扩频体制卫星抗干扰性能分析

针对扩频体制卫星跟踪过程中出现的干扰问题,从伪随机码调制入手,分析伪随机码调制的直接序列扩频信号的自相关函数和功率谱,讨论直接序列扩频信号的抗干扰性能,给出比较详细的理论推导并进行仿真验证,对仿真结果作进一步分析。仿真结果表明,在码型和码长相同的条件下,不同伪码间的互相关值越低,信号间的干扰越小;同时,提高伪码速率,能够有效提高信号的抗干扰能力。     

PPM伪随机码及其应用

提出一种产生伪随机PPM信号的方法 ,并利用产生的伪随机PPM信号调制伪随机码获取PPM伪随机码。推导了PPM伪随机码的自相关函数和功率谱 ,并结合图形分析了它们的特点。最后对PPM伪随机码应用于伪码调相与伪随机PPM复合雷达引信作了介绍     

GPS伪随机序列的构成与应用分析

文章分析了全球定位系统(GPS)信号中3个频段上民用伪随机码的基本特征,包括码的生成结构、调制方式、数据构成和信号能量;结合L1上粗捕获(C/A)码的特征,讨论了GPS现代化信号(L2和L5)上民用伪随机码的改进,重点分析了数据通道和无数据通道的优势和区别以及L5上Neumann-Hoffman (NH)码的作用,定性分析了新型的伪随机码的组成和调制方式对GPS信号捕获和抗干扰性能的影响.     

基于不同伪随机码调制的光纤激光测距系统

在高速伪随机码调制和光子计数技术的激光测距系统中,采用不同的伪随机码,在光纤延时的方法下开展了基于不同伪随机码调制的测距实验并与M序列伪随机码进行对比。结果表明在相同的入射条件下,M序列伪随机码具有更好的信噪比和测距精度。搭建了实际测距平台并开展了室外测距实验,在10阶M序列伪随机码,1GHz调制速率,发射光输出峰值功率12.1W,测量768.5m远的目标时,得到3.2cm的测距精度。     

应用伪随机码的EAS系统

在通信系统中，伪随机码应用十分广泛，其优点是抗干扰能力强，保密性好。在比较两种伪随机码产生方法的基础上，分析了应用伪随机码的EAS(Electronic Article Surveillance)系统的优点：抗干扰能力强和多系统协调工作性能好。同时，提出一种以伪随机特征码为纽带的多个EAS系统一起工作的协调方式。然后，通过对现有EAS系统不足点的分析，提出了新的检测信号有效性的判断依据，即信号的测量值与平均值的偏差是符合高斯分布的，以及相应的评判方法，即计算信号测量值与平均值的偏差，如果测量偏差大于某个城值，则触发一个报警。由此，进一步详细阐述了将伪随机码技术应用于EAS系统的具体方法及其抗干扰能力。     

一种伪随机码调制雷达的距离解模糊方法

介绍伪随机码调制信号的产生和伪随机码测距存在距离模糊的原因，提出一种双码钟解模糊方法，以达到在不影响雷达快速捕获性能和雷达精度的前提下，实现距离的解模糊。     

伪码引信瞄准式欺骗性干扰及硬件实现

该文首先介绍了伪随机码调相引信的工作原理,提出了伪随机码调相引信瞄准式欺骗性干扰机方案,并给出了各部分电路的原理及硬件实现,主要包括伪码调相信号的解调、解调后的伪码序列的识别与重构、干扰波形的调制发射等关键部件。从各部分电路的试验结果来看,本设计原理正确,方案可行。     

伪随机码调制的高精度星载激光测距雷达

伪随机码调制激光测距系统通过发射高阶调制激光,实现高频率、低峰值功率探测,利用高频率探测和统计实现高信噪比,具有系统体积小、质量轻的特点,是一种适合远距离的激光雷达系统。但是测距精度与调制频率有关,以往研究中通常使用高调制频率实现高精度测量。文中研制了一台伪随机码调制的激光雷达样机,采用调制重复频率100 MHz、入瞳直径0.1 m的光学天线,通过对周期内回波信号进行高斯统计,在信噪比为5时的实验室环境下实现了0.1 m的高精度测距。通过理论和试验分析证明了通过提高时钟频率和信噪比可以有效提高测距精度。     

基于LabVIEW的PN码调制解调模块实现

针对伪随机码在通信传输中不可缺的功能以及其在LabVIEW中没有现成的软件工具包等问题,本文介绍了一种基于虚拟仪器的PN码调制解调实现方法。在LabVIEW8.6软件开发平台下,根据PN码调制解调原理及伪随机码生成的基本思想,设计了一种PN码调制解调实验模块。实验结果表明,该实验模块可以实现对PN码进行幅移键控、频移键控、相移键控3种调制解调功能。该实验模块满足实验技术指标且具有设计简便、成本低、扩展性好等优点。     

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。     

基于高增益接收系统的Galileo E1信号质量评估方法研究

Galileo系统在E1频点采用Interplex调制方式播发导航信号,由于缺乏E1信号功率分配和伪码序列等先验信息,一般的研究人员只能开展有限的信号质量特性研究.针对该问题,提出一套基于高增益天线的空间信号质量评估方法,实现了E1授权信号的解析,完善了E1信号评估体系.运用相关功率法来解决信号分量功率比问题,采用跟踪结果解决相位偏差估计问题,提出加权组合平均和码相位平均相结合的新型时域波形分离方法,克服了电文和码多普勒对时域波形特性评估的影响,采用S曲线过零点偏差（S-curve offset Biases,SCB）等参数进行信号测距偏差定量评估.通过该方法对Galileo GSAT-0214卫星进行了评估,结果显示：该卫星E1各信号分量SCB小于0.2ns,测距性能优异,其复用效率达到了97.8%,优于GPS L1信号和北斗三号系统（BDS-3） B1信号.     

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“北斗冶导航接收设备的开发提供了一定的理论参考。     

基于特征值分解的直扩信号信息序列和伪码序列盲估计方法

本文研究了非协作扩频通信中短码直扩信号的盲解扩问题,针对现有方法在低信噪比条件下失步时间估计不准等问题,本文提出了一种改进的基于特征值分解的直扩信号信息和伪码序列盲估计方法。方法首先定义了第一类接收信号自相关矩阵,并根据其特征值分解的特点,利用矩阵特征值与失步点的关系完成信号失步点的估计,随后利用特征向量在伪码序列未知的情况下估计出信息序列。失步点估计完成以后,再利用第二类接收信号自相关矩阵的特征向量实现伪码序列的盲估计。实验结果表明方法具有估计精度高、稳定性好、抗噪性能强的优点。      

星上高功率放大器对导航信号功率谱 和伪码跟踪精度的影响

 由于星上高功率放大器的非线性效应,使带宽受限的导航信号失真加剧,这将影响导航信号的功率谱和伪码跟踪精度.针对这个问题,本文首先建立分析导航信号非线性失真的一般模型,提出利用带外功率损耗、相关损耗和鉴别器曲线过零点的偏移量来评估导航系统性能受到的影响,最后以矩形/升余弦脉冲赋形+BPSK和矩形+BOC调制的导航信号为例,分析带宽限制和非线性效应带来的联合影响.     

基于自适应窗长WD分析的伪码调相-载波调频复合引信信号的参数提取研究

该文研究了自适应窗长时频分析的理论及其实现方法,利用该方法对伪码体制复合引信信号进行脉冲内特征分析。这些信号具体包括伪码调相信号、伪码调相与正弦调频复合信号、伪码调相与线性调频复合信号。仿真结果表明,在信噪比为10dB时,利用自适应窗长时频分析技术,不但可以提取载频调制的特征信息,而且能够有效提取相位突变位置的特征信息。     

基于FPGA伪码快速捕获的优化设计

为了在扩频通信中实现伪码的快速捕荻,通过对相关积分包络算法的改进,对接收信号未知伪码进行相位搜索,完成了FPGA仿真验证,实现的伪码捕获具有结果误差小、捕获时间短、占用资源少等特点。     

改进密度峰聚类的walsh码软扩频盲解扩

针对walsh码软扩频信号盲解扩问题,提出一种改进密度峰聚类算法。该算法在已知伪码周期和码片速率的前提下,对接收数据进行分段处理,得到数据矩阵,随后计算数据点的局部密度和距离较高局部密度数据点的最短距离,最后的采用自动确定聚类中心的密度峰聚类算法估计伪码序列规模数和伪码序列。该算法具有在较低信噪比条件下,实现walsh码软扩频信号盲解扩的特点。仿真结果表明,在信噪比较低时,本文算法能够准确估计伪码序列规模数和伪码序列,且时间复杂度较低。      

高动态环境二进制偏移载波调制信号的捕获

针对含一阶多普勒变化率的高动态二进制偏移载波（BOC,Binary Offset Carrier）调制信号捕获精度低且运算量大的问题,本文在部分匹配滤波器结合分数阶傅里叶变换（PMF-FRFT,Partially Matched Filter-Fractional Fourier Transform）算法的基础上提出使用分数阶功率谱累积结合分级FRFT的捕获算法。该算法首先利用PMF对信号进行分段处理,实现了接收信号和本地伪码之间的快速相关。然后结合线性调频信号（LFM,Linear frequency modulation signal）在不同FRFT域内的能量聚集特性,利用分级FRFT结合分数阶功率谱累积精确确定最优阶数。最后利用FRFT在所对应的最优阶数下结合分数阶功率谱累积实现对存在一阶多普勒变化率信号的精确捕获。仿真结果表明,该算法可以减小算法运算量,缩短捕获时间。且在功率谱累积20次,伪随机码长度为1023、信噪比为-22 dB左右的时候仍然能够实现精确的捕获。     

基于高阶累积量和多相滤波器联合处理的PRBC-LFM参数提取

针对传统算法在进行伪码-线性调频信号参数提取时存在的条件限制和在低信噪比下提取精度不高的问题,文章提出了一种利用多相滤波器组和高阶累积量相结合进行参数的提取方法,该方法能够完成伪码-线性调频信号（PRBC-LFM）参数在高斯噪声下的提取。首先通过多相滤波器组能快速完成信号在频域上的均匀划分,接着对子带信号进行三阶累积量的短时估计,从而达到了抑制高斯噪声和实现在低信噪比下进行信号参数的提取的目的。测试结果表明,在低信噪比下使用该方法进行参数估计时精度很高。     

延时自外差法线宽测量误差分析仿真及修正

讨论了移频延时自外差探测的基本原理,并对外差得到的功率谱进行了公式推导。在此基础上,对外差测量中出现的测量误差进行分析,同时设计了自外差测量实验装置进行实验对比,确定了由于延时线长度不够导致的线宽测量误差来源是因为延时时间短导致幂指数函数项波动加剧造成的;同时针对外差信号频谱为洛仑兹型和类高斯型的混合谱型,在高斯功率谱密度函数的基础上,对延时时间和1/f谱宽的影响进行了仿真计算,采用Voigt分析,提取出1/f导致的测量误差,提高了线宽测量的精度。以高斯谱宽4.5 kHz的谱型为例,对应的洛仑兹线宽约为0.68 kHz,提高了一个数量级的测量精度。