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基于SOPC的扩频接收机研究与设计

论文摘要

扩频通信系统与常规的通信系统相比,具有很强的抗人为干扰,抗窄带干扰,抗多径干扰的能力。并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点。目前已从军事领域向民用领域发展。论文围绕数字化DS-BPSK接收机的解扩和解调展开,通过分析伪码信息帧测距遥测系统的需求,针对高动态的机载环境和FPGA的应用要求,对直扩接收机中DS-BPSK信号解扩解调的实现的原理和方法以及在SOPC上进行大规模数字系统设计和开发做了较深入的研究;比较并确定了基于软件无线电思想的全数字DS-BPSK接收机中解扩解调的方案;设计了基于SOPC的DS-BPSK接收机,完成了数字下变频、伪码快捕与跟踪、载波捕获与跟踪、数据解调等模块的设计,其中伪码捕获采用多通道并行伪码相位搜索策略,兼顾了捕获速度和硬件复杂度的要求,对其中的平方包络算法做出了改进;在非相干超前滞后延迟锁定环的基础上增加了载波辅助功能,提高了伪码跟踪电路在高动态环境下的适应能力,并对频率跟踪中的鉴频器实现的算法做出了一定改进。论文对系统进行了理论分析和性能仿真,最终在SOPC上实现了该方案。通过在硬件平台上对接收机的性能指标进行了测试,测试结果表明实现的接收机基本达到了性能指标要求。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景及意义
  • 1.2 论文的主要工作和内容安排
  • 第二章 课题相关的理论基础及相关软硬件介绍
  • 2.1 扩频通信系统基本原理
  • 2.2 SOPC技术概述
  • 2.3 芯片及开发软件介绍
  • 2.3.1 芯片选型
  • 2.3.2 系统开发软件介绍
  • 2.3.3 Xilinx公司的ISE开发系统简介
  • 第三章 扩频接收机的方案设计
  • 3.1 扩频接收机的总体结构
  • 3.2 数字下变频方案
  • 3.3 伪码同步方案设计
  • 3.3.1 伪码捕获方案
  • 3.3.2 伪码跟踪方案
  • 3.4 载波同步方案
  • 3.4.1 频偏对伪码相关峰值的影响
  • 3.4.2 载波捕获与跟踪方案
  • 3.5 载波频率跟踪
  • 3.5.1 频率跟踪方案
  • 3.5.2 频率跟踪方案的理论分析
  • 3.5.3 鉴频器的设计与改进
  • 3.6 载波相位跟踪和数据解调
  • 3.6.1 全数字载波跟踪环路结构
  • 3.6.2 数字载波相位跟踪环路参数设计
  • 3.6.3 数据解调和帧识别
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 扩频接收机的实现
  • 4.1 接收机解扩解调方案的实现
  • 4.1.1 数字下变频设计
  • 4.1.2 伪码快捕的设计与实现
  • 4.1.3 伪码跟踪的设计与实现
  • 4.1.4 载波频率捕获的设计与实现
  • 4.1.5 载波相位跟踪以及数据解调的设计与实现
  • 4.2 接收机的测试结果和达到的指标
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 本文工作总结
  • 5.2 今后工作展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读学位期间主要研究成果

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/caa7b2434ab7c3362c93a810.html