直扩信号安全性与可靠性的联合分析及其在IFF信号设计中的应用

论文摘要

扩频通信具有低截获率、抗衰弱能力强、抗多径干扰等优点,所以它在协同式敌我识别系统中具有重要的应用价值。本文把扩频通信的盲检测和通信双方的通信检测联系起来,给出了在扩频通信系统设计时,系统安全性以及可靠性的变化关系。对于不同的应用场合,通信系统的设计者必须灵活调整系统的安全性要求以及可靠性要求,从而使得在不同条件下,系统可以达到安全性和可靠性的平衡,取得更好的实际应用的性能。本文首先介绍了当前主要协同式敌我识别系统的技术特点以及扩频通信的基本原理。针对非相参系统的DS-PPK信号特点,分析了一种非相干检测算法。第三章重点介绍和分析了平方倍频检测方法以及时域相关检测算法。为了提高检测性能,可以将相关积累技术应用到平方倍频检测方法中。说明了平方倍频检测方法不仅可以检测直接序列扩频信号的有无还可以对中频信号参数进行估计。第四章分析了扩频信号的低截获概率（LPI）特性。当收发方的信息未知,而要求通信链路工作时,低截获概率（LPI）通信系统可以被设计成除了目标接收机外,任何其他的接收机检测到它都非常困难。这意味着要用最小的信号功率实现这一特殊的性能。LPI通信系统的设计者的目标就是要在某些时间间隔内用一种信令的方式使被截获的概率最小。讨论了结构比较简单,应用比较广泛的同步能量检测方法,以及非同步能量检测方法。最后对IFF信号差错概率与抗截获概率进行联合分析。对于能量检测而言,得到了当虚警概率为10 -3时,面对同步能量检测方法,非同步交叠能量检测方法,以及非同步非交叠能量检测方法的安全威胁时,通信系统的安全性以及可靠性的平衡点分别为5dB,6dB以及6.5dB。当虚警概率为10?2时,通信系统的安全性以及可靠性的平衡点分别为4dB,5dB以及5.5dB。对于有偏估计的时域相关检测结构而言,分别在扩频码长为35以及4900的条件下得到了在虚警概率为10?1时,面对时域相关检测安全威胁时,通信系统的安全性以及可靠性的平衡点分别为0.5dB,-4dB。对于循环移位的时域相关检测结构而言,分别在扩频码长为35以及4900的条件下得到了在虚警概率为10?1时,面对时域相关检测安全威胁时,通信系统的安全性以及可靠性的平衡点分别为-0.5dB,-4.5dB。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 信号的扩频与信号的形式安全
• 1.2 直扩信号的盲检测及研究现状
• 1.3 协同式IFF 系统
• 1.4 本论文的主要研究工作
• 第二章 扩频通信在IFF 系统中的应用
• 2.1 协同式IFF 系统通信模型
• 2.1.1 系统工作原理
• 2.1.2 系统通信模型
• 2.2 协同式IFF 系统中存在的可靠性问题
• 2.2.1 窜扰
• 2.2.2 混扰
• 2.2.3 电磁干扰
• 2.3 扩展频谱通信的基本原理
• 2.3.1 扩展频谱通信的基本概念
• 2.3.2 直接序列扩频系统的概念及模型
• 2.3.3 伪随机码
• 2.4 DS-PPK 信号的检测问题
• 2.4.1 PPK 信号结构与调制原理
• 2.4.2 DS-PPK 信号结构与调制原理
• 2.4.3 AWGN 信道下的DS-PPK 信号检测
• 2.5 本章小节
• 第三章 直接序列扩频信号检测
• 3.1 平方倍频检测方法
• 3.1.1 平方倍频检测方法原理
• 3.1.2 相关积累技术
• 3.2 时域相关检测方法
• 3.2.1 时域相关检测原理
• 3.2.2 时域相关方法的DSSS/BPSK 信号检测
• 3.3 本章小节
• 第四章 低截获概率分析
• 4.1 信号调制形式
• 4.2 信号检测器
• 4.2.1 理想检测器
• 4.2.2 非理想检测器
• 4.3 本章小节
• 第五章 IFF 信号差错概率与抗截获概率的联合分析
• 5.1 信号差错率与抗能量检测概率联合分析
• 5.1.1 同步能量检测
• 5.1.2 非同步能量检测
• 5.2 信号差错率与抗时域相关检测概率联合分析
• 5.2.1 短扩频码时域相关检测
• 5.2.2 长扩频码时域相关检测
• 5.3 本章小节
• 第六章 结束语
• 6.1 本文的研究工作
• 6.2 下一步研究工作
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻硕期间取得的研究成果