高扩频通信系统的捕获技术探究,扩频技术的发展现状
高扩频通信系统的捕获技术探究,扩频技术的发
展现状
高扩频通信系统的捕获技术探究
扩频技术的发展现状扩频技术以其优异的性能得到了广泛的应用。到目前为止，它的两个主要
应用领域仍然是军事抗干扰通信和移动通信系统，而跳频系统和直接扩频系统分别是这两个领
域中应用最广泛的扩频方法。一般来说，跳频系统主要用于打击军事通信中的故意干扰
请问扩频通信系统的国内外研究现状？开题报告要用
随着现代信息技术的飞速发展，网络技术在教育中的应用越来越广泛和深入，尤其是互联网与
校园网的融合，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学成为现实，为中小学教育开辟了
广阔的前景。 陈至立部长在全国范围内研究了基于 MATLAB 的扩频通信系统仿真。魏凡翟传
润、邢群(上海交通大学电子信息与电气工程学院，200030，上海)阐述了扩频通信技术的理论
基础和实现方法，并利用 MATLAB 提供的可视化工具 Simulink 建立了扩频通信系统的仿真模
型。详细的扩频通信系统，自从美国军方在 20 世纪 50 年代中期开始研究以来，它一直被军事
通信所垄断，并广泛应用于军事通信、电子对抗、导航、测量等领域。 世界上第一个直接序列
扩频通信系统是由德罗萨和罗格夫于 1949 年在美国联邦通信实验室(FTl)成功完成的。阐述了
扩频通信技术的理论基础和实现方法，通过 MATLAB 提供的 Simulink 仿真平台对直接序列扩
频通信系统进行了仿真，并详细描述了各个模块的设计。 在给定的仿真条件下，运行仿真系
统，获得了预期的仿真结果。 同时，利用已建立的仿真系统，研究了扩频通信技术是一种信息
传输方式，其特点是用于传输信息的带宽远大于信息本身的带宽。 扩频通信技术在发送端利用
扩频编码进行扩频调制，在接收端利用相关解调技术接收消息。 因为扩频通信需要用扩频码进
行扩频调制和传输，并且信号接收需要在相同的扩频码之间进行，
扩频技术的发展现状
扩频技术的发展现状扩频技术以其优异的性能得到了广泛的应用。到目前为止，它的两个主要
应用领域仍然是军事抗干扰通信和移动通信系统，而跳频系统和直接扩频系统分别是这两个领
域中应用最广泛的扩频方法。一般来说，跳频系统主要用于打击军事通信中的故意干扰
请问扩频通信系统的国内外研究现状？开题报告要用
高扩频通信系统的捕获技术探究范文
扩频通信系统抗干扰性能好，隐蔽性强，截获率低，易于实现码分多址。它已经广泛应用于数
据传输、移动通信、定位导航、实时测距等方面，尤其在卫星导航中发挥着不可替代的作用。
然而，有限的带宽资源限制了扩频通信的发展。因此，我们将扩频调制和连续相位调制相结
合，解决了功率和带宽的双重限制问题，提高了频带和功率的利用率。高动态微弱信号的精确
同步是保证扩频接收机实时性和高灵敏度的核心技术。其中，利用扩频码捕获微弱信号是精确
同步的前提和基础。
在室内、城市、森林等遮挡恶劣的环境中，由于多径和噪声的影响，信号较弱，接收信噪比恶
化，传统的采集技术难以快速准确地实现信号的粗同步。双块零填充采集算法是解决这一问题
的有效算法。它将分段处理、循环相关和快速傅立叶变换/IFFT 相结合，实现微弱信号的快速
采集。该算法已在实践中得到广泛应用。但是，DBZP 块的长度和数量受到频率分辨率和多普
勒频偏搜索范围的限制，并且是固定的，这使得算法的捕获性能有一定的局限性。在 DBZP 的
基础上，结合数据重叠的思想，提出了一种改进的多块重叠零填充算法和一种通用的重叠多块
零填充算法，用于在无辅助的情况下快速采集微弱信号。
首先，将直接序列扩频调制和载波调制相结合，建立通信系统，保证系统的高效率。
接下来，介绍了传统的采集算法。在此基础上，对微弱信号的捕获算法进行了分析和研究，包
括基于快速傅立叶变换的相关函数捕获算法、部分匹配滤波与快速傅立叶变换相结合的捕获算
法、分段累加频率空之间的并行搜索算法和 DBZP 捕获算法。基于 DBZP，提出了多块重叠置
零算法和通用重叠多块置零算法。MBOZP 引入了数据块的重叠，以确保块的数量不变。通过
数据重叠增加相干积累的长度，从而提高小频偏下的捕获性能。该系统可以在极低的信噪比下
获得接近 1dB 的性能增益。GOMBZP 是MBZP 的进一步改进，引入了两个可变参数，扩展数
据长度的相干累加和步进因子。相干累加扩展数据长度可以灵活控制数据重叠长度，步进因子
可以控制块数，从而在保证频偏搜索范围的同时提高采集性能。通过对三种不同块组合模式的
仿真分析，发现增加相干积累长度或块的数量可以提高捕获性能，同时增加两者时，可以获得
接近 2dB 的性能增益。然而，此时算法的计算复杂度相对较大。为了考虑频偏搜索范围、捕获
性能和计算复杂度，可以选择 GMBOZP 中不改变相干累加长度而仅增加块数的块组合模式。
此时，可以获得大约 0.7 分贝的性能增益，同时降低计算复杂度。
关键词:高动态、扩频调制、双块零补偿、相干累加扩展数据长度、步进因子
抽象
扩频通信系统具有抗干扰性能好、抗截获能力强、测量精度高、易于实现码分多址等优点，广
泛应用于数据传输、移动通信、实时测距、定位导航等不同领域，尤其是卫星导航领域。但是
有限的带宽资源制约了扩频通信的发展，因此我们将扩频调制和连续相位调制结合起来，解决
了功率和带宽双重受限的问题，提高了频带和功率的利用率。高动态条件下微弱扩频信号的精
确同步是一项关键技术，可以保证扩频接收机的实时性和高灵敏度。使用伪噪声码完成信号捕
获是精确同步的前提和基础。
而在室内、城市、森林等遮挡复杂环境中，由于多径衰落和干扰，信号变弱，信噪比变差，使
得传统的捕获算法难以实现粗同步，双块零填充(DBZP)是解决这一问题的有效算法，它将分
段处理、圆相关和快速傅立叶变换/IFFT 相结合，快速捕获微弱信号，在实践中得到广泛认
可。然而，块的长度和块的数量由频率分辨率和多普勒搜索范围决定，并且它们的值是固定
的，这使得其捕获性能受到限制。本文以 DBZP 为基础，采用数据重叠的思想，对微弱信号的
采集进行了研究。
首先，建立了由直接序列扩频调制和连续相位调制组成的通信系统。其次，对微弱信号采集算
法进行了传统采集算法的分析和研究，包括基于快速傅立叶变换的相关函数采集算法、部分匹
配滤波和快速傅立叶变换相结合的采集算法、分段累加频率空间并行搜索算法和 DBZP 算法。
再次，基于 DBZP，提出了两种改进算法。多块重叠零填充(MBOZP)保持块的数量不变，引入
数据块的重叠，增加相干积累的长度，在很小的频偏下，系统可以在很低的信噪比下获得接近
1dB 的性能增益。通用重叠多块零填充(GOMBZ P)是MBZ P 的进一步改进，引入了相干累加
的扩展数据长度和步长因子。相干累加的扩展数据长度可以灵活控制重叠长度，步长因子可以
控制块数，从而保证估计性能和频偏搜索范围。通过仿真发现，采用不同的块组合方式时，增
加相干累加长度或块数都可以获得更好的性能，最大性能增益接近 2dB。然而，它的计算复杂
度太大，实际上，为了考虑搜索范围、性能和复杂度，只能选择增加块数量的情况。从而可以
获得接近 0.7 分贝的性能增益，降低计算复杂度。
关键词:高动态、扩频调制、双块零填充、相干累加的扩展数据长度、步长因子
目录
第一章导言
1.1 研究背景和主题意义
扩频通信、光纤通信和卫星通信被称为信息时代[1]的三种高科技通信传输模式。
扩频技术先用伪随机码扩频，然后进行数据传输，降低了对信噪比的要求，使系统能够在极低
的信噪比环境下工作。
扩频系统具有抗干扰性能好、隐蔽性强、截获率低、测距精度高等优点，已广泛应用于军事通
信和民用通信，包括移动通信、定位导航、实时测距等。特别是在卫星遥测和遥控方面发挥着
不可替代的作用。扩频技术出现在各国发起的卫星定位系统中。卫星导航系统在各个领域都显
示出巨大的实用价值。卫星导航技术的核心问题是如何利用扩频技术实现卫星测控系统的实时
精确定位。卫星与地面接收设备之间的高速相对运动使得扩频接收机工作在高动态环境中，导
致接收信号的频率变化和多普勒频移[2]。此外，远程通信距离会使到达地面接收器的信号幅度
非常弱。因此，实现大多普勒频移下高动态微弱信号的快速采集具有重要的现实意义。为了完
成精确的卫星定位，必须实现高动态微弱信号的精确同步。微弱信号的同步一般包括采集过程
和跟踪过程，其中采集过程是精确定位的基础。
一般来说，弱信号捕获是利用扩频码的尖锐自相关和良好互相关特性来实现的。在接收端，只
有当接收信号和本地复制的扩频信号完全对齐时，才能获得最大相关输出值，从而正确接收信
息。因此，捕获过程在扩频通信系统中起着至关重要的作用，而捕获性能是决定扩频通信系统
性能的关键因素。
如果采用传统的串行搜索算法和并行搜索算法捕获高动态微弱信号，捕获时间长，捕获性能
差，对采用相移键控的直接序列扩频调制系统(DSSS)将提出更高的技术要求。随着快速傅立叶
变换(FFT)技术和数字信号处理(ADSP)技术的发展，一些基于传统采集算法和快速傅立叶变换
的高动态微弱信号采集算法成为研究热点。包括频率并行搜索算法、码相位并行搜索算法、匹
配滤波器和快速傅立叶变换组合(PMF-快速傅立叶变换、部分匹配滤波-快速源变换)捕获算
法、双块零填充(DBZP、双块零填充)算法等。其中，DBZP 是一种有效的微弱信号采集方案，
在实际应用中得到广泛认可。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 扩频调制
20 世纪 40 年代，香农的噪声信道编码定理为扩频技术[3]奠定了坚实的基础。1949 年，美国为
军事通信建立了最早的扩频通信系统。1966 年，美国首次在全球定位系统中使用扩频通信来实
现实时精确定位。此后，扩频技术发展迅速。扩频技术广泛应用于国防和国民经济建设的各个
领域，尤其是卫星导航研究。美国全球定位系统(GlobalPositioningSystem)、俄罗斯
GLONASS(GLobaL navigationStaletSystem)、欧盟伽利略(伽利略卫星定位系统)和中国北斗卫
星定位系统都使用扩频技术实现大规模高精度导航定位和远程测距[4]。
摘要：
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高扩频通信系统的捕获技术探究,扩频技术的发展现状高扩频通信系统的捕获技术探究扩频技术的发展现状扩频技术以其优异的性能得到了广泛的应用。到目前为止，它的两个主要应用领域仍然是军事抗干扰通信和移动通信系统，而跳频系统和直接扩频系统分别是这两个领域中应用最广泛的扩频方法。一般来说，跳频系统主要用于打击军事通信中的故意干扰请问扩频通信系统的国内外研究现状？开题报告要用随着现代信息技术的飞速发展，网络技术在教育中的应用越来越广泛和深入，尤其是互联网与校园网的融合，为中小学教育提供了丰富的资源，使网络教学成为现实，为中小学教育开辟了广阔的前景。陈至立部长在全国范围内研究了基于MATLAB的扩频通信系统仿真...
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作者：闻远设计
分类：课程设计课件资料
价格：免费
属性：8 页
大小：21.46KB
格式：DOCX
时间：2023-07-28
