TDRSS并行MSK扩频体制的实验研究

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1、TDRSS并行MSK扩频体制的实验研究2刘春平I安鹤男'杨士中彳(I.深圳大学工程技术学院，广东深圳518()60;2.重庆大学通信测控研究所，重庆400044)摘要:本文讨论跟踪与数据中继卫星系统(TORSS)一种新通信体制,即并行MSK扩频系统。发射端采用长短码正交扩频的平衡调制，接收端采用一种简单解扩方式简化了并行MSK信号的解调，卮时用短码全“1”引导长码同步的方法大大减小了长码的捕获时间。实验结果证明该体制具有良好笊伪码同步性能。关键词:跟踪与数据中继卫星系统；并行MSK;扩频调制；解调中图分类号:V55

2、618;IN91117文献标识码:AExperimentalStudyonthe內rallelMSKSpread-spectrumSystemhiTDRSSLIUChun-ping12,ANHe-nan',YANGShi■zhong2(1•EngineeringIbchnologyCollege,ShenzhenUniversity,Shenzhen518060,China;2.G)nimunicationandTelemetryhistitute,ChongqingUniversity.Chongqing400(

3、)44.China)Abstract:Anovelspread-spectrumschemeforTrackingandDataRelaySatelliteSystem(TDRSS)parallelMSKspread-spectrummodulationisdiscussedinthispaper・Alongcodeandashortcodespread・spectrumrrodulationisusedintheIransmitter,andmeanwhileaneasydispreadingschemeisus

4、edinthereceiver.Agx)dsynchronizationpropertyisprovedbytheexperimentalresults.Keywrds:TDRSS;ParallelMSK;Spread-jpectrumundulation;Demodulation—■引言跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）是载人航天的重要支撑系统，它对用户航天器提供的服务有:-种：K波段单址勤务（KSA）S波段单址勤务（SSA）和S波段多址勤务（MA）oKSA为K波段单用户提供高数据率服务,SSA为S波段的单舟

5、户提供中等数据率服务,MA为多达20个的S波段用户提供低第据率服务。TDRSS通信链路所采取的主要信号形武为QPSK扩频调制,而根据3种勤务和不同的业务数据速率，在IQ两路选择扩频或不扩频。MSK调制比QPSK调制在相位路径上得到改善，即消除了码元转换点的相位突跳，在一个码元间隔内相位呈直线规律累积，因此MSK信号功率谱比QPSK能量更为集中，高频滚降更快,带外干扰更小。从频谱特性上讲,MSK比QPSK更适合于TDRSS的信道特性。本文研究一种新的TORSS扩频调制方式，即并行MSK扩频系统，文章给出其发射端和接收

6、端的实现方案，采用一种简单解扩方式，即利用解扩将并行MSK信号转化为BPSK信号,再利用相干解调器对BPSK信号进行解调。二、发射部分发射部分方案如图1所示，图中为载波频率,1/2TC（Tc设为伪码的chip长度）为包络频率，窄H收稿日期:2002-05・21带带通滤波器的中心频率分别为波为/1=/o・1/27；fi=/o+1/27；(2)图1中用于并行MSK扩频调制的一对正交载(1)<1(t)=COS(79/Tc)COS(04)t)NBPF(f,)+x25<1(t)=sin(79/Te)sin(CQ)t)cos<

7、o()tX2cos(7tt/Tc)NBPF(f2)全I检测全1检测◄—pn2g—►T/2测距置全1“图1并行MSK扩频系统发射部分1DRSS正反向链路需传送的信息包括各种指令话音图像测距测速信息星载设备探测数据等，这些信息可分别通过并行MSK扩频系统的同相路和正交路传送。同相路数据D,用一短码PN.进行扩频，正交数据Dq用长码PNq扩频。图1中的PNi和PNQ分别表示短码和长码发生器。将两路扩频信号分别对(t)调制并叠加，得并行MSK扩频信号：Smsk(t)=Di(t)PN]("cos(帀/Tc)c

8、oseQ)t+DQ(t・Te/2)PNQ(t-Tc/2)>sin(77/Tc)sinc^)r⑸根据MSK调制的要求，伪码频率为包络频率的2倍，而且包络信号的零点应与伪码脉冲的跳变点对准。因此将包络信号经过2倍频作为长码和短征发生器的时钟。长码相对于短码延迟1/2个chip。测距码PNq")的码长很长，如果直接用逐码稔位法进行捕获，其捕获时间相当长。这里采取用