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基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究

2020-12-13阅读(93)

基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究

论文摘要

直接序列扩频系统（简称直扩系统）通过采用特定的扩频函数,将待传输的频带较窄的信号扩展为宽频带信号。这种扩频通信系统的工作过程,主要运用伪随机序列良好的自相关和互相关特性来完成。随着直扩方式的不断发展,长周期伪码的出现,以及BOC（Binary Offset Carrier）调制技术和TDDM（Time Division Data Modulation）扩频技术的出现,使直扩信号的形式和种类越来越丰富。利用长周期伪码进行扩频,能够增加直扩信号的抗干扰能力。而与一般的直扩信号PSK（Phase Shift Keying）调制方式相比,BOC调制信号具有频谱分裂特性,能够将主瓣信号分离开,从而降低信号互扰,其相关函数比传统的PSK方式更陡峭,提高多径分辨能力。与传统的直扩信号数据调制方式不同的是,TDDM扩频技术采用奇数位调制和偶数位不调制的时分数据调制方式,从而可以提高信号的跟踪精度。对于一个直扩系统而言,接收机对信号的捕获能力尤为重要,是信号能够被正确接收并进行处理的前提。传统的直扩信号捕获方法有参考信号法、匹配滤波器法、序列估计法和序列搜索同步法等。它们都是非常有价值的伪码捕获方法,但它们以牺牲捕获时间或硬件复杂度为代价,捕获效率比较低,不适合用来对长周期扩频伪码信号,以及BOC信号和TDDM信号进行捕获设计。因此,本文在捕获设计过程当中,采用了基于循环相关的捕获方法。它通过与相应的数据压缩方法相结合,能够在低信噪比、长伪码周期序列的条件下,实现信号的快速捕获。在研究快速捕获方法的基础上,通过MATLAB7.1平台,分别对长周期扩频伪码信号、BOC信号、TDDMPSK信号及TDDMBOC信号的循环相关捕获方法进行了仿真设计,验证了循环相关算法的合理性、有效性以及快速性。在MATLAB建模仿真的基础上,着重利用Xilinx公司的Virtex4-sx35系列FPGA作为目标开发平台,对长周期扩频伪码信号、BOC信号以及TDDM信号的生成及捕获过程,进行了硬件条件下的设计。通过研究数据处理过程,分析设计结果。如果合理配置相应的参数,就能够大大减少循环相关运算时间,实现直扩信号的快速捕获。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题研究的目的及意义
  • 1.2 国内外研究现状分析
  • 1.3 论文结构
  • 第2章 直扩信号捕获方法的研究
  • 2.1 常用的捕获方法的研究
  • 2.2 循环相关捕获方法的研究
  • 第3章 长周期扩频伪码信号的特性及捕获方法研究
  • 3.1 长周期扩频伪码信号
  • 3.2 长周期扩频伪码信号的捕获方法研究
  • 3.3 长周期扩频伪码信号的捕获方法仿真及分析
  • 第4章 基于BOC 调制的直扩信号特性及捕获方法研究
  • 4.1 基于BOC 调制的直扩信号
  • 4.2 BOC 信号捕获方法的研究
  • 4.3 BOC 信号捕获方法的仿真及分析
  • 第5章 基于TDDM 扩频的直扩信号特性及捕获方法研究
  • 5.1 基于TDDM 扩频的直扩信号
  • 5.2 TDDM 信号捕获方法的研究
  • 5.2.1 TDDM 扩频的PSK 调制信号捕获方法的研究
  • 5.2.2 TDDM 扩频的BOC 调制信号捕获方法的研究
  • 5.3 TDDM 信号的捕获方法仿真及分析
  • PSK 信号的捕获方法仿真及分析'>5.3.1 TDDMPSK 信号的捕获方法仿真及分析
  • BOC 信号的捕获方法仿真及分析'>5.3.2 TDDMBOC 信号的捕获方法仿真及分析
  • 第6章 基于FPGA 的捕获关键模块的研究与设计
  • 6.1 基于FPGA 的捕获关键模块的设计
  • 6.1.1 长周期扩频伪码信号的循环相关捕获关键模块的FPGA 设计
  • 6.1.2 BOC 信号循环相关捕获关键模块的FPGA 设计
  • PSK 信号循环相关捕获关键模块的FPGA 设计'>6.1.3 TDDMPSK 信号循环相关捕获关键模块的FPGA 设计
  • BOC 信号循环相关捕获关键模块的FPGA 设计'>6.1.4 TDDMBOC 信号循环相关捕获关键模块的FPGA 设计
  • 6.2 基于FPGA 的循环相关捕获关键模块仿真及分析
  • 6.2.1 长周期扩频伪码信号循环相关捕获关键模块的仿真及分析
  • 6.2.2 BOC 信号循环相关捕获关键模块的仿真及分析
  • PSK 信号循环相关捕获关键模块的仿真及分析'>6.2.3 TDDMPSK 信号循环相关捕获关键模块的仿真及分析
  • BOC 信号循环相关捕获关键模块的仿真及分析'>6.2.4 TDDMBOC 信号循环相关捕获关键模块的仿真及分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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