非高斯信道下扩频导航信号检测技术研究

摘要

随着电磁环境变的越来越复杂,扩频导航接收机易受到非高斯干扰的问题日益显现出来,国内关于抑制非高斯干扰技术的研究刚刚起步,本论文主要在扩频导航系统中,研究抑制非高斯干扰技术,提出基于频域幅值处理技术的信号检测器。将扩频导航系统中的噪声观测模型建模为对称Alpha稳定分布,因为基于广义中心极限定理的对称Alpha稳定分布不仅是描述大气噪声非常好的模型,而且还描述了信号统计分布的非高斯性和重尾性。
　　 本论文将局部最优检测技术应用到扩频导航系统中,得到一种新的信号检测器,其中将噪声模型建模成对称Alpha稳定分布,最后分别在不同信噪比和不同Alpha噪声系数条件下,仿真对比了常规平方和检测器和基于局部最优检测器的检测性能,发现在非高斯噪声环境下基于局部最优的信号检测结构的检测性能要比常规平方和结构的检测性能强很多。
　　 基于局部最优检测技术的信号检测结构是二维的,其计算量比较大,因此将接收机接收到的信号先进行坐标变换,得到幅值和相位两个参数,对幅值应用局部最优检测技术,相位只是进行简单的延时不做其它的处理,所以将原来的二维结构变成了一维简化其计算量,这就得到了时域幅值信号处理技术(ADP),因此时域幅值处理技术是基于局部最优检测技术通过降维思想得到的。当多个干扰出现的时候,根据中心极限定理可知这些干扰叠加一起呈现一种高斯分布,而幅值信号处理技术对高斯分布是透明的,所以ADP不能抑制多个非高斯干扰,但是干扰在频域里能够被分辨出来,因此将幅值处理技术移植到频域里,就得到了频域幅值处理技术(FADP),将FADP应用到扩频导航系统中得到一种新的信号检测结构,仿真结果表明FADP抑制非高斯干扰能力强,提高输入信号的信噪比,能够使扩频导航接收机在复杂信道下也能正常检测到微弱信号。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 非高斯信号处理技术的发展现状

1.2.2 微弱信号检测方法及发展现状

1.2.3 扩频导航系统抗干扰技术发展现状

1.3 频域幅值处理技术的特点

1.4 主要研究内容

1.4.1 非高斯Alpha信号模型的研究

1.4.2 非高斯Alpha信道下微弱信号的局部最优检测器

1.4.3 基于频域幅值处理的扩频导航信号检测器

1.5 总结

第2章 非高斯Alpha稳定分布特性研究

2.1 引言

2.2 非高斯Alpha稳定分布的定义及特征

2.2.1 Alpha稳定分布的定义

2.2.2 Alpha稳定分布的性质

2.3 对称Alpha稳定分布

2.3.1 Alpha稳定分布的三种特殊状态

2.3.2 Alpha稳定分布的概率密度

2.3.3 对称Alpha稳定分布的随机信号

2.4 非高斯Alpha随机信号生成及仿真分析

2.4.1 非高斯Alpha随机信号产生

2.4.2 仿真分析

2.5 本章小结

第3章 非高斯Alpha噪声下LOD检测器设计

3.1 局部最优检测器

3.2 非高斯观测噪声模型

3.3 非高斯噪声LOD检测结构

3.3.1 统计量简化理论基础

3.3.2 扩频导航系统LOD的检测结构

3.4 仿真结果分析

3.5 本章小结

第4章 时域幅值信号处理技术

4.1 引言

4.2 时域幅值信号处理技术

4.2.1 时域幅值信号处理原理

4.2.2 时域幅值信号处理的执行结构

4.3 时域幅值处理的信噪比

4.3.1 单信道下的信噪比计算

4.3.2 双信道下的信噪比计算

4.4 ADP抗干扰性能仿真

4.4.1 输入信号模型

4.4.2 ADP滤波模型

4.4.3 仿真分析

4.5 本章小结

第5章 基于FADP扩频导航信号检测器设计

5.1 引言

5.2 频域幅值处理技术

5.2.1 频域幅值处理技术原理

5.2.2 频域幅值信号处理的执行结构

5.3 应用FADP技术的扩频系统接收机捕获结构

5.4 仿真分析

5.4.1 信号产生

5.4.2 仿真结果分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢