频谱分析与校正在直扩接收机中的应用

摘要

扩频通信技术在当前的军事和民用通信中应用广泛，其扩谱信号具有被截获概率低、抗干扰能力强、频带利用率高、码分多址和高保密性等一系列优点，在接收端如何实现扩谱信号的可靠接收直接影响扩频通信系统的性能实现。
　　 在扩频接收端进行信号处理的时候，不可避免的要涉及到信号截断问题，这就需要对信号进行谱分析与校正。本文的重点就是将频谱分析与校正方法用在直扩接收机中，对于直扩通信中的伪码捕获和窄带干扰抑制问题进行了研究。论文的主要工作如下：
　　 (1)对频谱分析与校正理论的发展与研究现状进行了介绍，研究了几种频谱分析与校正方法的原理，并对其实现效果进行了仿真分析与对比。对全相位谱分析方法的应用做出了举例，同时指出本文的重点是研究频谱分析与校正理论在直扩通信系统中的应用。
　　 (2)针对伪码捕获过程中出现的频谱泄漏问题，研究了将比值校正法引入到伪码捕获过程中来减少泄漏。在接收机中对部分相关和累加后得到多普勒频偏进行校正，从而抑制由截断产生的泄漏，校正频偏幅值。经过仿真证明，在频谱校正后得到的检测概率有了明显的提高。
　　 (3)介绍了全相位谱分析方法，对信号在全相位预处理后得到的性质进行了研究，证明了全相位谱分析方法具有良好的抗噪声性能，在进行全相位预处理后和直接进行FFT得到的高斯随机噪声的频谱均方和之比为2/3，研究了在直扩接收端基于全相位预处理的伪码捕获方法。
　　 (4)针对窄带干扰对直扩接收机性能的影响，通过分析当前常用的重叠加窗和重叠变换等干扰抑制方法，进一步研究了基于全相位预处理的滤波器，对其性能进行了验证，并将全相位FIR陷波器应用到直扩接收端，对窄带干扰陷波效果良好。
　　 论文对每个工作点都进行了公式推导和仿真验证，结果证明：比值校正法对基于FFT的伪码捕获具有良好的抑制频谱泄漏效果；全相位预处理方法应用到伪捕获中是个有益的尝试，并有一定的捕获效果；全相位FIR陷波器能够实现对窄带干扰有效陷波。