DS/FH混合扩频系统抗干扰与同步研究

论文摘要

直接序列扩频/跳频(Direct Sequence / Frequency Hopping, DS/FH)混合扩频作为一种抗干扰性能极强的扩频通信体制,在现代军事通信和电子对抗中有着极为重要的意义。本文主要研究了DS/FH混合扩频系统的抗干扰性能和同步技术,并提出了适合高速DS/FH系统的快速同步方法。论文首先研究了DS/FH系统的抗干扰性能,进行了理论推导和仿真。从直接序列扩频出发,研究干扰的频率、带宽等对系统误码率的影响。在此基础上,研究了部分频带干扰对系统的影响,以及跳频频点数在不同情况下和系统处理增益的关系。文章还分析了多种因素对同步捕获的影响。这些都可以为DS/FH系统的设计提供一定参考。其次研究了部分匹配滤波(Partial Matched Filtering, PMF)结合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform, FFT)的直接序列扩频同步捕获方法,对该方法进行了理论分析和仿真,研究了各个参数对捕获性能的影响,并对系统的具体实现做了一定讨论。然后提出了两种改进的跳频同步方法,即部分监测同步法和能量检测辅助同步法。通过理论分析和仿真证明,基于部分监测的方法可以通过合理选择监测频点数,来达到捕获时间、抗干扰性能和系统资源消耗的平衡。而基于能量检测的方法在避免大幅增加系统资源消耗的情况下,大幅提高了同步的抗干扰性能。最后,基于所提出和讨论的直扩和跳频同步捕获方法,提出了适用于高速DS/FH混合扩频系统的快速同步方法。该方法利用时变的同步信道来传输同步信息,接收端可以在短时间内快速捕获并接收到同步信息,从而达到同步。此方法在不降低系统抗干扰性能的前提下,可以达到快速同步,并且较容易实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略语说明表
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 扩频通信的特点
• 1.3 扩频通信的发展和现状
• 1.4 论文的主要工作与章节安排
• 第二章 扩频通信原理
• 2.1 扩频通信的理论基础
• 2.2 扩频系统的工作方式
• 2.2.1 直接序列扩频
• 2.2.2 跳频扩频系统
• 2.2.3 DS/FH 混合扩频
• 2.3 扩频系统的同步
• 2.3.1 直扩同步的方法
• 2.3.2 跳频同步的方法
• 2.4 本章小结
• 第三章 DS/FH 系统性能分析
• 3.1 DS/FH 系统的抗干扰性能
• 3.1.1 窄带干扰
• 3.1.2 部分频带干扰
• 3.1.3 频谱重叠的影响
• 3.2 影响同步性能的因素分析
• 3.2.1 干扰对同步的影响
• 3.2.2 频偏对同步的影响
• 3.2.3 采样偏差对同步的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 高速DS/FH 系统的同步研究
• 4.1 基于PMF-FFT 的直扩同步
• 4.1.1 PMF-FFT 的结构
• 4.1.2 捕获性能分析
• 4.1.3 系统实现分析
• 4.2 基于部分监测的跳频同步
• 4.2.1 同步捕获原理
• 4.2.2 同步性能分析
• 4.3 能量检测辅助的跳频同步
• 4.3.1 同步捕获原理
• 4.3.2 同步性能分析
• 4.4 DS/FH 混合扩频同步方案
• 4.5 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 论文主要内容总结
• 5.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文