航天測控信號的識別與參數估計技術研究.pdf

1、航天通信系統是航空航天的重要組成單元，主要任務是對飛行器飛行狀態(tài)的跟蹤測量、控制運動命令的傳達和工作狀態(tài)數據的傳輸。為了完成以上任務，接收設備需要對信號進行有效的檢測及識別，這也是通信領域的重要研究課題。同時信號的識別與參數估計技術對未來接收機的智能化、軟件化、數字化都非常重要。現在的航天電磁環(huán)境非常復雜，再加上信號調制方式的多樣性，導致傳統的檢測識別方法難以正常工作，本文正是在此背景下進行深入研究的。
　　本文主要針對兩類合作信

2、號：統一 S波段(USB:Unified S-Band)測控信號(TT&C：Telemetry Tracking and Command)和擴頻(SS:Spread Spectrum)測控信號進行信號識別與參數估計研究。本文首先對兩種信號的傳統識別方法進行了分析和研究。根據統一S波段信號的工作原理和信號特點，提出以快速傅里葉(FFT)變換為基礎的統一 S波段信號檢測算法；根據擴頻信號存在碼速率的特征，提出用改進的延時相乘算法對擴頻信號進

3、行檢測，并且結合時頻分析里面的Wigner-Ville變換對延時相乘算法進行了驗證，仿真表明通過這些算法能夠準確的識別出這兩種信號。然后，對于USB信號調制方式的估計，本文設計了基于BP神經網絡的分類器，對衛(wèi)星統一載波段測控體制中典型的調制方式：2FSK、4FSK、BPSK、QPSK、MSK、PM、CW進行識別，仿真結果表明這種方法在SNR=-3dB時對BPSK、PM、CW的能夠準確識別。最后，本文利用基于二次譜的方法，對擴頻信號里面的

4、直擴信號的偽碼周期進行了準確估計。
　　本文提出的改進的延時相乘算法通過調整不同的延時時間，不僅可以檢測擴頻信號，還可以識別出兩種常用的擴頻信號類型：直接序列擴頻和擴跳頻混合，其準確率可以達到95％以上。結合以上分析的信號識別與參數估計算法，本文在simulink平臺上搭建了信號識別模塊，通過系統仿真分析這個模塊可以準確檢測及識別USB測控信號以及擴頻測控信號，并且該模塊已在實際項目中應用。本文提出的信號識別與參數估計技術可以為信