多路测量信号扩频传输的DSP系统实现

论文摘要

在测控领域,常需对多路测量信号同时进行传输,但传统的传输方式常受到周围复杂环境的干扰而造成信号失真。利用扩频通信技术的抗干扰特性可提高多路测量信号传输的可靠性,同时利用扩频序列的正交性可实现多路测量信号的码分复用传输。本文采用对每路测量信号做扩频调制的同时利用码分复用进行传输的方法,不需经过频分复用或时分复用后再做扩频调制进行传输,这使得系统更简化,在提高信号传输可靠性的同时也可提高系统的频带利用率。本文论述了基于DSP的多路测量信号扩频传输的理论和实现方法。首先是就该课题的理论知识展开讨论,对扩频通信的基本理论、信号的多路复用方式、直扩系统以及直扩系统中的几个关键技术等都给出了较为详细的阐述和分析,并根据本系统设计要求选择了适合本系统的各项技术。分析了接收机同步系统中的捕捉模块和跟踪模块,利用捕捉电路实现粗同步后,再通过跟踪电路使相位完全同步以便于系统的解扩恢复原信号。然后阐述了实现该系统的硬件平台的设计,详细介绍了系统的各个功能芯片,并给出了各芯片间的接口电路分析与设计,围绕以DSP为核心来构建本系统的硬件平台,并概述了整个系统的硬件工作原理。最后阐述了DSP系统软件设计,包括发射和接收两个模块的软件设计,主要是扩频调制和扩频解调两部分,并给出了相应的程序流程图。另外给出了接收模块同步技术捕获部分的FPGA设计,并进行了仿真验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究现状及研究意义
• 1.3 本文研究内容和结构
• 1.4 本章小结
• 第二章 扩频通信基本理论及多路复用方式
• 2.1 扩频通信原理
• 2.1.1 扩频通信定义和理论基础
• 2.1.2 扩频通信工作方式
• 2.1.3 扩频通信的基本参数
• 2.1.4 扩频通信的特点
• 2.2 直接序列扩频系统
• 2.2.1 直扩系统的组成
• 2.2.2 直扩系统的抗干扰分析
• 2.2.3 直扩系统的优点
• 2.3 多路复用方式
• 2.3.1 频分复用
• 2.3.2 时分复用
• 2.3.3 码分复用
• 2.4 本章小结
• 第三章 直扩系统中的关键技术
• 3.1 扩频序列
• 3.1.1 伪随机序列的产生
• 3.1.2 伪随机序列的相关特性
• 3.1.3 常用伪随机序列
• 3.2 直扩系统扩频调制
• 3.3 直扩信号的相关解扩
• 3.3.1 相关器及相关方式
• 3.3.2 直扩系统信号的相关处理
• 3.4 直扩系统的同步
• 3.4.1 直扩系统的捕获
• 3.4.2 直扩系统的跟踪
• 3.5 本章小结
• 第四章 系统硬件设计
• 4.1 系统的总体设计
• 4.1.1 系统的目标和功能
• 4.1.2 系统的组成
• 4.1.3 系统的总体设计方案
• 4.2 系统电路设计
• 4.2.1 数字信号处理器（DSP）
• 4.2.2 FPGA 芯片及其与配置芯片电路设计
• 4.2.3 FLASH 存储器芯片及其与DSP 的接口
• 4.2.4 A/D 芯片及其与DSP 的接口
• 4.2.5 电源及JTAG 接口电路设计
• 4.3 系统硬件工作概述
• 4.4 本章小结
• 第五章 DSP 系统软件设计及FPGA 同步设计
• 5.1 开发软件简介
• 5.1.1 DSP 开发软件CCS
• 5.1.2 FPGA 开发软件QuatusⅡ
• 5.2 DSP 系统发射模块软件设计
• 5.2.1 DSP 对自身的初始化
• 5.2.2 扩频序列的产生及载入
• 5.2.3 扩频调制
• 5.3 DSP 系统接收模块软件设计
• 5.3.1 扩频序列同步
• 5.3.2 扩频解调
• 5.4 同步系统的FPGA 设计
• 5.4.1 同步系统设计
• 5.4.2 同步系统仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论和展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 附录