直接序列扩频通信系统伪码同步技术的研究

摘要

扩频技术是当前通信领域迅速发展起来的一门前沿技术,它最初是用于军事通信中,由于其抗干扰性强、抗衰落性好、保密性好和可实现多址通信等优点,现已广泛应用于民事通信领域。直接序列扩频技术是应用最广的一种扩频技术,研究它便于掌握扩频技术的精髓。
　　在扩频系统中被用作扩频序列的伪码是类似于白噪声统计特性的随机序列,它的同步是实现扩频通信系统的关键,同步性能的优劣直接影响整个扩频系统的性能。伪码同步包括捕获和跟踪两部分,捕获阶段实现粗同步,跟踪是在捕获的基础上,实现精同步。本文主要对伪码捕获算法和跟踪算法进行研究,并对部分伪码捕获算法进行改进。
　　研究的工作有:对常用的伪码,如m序列、Gold码和M序列进行了研究,尤其是m序列,对它的产生、频谱、自相关性和互相关性等进行了详细研究和仿真;对常用伪码捕获算法的研究,包括对串行捕获法、并行捕获法、串并混合捕获法和匹配滤波器法等的研究;对常用伪码跟踪算法的研究,包括对非相干延迟锁定跟踪环和摆动非相干跟踪环的研究。
　　捕获一直是伪码同步研究的重点部分。常用的伪随机码捕获方法存在捕获时间长或电路结构复杂、较难实现等缺点。为了更好的实现伪码捕获,文中作了两点改进:一是在串行捕获法的基础上增加辅助电路,降低了虚警概率,缩短了捕获时间;二是提出了采用非相干处理的基于FFT的快速捕获法,通过Matlab仿真验证,该方法适合在更低信噪比环境下工作。因为扩频系统通常工作在非常低的信噪比环境下,所以该捕获法具有重要的应用价值。
　　跟踪是在捕获的基础上进行的,捕获阶段虽然使收发端伪码波形仅相差一个码片,但是无法保证接收端实现正确的解调和解扩频等操作,跟踪阶段使本地伪码锁定接收信号中的伪码,进一步缩小收发端伪码的相位差,实现严格同步。文中对两种常用的非相干伪码跟踪环路进行了详细研究,使伪码在捕获成功的基础上实现精确同步。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 扩频通信的发展史及应用前景

1.3 伪码同步技术的国内外发展现状

1.4 论文的创新点

1.5 论文的章节安排

第二章 直扩通信基础理论及伪随机序列

2.1 引言

2.2 扩频通信基本知识

2.3 直接序列扩频系统

2.4 常用的伪随机序列

2.5 本章小结

第三章 直扩系统伪码捕获及改进

3.1 引言

3.2 捕获原理简要分析

3.3 基本伪码捕获法

3.4 改进的串行搜索捕获法

3.5 串并混合捕获法

3.6 匹配滤波器捕获法

3.7 PMF-FFT伪码捕获法

3.8 基于 FFT改进的伪码捕获法

3.9 本章小结

第四章 直扩系统伪码跟踪的研究

4.1 引言

4.2 锁相环

4.3 非相干延迟锁定跟踪环

4.4 ?摆动非相干跟踪环路

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 研究总结

5.2 研究展望

参考文献

研究生期间论文发表情况