基于PMF-FFT快速捕獲算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，低軌道通信因其傳輸時延小、路徑損耗小的特點(diǎn)而受到廣泛的應(yīng)用，被認(rèn)為是最新最有前途的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。但是，由于低軌道衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)速度極大，致使星地與星間通信會存在大的多普勒頻偏的情況。衛(wèi)星通信一般采用擴(kuò)頻通信技術(shù)來克服系統(tǒng)中的電磁互擾、陰影效應(yīng)、多徑衰落等影響。而擴(kuò)頻通信有別于其他通信系統(tǒng)中的偽碼同步，是系統(tǒng)正常有效工作的前提。LEO擴(kuò)頻碼同步捕獲問題，一直受到廣泛關(guān)注。本文研究的FFT補(bǔ)償部分匹配濾波器(PMF: Partial M

2、atched Filters combined with FFT)的偽碼捕獲算法就是解決大多普勒頻偏下的偽碼同步捕獲的難題，并在FPGA平臺上驗(yàn)證了該算法的可行性。
　　首先，本文分析了擴(kuò)頻通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)，以及直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)的數(shù)學(xué)模型，認(rèn)真學(xué)習(xí)了擴(kuò)頻通信的技術(shù)特點(diǎn)。重點(diǎn)研究了現(xiàn)階段的偽碼同步技術(shù)，尤其是對匹配濾波器法的快速同步捕獲原理進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。并指出了匹配濾波器的捕獲方法受多普勒頻率偏移影響的程度。
　

3、　其次，分析并研究了基于PMF-FFT的快速捕獲算法的基本原理。從數(shù)學(xué)上推導(dǎo)了該算法在克服多普勒頻偏的效力，指出FFT補(bǔ)償匹配濾波器的捕獲方法是實(shí)現(xiàn)時頻二維搜索的有效方法。對于該算法存在的扇貝損失問題，分析并研究了存儲補(bǔ)零以及加窗補(bǔ)償?shù)膬煞N有效方法。并在窗函數(shù)法的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了窗函數(shù)的結(jié)構(gòu)，基本消除了扇貝損失的影響。此外，提出了一種與窗函數(shù)法等效的實(shí)現(xiàn)方法，且具有更為簡單的結(jié)構(gòu)。對于PMF固有的低通特性帶來的衰減問題，采用了對接收的數(shù)據(jù)