大频偏下扩频通信系统捕获优化策略

本研究论文主要关注于低轨道卫星通信系统中的突发通信，特别是在大频偏和低信噪比环境下，直接扩频序列混合并行捕获技术的应用优化。作者以低轨卫星信道为背景，提出了一种混合并行捕获结构，该结构结合了匹配滤波器和串行相关器，旨在解决直扩通信系统在快速捕获和同步方面的挑战。 论文首先回顾了早期关于捕获时间和信号处理方法的研究，如文献[1]和[2]中关于捕获时间的推导以及文献[3]中采用双匹配滤波器减少虚警和漏检的问题。然而，对于预检测积分时间（PDINT）和判决门限（threshold）如何影响平均捕获时间，尤其是在大频偏条件下的详细理论分析相对匮乏。 在本文中，作者采用并行捕获的思想，对PDINT和判决门限参数进行了深入分析。通过解析式的数学模型，探讨了这两个关键参数如何影响系统的性能，特别是平均捕获时间。论文特别强调了在给定的门限信噪比下，如何通过最小化平均捕获时间来确定PDINT和判决门限的最佳设置策略。 作者还介绍了一种针对现场可编程门阵列（FPGA）实现的混合并行捕获接收机结构和信号检测策略，这有助于实际应用的硬件设计和优化。在第三部分，论文着重分析了在卫星信道环境下，这种结构的检测概率和虚警率，这些都是评估捕获性能的重要指标。 最后，通过具体通信系统的实例，利用函数绘图的极值法，给出了在实际应用场景中预检测积分时间和判决门限的最优设置方案。这一工作不仅提升了低轨卫星通信系统的性能，也为其他直扩通信系统的捕获技术提供了有价值的理论指导。 这篇论文深入研究了预检测积分时间和判决门限对低轨卫星通信中突发通信系统捕获性能的影响，并提供了一种有效的参数优化方法，对于提升这类通信系统的实时性和可靠性具有重要意义。