对扩频通信系统干扰的仿真研究

论文摘要

扩展频谱通信作为新型的通信方式,由于其优良的多址接入、低截获概率、抗干扰和强保密等特性,使得它在军事通信、卫星通信和C 3I等系统中得到了广泛的应用。为取得现代电子战的胜利,对扩频通信的有效干扰成为关键。因此,针对应用最广泛的直接序列扩频、跳频扩频通信系统进行了干扰研究具有重要的现实意义。本文深入研究了直接序列扩频、跳频扩频通信系统抗干扰原理及对其干扰措施,主要工作包含:直接序列扩频通信系统DS/DPSK的建模与仿真、FH/BFSK跳频扩频系统的建模与仿真;以及针对DS/DPSK、FH/BFSK系统中干扰模块的设计与仿真,同时对一种特定的卫星链路和对FH/DPSK系统的一种相位估计算法进行了仿真研究。对于DS/DPSK直接序列扩频的数字接收系统中的载波跟踪和伪码跟踪的方法,通过对其数学模型和参数设计进行分析,建立在simulink下的动态系统仿真模型,通过仿真实验验证了数学模型的正确性及仿真输出结果能准确的反映实际系统的性能,在进行分析的同时建立了干扰模型并在仿真模型上进行了干扰仿真,该部分主要工作如下:研究了利用科斯塔斯环进行载波同步跟踪的方法和超前/滞后非相干延迟锁相环进行伪码跟踪的方法,分别对其数学模型和参数设计进行了分析,建立了跟踪环路仿真模块,进行了仿真实验,并与理论分析结果进行了比较。对直扩系统的最佳干扰带宽、最佳干扰频率进行了数学分析,在已建立的DS/DPSK仿真模型上进行了仿真实验,与数学分析结果进行比较。对一种特定的卫星数据链路进行了干扰建模仿真,证实了脉冲干扰较单音干扰具有高效性。对于跳频扩频的捕获和跟踪,对其数学模型进行分析,建立了捕获、跟踪及系统仿真模型,在系统模型上进行了多种干扰样式仿真实验,仿真实验验证了系统模型的正确性及对其干扰的有效性,该部分主要工作如下:研究了基于匹配滤波器的跳频序列并行捕获技术,对并行捕获技术进行了数学分析和建立了仿真模型,同时建立了基于超前/滞后非相干延迟锁相环的FH/BFSK的扩频通信系统,对捕获和FH/BFSK系统都进行了仿真实验,得到与理论一致的结果。对FH/BFSK进行了干扰分析,在仿真平台上对FH/BFSK系统进行了噪声干扰、多音干扰分析与仿真,证实了多音干扰较噪声干扰节省干扰功率。同时研究了针对FH/DPSK系统的一种相位估计算法,用该算法来估计每一跳信号的相位,相位校正后减少了FH/DPSK系统相位误差导致的功率损失。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 通信对抗技术
• 1.3 扩频通信技术
• 1.4 课题的目的、意义及主要工作
• 第二章 扩频通信与通信对抗基础方程段
• 2.1 扩频通信概述
• 2.1.1 直接序列扩频
• 2.1.2 跳频扩频
• 2.2 伪随机序列
• 2.3 扩频系统的调制方式
• 2.4 扩频系统中的同步技术
• 2.5 对通信系统的干扰
• 2.6 本章 小结
• 第三章 DS/DPSK 直扩系统与干扰研究方程段
• 3.1 载波、扩频序列跟踪
• 3.1.1 载波、伪码跟踪概述
• 3.1.2 改进的科斯塔斯环
• 3.1.3 延迟锁相环
• 3.1.4 跟踪环路参数设置
• 3.2 跟踪与系统仿真模型建立
• 3.2.1 跟踪仿真模型
• 3.2.2 DS/DPSK 系统仿真
• 3.3 对直扩系统的干扰研究与仿真
• 3.3.1 最佳干扰带宽研究与仿真
• 3.3.2 最佳干扰频率研究
• 3.3.3 几种干扰信号下的仿真
• 3.4 对一种卫星数据链的干扰仿真研究
• 3.4.1 卫星数据链与仿真模型描述
• 3.4.2 仿真实验
• 3.5 本章 小结
• 第四章 FH/BFSK 跳频系统与干扰研究方程段
• 4.1 跳频序列捕获
• 4.1.1 并行捕获技术
• 4.1.2 并行捕获数学模型
• 4.1.3 仿真实验
• 4.2 跳频序列跟踪
• 4.2.1 跟踪仿真模型
• 4.2.2 仿真实验
• 4.3 FH/BFSK 系统仿真
• 4.4 对FH/BFSK 干扰研究
• 4.4.1 宽带噪声干扰
• 4.4.2 部分频带噪声干扰
• 4.4.3 多音干扰
• 4.5 对FH/DPSK 的一种相位估计算法研究
• 4.5.1 仿真系统及算法描述
• 4.5.2 仿真实验
• 4.6 本章 小结
• 第五章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 在校期间研究成果