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高动态弱CPM信号捕获算法研究

王秋云  
【摘要】:连续相位调制(CPM)信号具有恒包络、高功率效率、高频谱利用率和优良的抗干扰性能等特点,使得其成为GPS现代化系统、伽利略卫星导航系统、北斗卫星导航系统、美国UHF-SATCOM等系统设计的新传输体制。将CPM调制技术应用到这些系统中的一个关键技术就是如何在高动态极低信噪比下实现CPM信号的捕获。 本文在研究CPM直接序列扩频体制基础上,对高动态弱CPM信号捕获算法进行了比较深入的研究。首先针对CPM扩频信号提出了一种在解扩前加入CPM软信息提取算法的直扩CPM系统模型,提高了直扩CPM系统的可靠性;其次,在此基础上分析比较两种基本捕获算法,提出基于FFT计算相关函数的半符号内平均预处理捕获算法,有效解决了CPM扩频信号使用基本捕获算法时性能损失严重的问题并仿真验证了其可行性;然后对高动态弱信号的几种积累捕获算法进行研究,给出适应场合及性能影响因素,经对比分析选择简易差分相干积累捕获算法作为高动态弱CPM信号的捕获方案,有效实现大多普勒频偏范围、大多普勒频偏变化率范围、极低信噪比下扩频CPM信号捕获;最后采用频域移位法和降低IFFT点数法对方案进行优化,有效地降低了系统的运算复杂度。


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