基于混合擴頻的導航衛星抗干擾技術(shù)
加入技術(shù)交流群
2 系統抗干擾性能
衛星信號在到達接收機時(shí)，信號強度極低，遠低于熱背景噪聲電平，對接收機的干擾成為干擾衛星導航系統的一種主要手段，從技術(shù)角度出發(fā)，可分為兩類(lèi)：壓制性干擾和欺騙性干擾。文中主要針對單頻干擾、脈沖干擾以及噪聲調制干擾中的噪聲調頻、調幅干擾這4種壓制性干擾進(jìn)行抗干擾分析和測試。
2．1 仿真測試條件
仿真中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，都是基于基帶進(jìn)行的。直擴碼碼片速率10．23：Mchip／s，信息速率500 bit／s，對于現有導航系統來(lái)說(shuō)，導航信號具有20 460倍的解擴處理增益，Gp=43 dB導航信號帶寬為20．46 MHz，假設內部熱噪聲主要由低噪聲放大器產(chǎn)生，根據接收機靈敏度的計算公式，以及相應接收信號的信噪比為公式，計算出-133 dBm這種典型的接收信號強度的相應信噪比結果如表2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/155072.htm
若假設LNA噪聲為0．89 dB，接收端信噪比則為-33 dB。文中將主要針對-33 dB這種典型的接收信噪比來(lái)進(jìn)行仿真。
2．2 單頻干擾
單頻干擾是直擴系統中常見(jiàn)的人為連續波干擾，由于擴頻碼的功率譜并不完全均勻，即不同頻率的功率不同，因此進(jìn)入信號的干擾功率也就不同，使得不同頻率單頻干擾的誤碼性能不同，同時(shí)不同碼字的功率譜結構還不同，這些都說(shuō)心頻率和直接擴頻載波頻率相同時(shí)，并非就有最佳的干擾效果。事實(shí)上，單頻干擾的誤碼率性能是由擴頻系統的信噪比、信干比、擴頻碼以及單頻干擾的頻率與信號載頻的偏差這4個(gè)因素共同作用的結果。
圖2中顯示的是單頻干擾頻率與導航信號中心頻率相差為1 Hz時(shí)，基于DS／TH的導航衛星系統抗干擾性能仿真。從圖中可以看到，在信噪比為-33 dB，誤碼率為10-4時(shí)，加入跳時(shí)的方案比傳統導航接收機方案抗干擾性能要好17 dB左右。同時(shí)也可清晰看到，隨著(zhù)信干比的提高，傳統導航接收機的抗干擾曲線(xiàn)出現了明顯的誤碼平層，而DS／TH系統的誤碼率曲線(xiàn)坡度變陡，誤碼率大幅下降。
2．3 脈沖干擾
將高斯脈沖作為研究對象，主要討論其脈沖形成因子α和高斯導函數的階數這兩個(gè)因素。通過(guò)改變脈沖形成因子的大小可得到不同的信號帶寬。高斯脈沖波形類(lèi)似于高斯函數波形，可以不斷地微分下去，峰值頻率和脈沖帶寬都會(huì )隨著(zhù)微分階數的增加而改變。隨著(zhù)高斯導函數階數的增高，高斯脈沖的峰值頻率也相應提高。在仿真中采用的脈沖波形是最普遍采用的高斯二階導函數，在表面上它具有無(wú)限長(cháng)的持續時(shí)間，但是實(shí)際上衰減很快。若假定脈沖只在時(shí)間窗Tm內為非零值，Tm=2．2α時(shí)，所導致的截斷能量誤差會(huì )比原始能量小50 dB。
圖3為α=2μs和α=20μs時(shí)DS／TH系統抗脈沖干擾性能仿真。在信噪比為-33 dB，誤碼率為10-4時(shí)，基于DS／TH的導航系統抗干擾性能比傳統的導航系統改善了20 dB左右。由于脈沖成形因子越大，干擾信號的帶寬就越窄，能量越集中，因此在α=20μs時(shí)干擾效果就比α=2μs時(shí)要好。另外，由于跳時(shí)技術(shù)是按照跳時(shí)序列選擇時(shí)隙來(lái)發(fā)送信號，所以在一定程度上，可以躲避由于脈沖干擾所產(chǎn)生的連續性錯誤。
2．4 噪聲調幅，調頻干擾
噪聲調幅特點(diǎn)：已調波的頻譜由載波及兩對稱(chēng)旁瓣組成，旁瓣形狀與調制波功率譜相似，但數量上減小為1／4。已調信號的頻譜實(shí)現了線(xiàn)性搬移，其中心頻率移到了載波頻率ω0處，且頻寬為原來(lái)的兩倍。噪聲調幅時(shí)，已調信號總功率為載波功率與噪聲旁瓣功率之和，旁瓣功率是已調波中的起伏部分，對被干擾的設備的信號起遮蓋作用，若想提高干擾的效果，可增大旁瓣功率。
評論