低轨卫星扩频通讯系统中窄带干扰抑制技术探讨

小卫星技术及系统在通讯、遥感、科学研究、技术演示、星际探测与教育等方面有较大的应用远景|教学论文范文|。由于中国国内和东南亚地区电磁环境复杂，影响了低轨卫星扩频通讯的可用性。为提高卫星扩频通讯系统的可用性，某型低轨卫星对国内电磁环境进行了监测，测试结果表明UHF频段的电磁干扰主要为窄带干扰，其中窄带干扰是指所占频带远小于接收扩频信号带宽的干扰信号，包括单音干扰、多音干扰、脉冲连续波干扰及其他可能的窄带信号。本文针对低轨卫星扩频通讯系统中存在的窄带干扰，研究了时／频域的一些干扰抑制方法，并提出了以下改进算法：1、在时域提出了一种新的非线性LTJ(LatticeTransversalJoint)滤波器，并在保证性能条件|教育论文网|下，提出了一种简化的改进滤波器。同时，文中了研究该滤波器Lattice和LMS两部分的收敛特性和稳态误差性能，并推导出了窄带干扰经过该滤波器后的噪声功率理论值，从理论上定量分析这种改进LTJ滤波器的干扰抑制性能。2、在频域中提出了一种简化的干扰门限估计和干扰谱线线性衰减算法。该算法能有效地抑制干扰，且实现复杂度低。3、在此基础上，针对窄带FSK干扰、窄带与脉冲干扰以及突发窄带干扰等时变干扰，提出了一种级联结构的干扰抑制方法。这种算法通过级联的两个干扰抑制器，分别抑制几种干扰中的连续窄带干扰和突发干扰，提高了系统的鲁棒性和实用性。同时，在理论研究的基础上，完成了频域窄带干扰抑制验证系统的研制工作，包括以下两方面：1、针对频率抽取基4FFT提出了一种改进单内存结构，通过采用宏观同地址读写和并行流水计算蝶形单元等措施，在资源和处理速度间达到较好的折衷。2、采用FPGA实现了频域窄带干扰抑制验证系统，并在某扩频通讯系统原理样机上验证了算法的干扰抑制性能。【关键词】：低轨卫星直接序列扩频窄带干扰非线性LTJ滤波器稳健干扰抑制器
【论文提纲】：摘要3-5ABSTRACT5-11第一章绪论11-221.1低轨卫星通讯系统11-131.1.1低轨卫星通讯系统的组成11-121.1.2低轨卫星通讯系统的特点121.1.3卫星通讯系统的通讯体制12-131.2低轨卫星通讯系统干扰信号分析13-161.2.1干扰类型13-161.2.2干扰源与干扰途径161.3抗干扰技术研究现状16-191.4抗干扰通讯系统的主要技术指标19-201.5本文研究内容20-22第二章DSSS中几种时频域窄带干扰抑制方法22-472.1接收信号与干扰建模22-232.2时域抗干扰自适应滤波器23-362.2.1基于线性猜测的抗干扰滤波器23-272.2.2基于LMS算法的自适应猜测滤波器27-362.3频域窄带干扰抑制36-442.3.1频域窄带干扰抑制原理36-372.3.2信号加窗及重叠处理37-412.3.3干扰门限的选择41-442.4非线性条件中值滤波器44-462.4.1中值滤波器(MF)44-452.4.2条件中值滤波器(CMF)45-462.5本章小结46-47第三章非线性LTJ滤波器的窄带干扰抑制性能47-633.1线性与非线性LTJ滤波器47-513.1.1滤波器结构47-493.1.2几种滤波器干扰抑制性能仿真比较49-513.2改进非线性LTJ滤波器51-603.2.1滤波器结构51-533.2.2改进非线性LTJ的收敛性能分析53-563.2.3窄带干扰抑制后噪声功率分析56-573.2.4改进非线性LTJ滤波器的干扰抑制性能仿真57-603.3线性LTJ滤波器应用于自适应多用户检测抑制窄带干扰60-623.3.1CDMA系统的多址干扰60-613.3.2自适应多用户检测613.3.3线性LTJ滤波器应用于改进的窄带与多址干扰抑制算法61-623.4本章小结62-63第四章一种改进的稳健干扰抑制方法63-804.1一种简化的门限估计与干扰消除算法63-714.1.1自适应门限估计算法63-644.1.2干扰消除算法64-674.1.3干扰归零、干扰钳位和干扰衰减的性能评估67-714.2一种改进的稳健干扰抑制器71-784.2.1时频域干扰滤波器的改进与限制71-724.2.2稳健干扰抑制器结构72-764.2.3改进稳健干扰抑制器的性能仿真与分析76-784.3本章小结78-80第五章基4FFT的一种改进实现结构80-945.1FFT的基本原理与概念80-845.1.1基本原理805.1.2FFT算法的几个概念80-835.1.3频率抽取的基4FFT算法(DIF-4FFT)83-845.2FFT的几种实现方法84-865.2.1单片内存结构84-855.2.2双片内存结构855.2.3流水线结构85-865.2.4并行迭代结构和阵列结构865.3频率抽取基4FFT的改进单内存结构86-935.3.1p级蝶形运算表达式86-875.3.2FFT中数据与系数地址的产生87-885.3.3改进的单内存结构88-935.4本章小结93-94第六章频域窄带干扰抑制验证系统94-1026.1性能指标和方案选取946.2验证系统实现原理94-996.2.1总体结构94-956.2.2基本模块的硬件实现95-996.3频域窄带干扰抑制的干扰抑制性能99-1016.4本章小结101-102第七章全文总结与展望102-1047.1全文总结102-1037.2抗窄带干扰技术展望103-104附录ALATTICE节点的收敛分析104-106附录B横向LMS部分的收敛分析106-107附录C窄带干扰估计方差分析107-109参考文献109-115攻读博士学位期间发表的学术论文目录115-116致谢116-117个人简历117-118学位论文独创性声明118学位论文使用授权声明118