衛(wèi)星非平穩(wěn)信號波形設(shè)計(jì)及同步技術(shù)研究
發(fā)布時間:2022-02-19 21:17
衛(wèi)星通信因其覆蓋范圍廣、通信容量大的特點(diǎn),在如今這個數(shù)據(jù)時代扮演著重要的角色。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用,其安全性也得到了高度重視。因?yàn)樾l(wèi)星通信信道的開放性,通信信號的隱蔽性較差,敵方能夠輕易地對有用信息進(jìn)行截取然后破譯,十分危險,所以亟需對衛(wèi)星通信的安全性能進(jìn)行提升。目前,針對非合作方對信息截獲的問題,最常采用的就是擴(kuò)頻的方式來提升信息的安全性。由于低截獲概率(Low Probability of Interception,LPI)信號檢測問題的提出,伴隨著深入研究,傳統(tǒng)擴(kuò)頻方式帶來的安全性也受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。所以只是對信號進(jìn)行單純的擴(kuò)頻很難確保信息的抗截獲性能,還得從其他多方面考慮,提升信息的安全性。本文以擴(kuò)頻技術(shù)為主體,對信號波形從時域、碼域、頻域、調(diào)制方式四個方面進(jìn)行非平穩(wěn)設(shè)計(jì),增加信號的復(fù)雜度以提升其抗截獲性能。同時,由于衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)處在一個高動態(tài)環(huán)境下,收發(fā)雙方之間存在著極大的相對運(yùn)動速度,會使接收端收到的信號有很大的多普勒頻移,使得接收端的信號解調(diào)出現(xiàn)問題。因此如何克服多普勒頻移問題,在高動態(tài)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)星地同步,是目前一個重要的研究方向,同時也是本文研究的主要內(nèi)容。本文...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 信號抗截獲的研究歷史與發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 擴(kuò)頻信號捕獲算法的研究歷史與發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文的研究工作與貢獻(xiàn)
1.4 主要研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)
第二章 擴(kuò)頻通信基本原理
2.1 擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)
2.2 直接序列擴(kuò)頻通信
2.3 跳頻擴(kuò)頻通信
2.4 跳碼擴(kuò)頻通信
2.5 本章小結(jié)
第三章 衛(wèi)星非平穩(wěn)信號波形設(shè)計(jì)
3.1 時域非平穩(wěn)化處理
3.1.1 時域跳變處理
3.1.2 時域控制序列選擇
3.2 碼域非平穩(wěn)化處理
3.2.1 m序列
3.2.2 Gold序列
3.2.3 Kasami序列
3.3 頻域非平穩(wěn)化處理
3.3.1 基于TOD的跳頻系統(tǒng)
3.3.2 基于藍(lán)牙跳頻序列的跳頻序列設(shè)計(jì)
3.4 調(diào)制方式的設(shè)計(jì)
3.5 系統(tǒng)性能分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 高動態(tài)環(huán)境下多普勒頻偏與估計(jì)
4.1 多普勒頻偏對于系統(tǒng)的影響
4.1.1 多普勒頻偏對擴(kuò)頻系統(tǒng)的影響
4.1.2 多普勒頻偏對匹配濾波器的影響
4.1.3 多普勒頻偏對差分相位調(diào)制信號解調(diào)的影響
4.2 多普勒頻移模型
4.2.1 多普勒頻移模型
4.2.2 低軌衛(wèi)星可視時間段研究
4.3 多普勒頻偏估計(jì)算法
4.3.1 基于最大似然估計(jì)的近似算法
4.3.2 基于叉積鑒頻估計(jì)算法
4.3.3 算法性能仿真及分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 衛(wèi)星信號同步算法研究
5.1 常見的同步算法
5.1.1 時域串行捕獲算法
5.1.2 時域并行捕獲算法
5.1.3 匹配濾波器捕獲算法
5.1.4 FFT循環(huán)相關(guān)捕獲算法
5.2 PMF-FFT算法
5.2.1 PMF-FFT算法原理
5.2.2 PMF-FFT算法性能分析
5.2.3 PMF-FFT算法檢測性能分析
5.3 PMF-FFT算法改進(jìn)
5.3.1 加窗抑制柵欄效應(yīng)
5.3.2 頻率估計(jì)的改進(jìn)
5.3.3 捕獲門限的改進(jìn)
5.3.4 改進(jìn)后算法性能分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 展望未來
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混沌跳碼擴(kuò)頻通信系統(tǒng)及其抗干擾性能分析[J]. 雷莉,鄭建生,劉鄭. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(30)
[2]LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)覆蓋時間和切換次數(shù)分析[J]. 楊斌,何鋒,靳瑾,徐廣涵. 電子與信息學(xué)報. 2014(04)
[3]一種快速FFT捕獲算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)研究[J]. 鄧洪高,王靖,紀(jì)元法,孫希延. 電視技術(shù). 2012(11)
[4]時頻二維搜索捕獲算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 吳高進(jìn),鄒永忠,譚敏強(qiáng). 北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2009(03)
[5]一種LFM信號最大似然估計(jì)模型與參數(shù)估計(jì)快速算法[J]. 張容權(quán),杜雨洺,楊建宇,黃鈺林,熊金濤. 電波科學(xué)學(xué)報. 2005(05)
[6]國外低軌道衛(wèi)星綜述[J]. 苑立偉,楊建軍,劉海平. 航天返回與遙感. 2004(04)
[7]計(jì)數(shù)式TOD跳頻碼發(fā)生器算法的構(gòu)造[J]. 張申如,梅文華,王庭昌. 電子與信息學(xué)報. 2002(08)
碩士論文
[1]DS/FH混合擴(kuò)頻信號捕獲技術(shù)的研究[D]. 武國強(qiáng).北京交通大學(xué) 2018
[2]衛(wèi)星弱信號捕獲技術(shù)研究[D]. 周亮.電子科技大學(xué) 2016
[3]混合擴(kuò)頻關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 杜云章.電子科技大學(xué) 2015
[4]基于PMF-FFT快速捕獲算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 孫斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]基于DS-SS系統(tǒng)的偽碼快速捕獲算法研究[D]. 王景.湖南大學(xué) 2011
[6]直擴(kuò)信號的快速同步技術(shù)研究[D]. 吳迪.南京理工大學(xué) 2009
[7]高動態(tài)GPS接收機(jī)的捕獲與跟蹤算法研究[D]. 唐學(xué)術(shù).北京理工大學(xué) 2008
本文編號:3633636
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 信號抗截獲的研究歷史與發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 擴(kuò)頻信號捕獲算法的研究歷史與發(fā)展現(xiàn)狀
1.3 本文的研究工作與貢獻(xiàn)
1.4 主要研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)
第二章 擴(kuò)頻通信基本原理
2.1 擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)
2.2 直接序列擴(kuò)頻通信
2.3 跳頻擴(kuò)頻通信
2.4 跳碼擴(kuò)頻通信
2.5 本章小結(jié)
第三章 衛(wèi)星非平穩(wěn)信號波形設(shè)計(jì)
3.1 時域非平穩(wěn)化處理
3.1.1 時域跳變處理
3.1.2 時域控制序列選擇
3.2 碼域非平穩(wěn)化處理
3.2.1 m序列
3.2.2 Gold序列
3.2.3 Kasami序列
3.3 頻域非平穩(wěn)化處理
3.3.1 基于TOD的跳頻系統(tǒng)
3.3.2 基于藍(lán)牙跳頻序列的跳頻序列設(shè)計(jì)
3.4 調(diào)制方式的設(shè)計(jì)
3.5 系統(tǒng)性能分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 高動態(tài)環(huán)境下多普勒頻偏與估計(jì)
4.1 多普勒頻偏對于系統(tǒng)的影響
4.1.1 多普勒頻偏對擴(kuò)頻系統(tǒng)的影響
4.1.2 多普勒頻偏對匹配濾波器的影響
4.1.3 多普勒頻偏對差分相位調(diào)制信號解調(diào)的影響
4.2 多普勒頻移模型
4.2.1 多普勒頻移模型
4.2.2 低軌衛(wèi)星可視時間段研究
4.3 多普勒頻偏估計(jì)算法
4.3.1 基于最大似然估計(jì)的近似算法
4.3.2 基于叉積鑒頻估計(jì)算法
4.3.3 算法性能仿真及分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 衛(wèi)星信號同步算法研究
5.1 常見的同步算法
5.1.1 時域串行捕獲算法
5.1.2 時域并行捕獲算法
5.1.3 匹配濾波器捕獲算法
5.1.4 FFT循環(huán)相關(guān)捕獲算法
5.2 PMF-FFT算法
5.2.1 PMF-FFT算法原理
5.2.2 PMF-FFT算法性能分析
5.2.3 PMF-FFT算法檢測性能分析
5.3 PMF-FFT算法改進(jìn)
5.3.1 加窗抑制柵欄效應(yīng)
5.3.2 頻率估計(jì)的改進(jìn)
5.3.3 捕獲門限的改進(jìn)
5.3.4 改進(jìn)后算法性能分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 展望未來
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]混沌跳碼擴(kuò)頻通信系統(tǒng)及其抗干擾性能分析[J]. 雷莉,鄭建生,劉鄭. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(30)
[2]LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)覆蓋時間和切換次數(shù)分析[J]. 楊斌,何鋒,靳瑾,徐廣涵. 電子與信息學(xué)報. 2014(04)
[3]一種快速FFT捕獲算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)研究[J]. 鄧洪高,王靖,紀(jì)元法,孫希延. 電視技術(shù). 2012(11)
[4]時頻二維搜索捕獲算法及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 吳高進(jìn),鄒永忠,譚敏強(qiáng). 北京郵電大學(xué)學(xué)報. 2009(03)
[5]一種LFM信號最大似然估計(jì)模型與參數(shù)估計(jì)快速算法[J]. 張容權(quán),杜雨洺,楊建宇,黃鈺林,熊金濤. 電波科學(xué)學(xué)報. 2005(05)
[6]國外低軌道衛(wèi)星綜述[J]. 苑立偉,楊建軍,劉海平. 航天返回與遙感. 2004(04)
[7]計(jì)數(shù)式TOD跳頻碼發(fā)生器算法的構(gòu)造[J]. 張申如,梅文華,王庭昌. 電子與信息學(xué)報. 2002(08)
碩士論文
[1]DS/FH混合擴(kuò)頻信號捕獲技術(shù)的研究[D]. 武國強(qiáng).北京交通大學(xué) 2018
[2]衛(wèi)星弱信號捕獲技術(shù)研究[D]. 周亮.電子科技大學(xué) 2016
[3]混合擴(kuò)頻關(guān)鍵技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 杜云章.電子科技大學(xué) 2015
[4]基于PMF-FFT快速捕獲算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 孫斌.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]基于DS-SS系統(tǒng)的偽碼快速捕獲算法研究[D]. 王景.湖南大學(xué) 2011
[6]直擴(kuò)信號的快速同步技術(shù)研究[D]. 吳迪.南京理工大學(xué) 2009
[7]高動態(tài)GPS接收機(jī)的捕獲與跟蹤算法研究[D]. 唐學(xué)術(shù).北京理工大學(xué) 2008
本文編號:3633636
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