【摘 要】
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卫星通信广泛应用于全球通信网络,由于卫星广播信道的开放特性,地面站接收的期望信号会受到第三方卫星的同频干扰,降低期望信号接收质量,严重时会造成星地通信中断。为此,本文针对单载波体制卫星信号盲分离的关键技术展开研究,首先对干扰信号进行调制方式识别、通信参数估计、时频同步操作,然后完成干扰信号的重建和对消,实现从混合信号中分离出期望信号的目标。具体研究内容包括以下三个方面。第一,针对单载波体制卫星干扰
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卫星通信广泛应用于全球通信网络,由于卫星广播信道的开放特性,地面站接收的期望信号会受到第三方卫星的同频干扰,降低期望信号接收质量,严重时会造成星地通信中断。为此,本文针对单载波体制卫星信号盲分离的关键技术展开研究,首先对干扰信号进行调制方式识别、通信参数估计、时频同步操作,然后完成干扰信号的重建和对消,实现从混合信号中分离出期望信号的目标。具体研究内容包括以下三个方面。第一,针对单载波体制卫星干扰信号的盲检测问题,设计并验证了调制方式识别和通信参数估计算法。面向BPSK、QPSK、8PSK和16QAM四种调制方式,设计了基于决策树的调制识别算法,仿真表明当信噪比大于等于8d B时,识别率高于99%。采用频谱细化算法估计单载波体制卫星信号的符号速率,当信噪比大于等于4d B时,归一化均方根估计误差低于10-5。提出一种改进的滚降因子估计算法,仿真表明当信噪比大于等于5d B时,均方根估计误差低于0.01。第二,针对单载波体制卫星干扰信号的同步问题,设计并验证了基于Gardner环的符号定时同步算法和基于锁相环的频率同步算法。分别将三次内插Gardner环时间同步算法和非数据辅助的锁相环频率同步算法,应用于单载波卫星干扰信号的时频校正。仿真结果显示,在信噪比为8d B时,经时间同步和频率同步后的干扰信号星座图能被校正到正确状态,同步后的BPSK、QPSK、8PSK和16QAM信号星座图的EVM均方根误差均小于5%。第三,针对单载波体制卫星干扰信号的重建与抑制问题,从理论上分析了定时误差对干扰信号抑制效果的影响。通过干扰信号无穷级数展开,得到了干扰抑制比的解析表达式,讨论了定时误差、滚降因子等对干扰抑制比的影响。仿真结果表明,接收干噪比为60d B且滚降因子为0.5时,仅0.1的归一化定时误差会导致干扰抑制比恶化42d B。论文研究成果为单载波体制卫星信号盲分离提供理论和方法支撑,可应用于单载波体制卫星信号的侦收工作。
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