DS-CDMA快速同步技术研究与硬件实现

论文摘要

DS-CDMA技术的突出特点和优势使它的应用十分广泛,不仅应用于各种通信系统,也适合于各种低功率密度应用,如生物医学、遥测、遥控、家用电器、跟踪及报警系统等,同时也适合于多用户选址系统应用,如导航、定位、传呼、测量等。然而一切DS-CDMA系统正常运行的前提是扩频码同步。 扩频码同步包括捕获和跟踪两个内容,其中捕获最为困难和重要。目前的捕获方法从实现结构上可分为并行捕获、串行捕获和兼有并行结构与串行结构的混合结构捕获;从处理域上可分为时域捕获、频域捕获;从解扩运算方法上可分为基于相关器的捕获和基于匹配滤波器的捕获。本质上,各种捕获技术均利用伪码的自相关特性,由本地产生一个伪码复本与接收伪码相关运算,如果门限检测识别出相关峰则捕获完成。辅助序列捕获方法采用辅助序列代替伪码序列与接收信号相关并以此获得相位差信息,加快了捕获进程。 在诸如低轨道（LEO）卫星通信、无线电导航和定位等高动态环境中,必须进行多普勒频移—码相偏移的二维联合捕获,传统方案捕获时间长,不能满足系统要求。FFT捕获方案在码延时搜寻同时,遍历整个多普勒频移区间,将捕获降低到一维进行,成倍缩短了捕获时间。补零法能有效对抗FFT输出的扇形衰落问题。仿真结果表明系统捕获性能大大改善。 本文还建立了一个硬件平台,实现了辅助序列发生和复数FFT等几个关键算法,并对多DSP系统中JTAG设计、自举加载、C语言与汇编混合编程问题进行了有益的探索。

论文目录

• 第1章 绪论
• 1.1 CDMA通信技术
• 1.2 DS-CDMA通信同步
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 扩频码同步
• 2.1 变换域分析方法
• 2.2 串行滑动相关法
• 2.2.1 系统建模
• 2.2.2 性能分析
• 2.3 码跟踪及其性能
• 2.3.1 基带全时间超前—滞后跟踪环
• 2.3.2 全时间超前—滞后非相干跟踪回路
• 2.3.3 τ抖动超前—滞后非相干跟踪回路
• 2.4 小结
• 第3章 基于辅助序列的快速同步
• 3.1 辅助序列
• 3.2 试错法捕获
• 3.2.1 系统结构和捕获原理
• 3.2.2 性能分析和仿真结果
• 3.3 二分法捕获
• 3.3.1 捕获系统框图
• 3.3.2 二分法搜索和性能分析
• 3.3.3 仿真结果
• 3.4 小结
• 第4章 动态环境下的扩频同步
• 4.1 常规伪码捕获方法
• 4.2 FFT捕获方法
• 4.2.1 系统结构和捕获原理
• 4.2.2 扇形衰落抑制
• 4.3 FFT捕获性能分析
• 4.3.1 虚警概率
• 4.3.2 检测概率
• 4.3.3 平均捕获时间
• 4.4 仿真结果
• 4.5 小结
• 第5章 硬件平台设计与算法实现
• 5.1 总体方案设计
• 5.2 主要芯片及电路设计
• 5.2.1 TMS320C54xx的特征结构
• 5.2.2 Flash芯片SST39VF020特性及接口设计
• 5.2.3 CPLD芯片EPM7128
• 5.2.4 JTAG电路设计
• 5.3 CCS软件简介
• 5.3.1 代码生成工具
• 5.3.2 CCS集成开发环境
• 5.3.3 DSP/BIOS插件
• 5.3.4 硬件仿真和实时数据交换
• 5.4 算法实现
• 5.4.1 辅助序列发生
• 5.4.2 复数FFT
• 5.5 DSP自举设计和系统硬件调试
• 5.5.1 DSP自举设计
• 5.5.2 系统硬件调试
• 5.6 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢