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基于MicroTCA平台的快变扩跳频通信系统的实现

基于MicroTCA平台的快变扩跳频通信系统的实现

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作者：党冠斌电子科技大学

学位级别：硕士

电子战是信息化战争的重要组成部分,其可以通过电子侦察手段和电子攻击手段在战争中获取制信息权,因此,增强电子防御措施,保证军事通信的抗干扰和抗截获性,是军事通信的必由之路。射频隐身是电子防御措施的第一道防线,可以通过控制信号... 详细信息

电子战是信息化战争的重要组成部分,其可以通过电子侦察手段和电子攻击手段在战争中获取制信息权,因此,增强电子防御措施,保证军事通信的抗干扰和抗截获性,是军事通信的必由之路。射频隐身是电子防御措施的第一道防线,可以通过控制信号的功率减少信号被侦察的可能性,而传统的扩频技术由于可以降低信号的功率谱密度,使信号隐藏在噪声中传输,所以在军事通信中得到了广泛应用。但是随着干扰侦察手段的不断丰富,通过长时间高阶累积量等方法可以对采用固定参数的扩频信号估计出信号主要参数,这对信号传输的隐蔽性构成了威胁,因此本文主要研究了参数快速变化的扩跳频(Direct Sequence/Frequency Hopping,DS/FH)通信技术及其工程实现方法。快变DS/FH通信系统与传统的DS/FH通信系统相比,可以通过变速图案控制码片、时域和频域参数随时间伪随机快速变化,减弱了不同时间观察信号的相关性,这样使得侦察方即使采用高阶累积量等方法也难以检测出传输信号,极大地增强了通信信号的抗截获性能。然而,参数的快速变化,也需要通信接收机经过长时间大量运算才能完成信号的同步,这对系统同步的算法和实现性能提出了更高的要求,增大了接收机信号同步的难度。本文主要内容和工作如下:首先,本文给出了快变DS/FH通信原理、信号设计方法和系统组成结构,使用参数估计的方法对抗截获性能进行了matlab仿真分析,验证了快变DS/FH通信系统相比传统的DS/FH通信系统具有更强的抗截获性。为了实现对快变DS/FH信号的可靠捕获,本文提出了一种基于位置门限的频域匹配滤波捕获算法,该算法用位置门限代替传统的噪声门限,避免了噪声门限的估计误差对同步性能的影响,减少了噪声估计的开销,同时利用变速图案对多路信号合并,提高了捕获概率。其次,为了验证快变DS/FH通信技术,搭建了快变DS/FH通信实验系统,该系统包括快变DS/FH通信系统实验样机和软件终端。快变DS/FH通信系统实验样机是基于MicroTCA架构的软件无线电平台实现,主要完成基带信号处理部分;软件终端不仅支持系统参数的配置和多种业务的传输,而且实现了连续测试模块和突发测试模块,为系统的测试提供了方便。最后,在内场和外场条件下,对快变DS/FH通信实验系统进行性能测试,测试结果达到项目要求。

关键词：快变扩跳频抗截获同步信号捕获系统实现

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