要的应用价值.