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3.4 大多普勒频谱下的码捕获 16
3.5 本章小结 19
4 全数字超前-滞后延迟锁相环 20
4.1 鉴相器的基本原理 20
4.2 环路设计 23
4.3 环路的性能讨论 26
4.4 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 绪论
1.1 课题研究的背景
扩频通信技术最早在二战期间提出，发展于军事安全保密通信领域。扩频技术的重大突破与发展是在20世纪60年代以后，与当时集成电路、晶体管与各种信号处理器的逐步问世关系紧密。与传统的通信方式相比，扩频通信的许多优点都是无可比拟的，如低截获性，抗干扰性，多用户随机选址能力等等，因此军事通信领域多用扩频通信技术。而最近的二十几年，民用通信的各个领域均被扩频技术渗透，在第三代与第四代移动通信、卫星导航、测距、定位等系统中，扩频通信显示出强大的生命力[1][2]。
就目前而言，基于QPSK与BPSK调制方式的扩频技术在实际中已经得到相当成熟的应用。然而，这些系统无法运用于存在严重非线性失真、多普勒频移与多径衰落的应用领域。最小频移键控（Minimum Shift Keying，MSK）信号具有包络恒定、能量集中、频谱利用率高、对非线性失真不敏感等优点，特别适合功率受限以及上述无线通信领域。而直扩MSK系统，兼具MSK信号的优点和扩频通信体制的保密性好、截获率低等特点，在战术数据链、民用航空地空数据链、导弹制导指令传输、卫星通信等领域得到了广泛应用。
本文将针对直扩MSK信号的捕获与跟踪技术进行深入研究，在MATLAB仿真工具上验证算法的正确性与可行性，对实现直扩MSK通信具有重要意义。
1.2 国内外研究动态
1.3 论文的主要工作及章节安排
本文主要研究高动态条件下直扩MSK信号的捕获与跟踪，使用MATLAB仿真工具对所设计的算法进行性能分析，验证表明算法能达到捕获与跟踪的目的。主要工作如下所示：
1、提出常规直扩MSK的通信系统，推导出常规直扩MSK信号的等效基带数学表示，设计了直扩MSK调制器，仿真分析了常规直扩MSK信号的功率谱、星座pic、眼pic等，并分析验证其正确性。
2、码捕获环节采用匹配滤波法，并在匹配滤波前加基于FFT的频差估计及消除，捕获门限采用基于奈曼-皮尔逊准则的恒虚警概率检测法，最后分析不同信噪比下的信号检测的虚警概率和检测概率。
3、码跟踪环节采用的是全数字非相干超前-滞后延迟锁定环，详细介绍非相干延迟锁定环中的鉴相器的结构和算法等，在MATLAB仿真的基础上，详细分析环路参数 与 对码跟踪环路性能的影响，包括环路抖动、锁定时间等。
本文的章节及内容安排如下所示：
第一章，前言。简述论文的研究背景与意义，国内外的研究动态，论文的主要工作及章节安排。
第二章，直扩MSK信号产生原理。提出常规MSK信号的调制方法，并对其进行仿真讨论。此外，还对常规MSK信号的频谱pic、眼pic及星座pic做出了仿真和讨论，以验证信号产生的正确性。
第三章，直扩MSK信号的捕获。主要讨论了基于匹配滤波器的码同步捕获法，其中采用基于FFT的频差估计消除法，以及基于奈曼-皮尔逊准则的门限判决法，并对整个系统的性能进行了讨论。
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