题目：长伪码测距转发在卫星通信中的应用与实现

模拟测试站是中继卫星地面应用系统重要的组成部分，主要用于模拟用户终端的在轨特性，模拟各种用户终端的数据传输格式、编码/译码、调制/解调方式，便于用户航天器通信终端进行性能的比对验证测试。在模拟测试站支持的各种通信体制中，UQPSK扩频测距转发是最复杂的一种。该体制下，需要完成前向I路数据接收，Q路长码捕获及返向数据传输，同时完成测距转发及卫星等航天器在轨动态特性模拟，本论文就是基于上述内容展开研究的。在列举了前向I路伪码捕获的多种方法后，重点分析了序贯检测捕获方法和唐检测捕获方法，贯检检测法是最长捕获时间最短的伪码捕获方法，根据其假设条件更适用于小信号低信噪比条件。唐检测法是基于高信噪比条件推导出来的，实质上等同于一位累加精度的序贯检测，在信噪比较高的情况下，通过牺牲精度换取结构和计算的简化而不影响判决结果。论文及具体实现时采用了一种将两者结合起来，即采用序贯检测法的整体思路，同时引入噪声比较支路，这样既能适应小信号情况，又便于判断累加后的等效噪声，更有利于精确的判决，达到低信噪比条件下伪码的快速捕获。长伪码捕获是建立在I路短伪码捕获基础上的，当接收端短码同步和载波恢复以后，由于短码的初始态和长码的全1态是对齐的，利用链路中两路直接序列扩频码的基频相同及相位间的周期性，从而达到长码捕获的目的。模拟测试站另一个重要的功能就是模拟不同用户卫星的动态特性，包括卫星的相对运行速度、速度一阶变化率、相对中继卫星的距离变化等。卫星动态特性模拟具体可分为伪码的动态特性模拟和载波动态特性模拟两部分。由于系统采用收发伪码的相干转发测距技术，因此，距离变化值就是发送伪码的初相位置相对于本地接收伪码初始相位的相对相位变化。而恒定的相对运行速度反映为伪码频率和载波频率的一个固定频差，二者存在固定的比例关系。变化的相对运行速度，即存在速度一阶变化率时，按照固定时间（一秒的整数倍）对伪码和载波的频差值进行刷新，其相对变化值由速度的一阶变化率决定。上述研究内容最终在中频信号处理板卡上用Verilog HDL实现，通过研制过程的严格测试及与用户终端站的对接试验，各项指标满足设计要求，验证了论文研究成果的正确性。