C波段衛(wèi)星導(dǎo)航信號體制中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著航天技術(shù)、通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System, GNSS）已經(jīng)深入且廣泛地應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。然而隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷增加導(dǎo)致L頻段過分擁擠，使得系統(tǒng)間的兼容性和頻譜安全性問題變得嚴(yán)峻。因此，盡早開發(fā)C頻段，提高我國導(dǎo)航頻譜占有率，搶占科技制高點，掌握導(dǎo)航發(fā)展的話語權(quán)是十分必要的。
　　信號設(shè)計是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中最重要的部分之一。導(dǎo)航系統(tǒng)的性能、用戶接收機(jī)

2、精度及抗干擾能力是由導(dǎo)航信號決定的。編碼、調(diào)制以及測距碼是導(dǎo)航信號設(shè)計的重要組成部分。目前，GNSS系統(tǒng)中的編碼與調(diào)制是分離的，可靠性與有效性難以兼容，因此引入聯(lián)合編碼調(diào)制技術(shù)來解決這一問題。
　　編碼的連續(xù)相位調(diào)制技術(shù)（Continuous Phase Modulation, CPM）是聯(lián)合編碼調(diào)制的一種有效方案，應(yīng)用Turbo迭代原理可以提高系統(tǒng)性能。目前研究的熱點為Turbo碼或二元低密度奇偶校驗碼(Low-Density

3、Parity-Check, LDPC)與CPM構(gòu)成的串行級聯(lián)系統(tǒng)。當(dāng)二元碼與多進(jìn)制CPM級聯(lián)時，符號與比特兩者間的轉(zhuǎn)換過程是必不可少的，這一過程將將引起信息量的減少，增加系統(tǒng)的誤比特率。為了提高系統(tǒng)的檢測概率以及與多進(jìn)制CPM調(diào)制相匹配，采用一種性能更為先進(jìn)的新型編碼方案——多元LDPC碼，同時設(shè)計一種平衡性更好、保密性更強(qiáng)的測距碼。
　　課題旨在設(shè)計一種適用于C頻段的衛(wèi)星導(dǎo)航信號，將多元LDPC碼、多進(jìn)制CPM調(diào)制以及混沌擴(kuò)頻進(jìn)

4、行有機(jī)融合，增強(qiáng)導(dǎo)航信號的定位、授時和測速等基本功能及其測距精度、互操作性、抗干擾能力和保密性，為C頻段衛(wèi)星導(dǎo)航信號波形設(shè)計提供參考依據(jù)?；谏鲜瞿繕?biāo)，本文研究的主要內(nèi)容如下：
　　1．研究適用于GNSS系統(tǒng)的多元LDPC碼的編譯碼方案。優(yōu)選硬件資源占用少與運(yùn)算復(fù)雜度低的編譯碼算法，利用EXIT圖工具對迭代過程的收斂性進(jìn)行分析。
　　2．推導(dǎo)了CPM調(diào)制在AWGN和Rayleigh信道中的基本性能限。推導(dǎo)了Multi-h C

5、PM的基本原理及近似功率譜密度算法。
　　3．基于C頻段對CPM調(diào)制波形的性能進(jìn)行評估。分析MSK調(diào)制、GMSK調(diào)制和不同參數(shù)的CPM調(diào)制在測距精度、抗干擾、抗多徑等方面的性能，為GNSS在C頻段的信號波形設(shè)計提供理論支持。
　　4．分析測距碼性能。采用基于相關(guān)峰旁瓣和Welch界兩種測距碼性能分析方法對現(xiàn)有測距碼及經(jīng)典混沌序列測距碼進(jìn)行評估，同時設(shè)計一種性能更好的基于加權(quán)算法的改進(jìn)型Logistic混沌序列測距碼。