三阶全数字锁相环技术研究与FPGA设计
发布时间：2021-07-02 08:23
在广泛应用突发通信技术的众多领域中,差分解调算法对抵抗瑞利衰落具有良好效果,但是当莱斯衰落较为严重时,差分解调就无能为力了,相反,此时相干解调可以有效抵抗莱斯衰落的影响。因此相干解调方式广泛应用于现代突发通信。本文的研究背景就是突发通信技术,首先设计了三阶全数字锁相环来消除由多普勒频移和传播时延造成频偏的影响,并对系统进行了MATLAB仿真实验和分析。其次对全数字锁相环进行了FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计。最后通过将锁相环输出结果放入已有的译码模块,验证了设计的正确性。论文主要内容和研究成果如下:1.首先介绍了与本文研究内容相关的M元直接序列扩频、全数字锁相环和符号定时估计等基础理论知识。然后对全数字锁相环技术进行了详细的阐述,包括全数字锁相环的基本结构组成和工作原理。最后还对符号定时估计算法进行了研究,为之后的进一步研究奠定理论基础。2.本文研究的突发通信系统存在多普勒频移现象,故对锁相环的动态跟踪性能做出了分析,并对三阶全数字锁相环的环路滤波器进行了设计,同时给出了二阶全数字锁相环和三阶全数字锁相环在相同的信噪比和训练序列长度条件下得到的...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关技术的发展和研究现状
1.2.1 锁相环技术
1.2.2 符号定时同步技术
1.2.3 扩频技术
1.3 论文主要内容及章节安排
第二章 关键技术的介绍
2.1 扩频技术
2.1.1 随机序列的产生
2.1.2 扩频原理
2.1.3 解扩原理
2.2 全数字锁相环
2.2.1 全数字锁相环的组成
2.2.2 全数字锁相环的数学模型
2.3 符号定时估计
2.3.1 最大似然定时估计
2.3.2 非面向判决定时估计
2.4 本章小结
第三章 同步技术研究和仿真分析
3.1 锁相环载波跟踪动态性能和信噪比特性
3.1.1 等效环路噪声带宽
3.1.2 信噪比
3.1.3 载波的动态特性
3.2 全数字锁相环的设计
3.2.1 全数字锁相环的系统设计
3.2.2 闭环系统函数
3.2.3 环路参数的设计方法
3.2.4 锁相环工作性能
3.3 数字式符号定时同步环
3.3.1 数字式符号定时同步环的基本结构
3.3.2 符号定时同步环中的匹配滤波器
3.3.3 同步误差估计算法
3.4 载波相位和符号定时的联合估计
3.4.1 定时同步概述
3.4.2 最大似然定时同步联合估计
3.4.3 最大似然估计器的性能特征
3.5 MATLAB系统仿真与分析
3.6 本章小结
第四章 FPGA设计与分析
4.1 FPGA概述
4.2 数据量化
4.2.1 定点量化
4.2.2 浮点量化
4.3 全数字锁相环各模块验证
4.3.1 锁相模块
4.3.2 缓冲模块
4.3.3 解扩模块
4.3.4 削减相位误差模块
4.4 算法验证
4.4.1 资源占用
4.4.2 吞吐率分析
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种宽范围的L&R算法[J]. 李宏伟. 遥测遥控. 2013(05)
[2]一种改进的Fitz频偏估计算法[J]. 周新力,龚岳洲,孙小东,孟庆萍. 电视技术. 2013(01)
[3]一种适用于全数字接收机的位同步系统的设计[J]. 王勇,屈晨阳. 微计算机信息. 2010(23)
[4]DMB-T传输系统中扩频码快速捕获研究[J]. 林晓岚,姚远程,曹先国. 通信技术. 2008(05)
[5]一种适合突发通信的位定时和载波相位捕获联合估计算法[J]. 冯文江,侯剑辉. 电路与系统学报. 2008(01)
[6]m序列发生器的设计与实现[J]. 王会华,李宝平. 北京电子科技学院学报. 2007(02)
[7]ISP技术在数字锁相环中的应用[J]. 杨孟华,金喜平,李书平,杜劲松,王楠. 仪器仪表学报. 2001(S2)
博士论文
[1]M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究[D]. 曾志斌.西安电子科技大学 2010
硕士论文
[1]基于FPGA的全数字锁相环的设计与实现[D]. 帅旗.大连理工大学 2013
[2]基于FPGA的高阶全数字锁相环研究设计[D]. 杨霞玉.沈阳航空航天大学 2013
[3]基于FPGA的全数字锁相环的研究与设计[D]. 张月强.燕山大学 2011
[4]全数字锁相环电路的设计与实现[D]. 刘俊杰.电子科技大学 2011
[5]基于Gardner算法的位定时同步研究[D]. 朱雪阳.南京理工大学 2010
[6]数字接收机中同步技术研究[D]. 刘彦平.南昌大学 2007
本文编号：3260113
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关技术的发展和研究现状
1.2.1 锁相环技术
1.2.2 符号定时同步技术
1.2.3 扩频技术
1.3 论文主要内容及章节安排
第二章 关键技术的介绍
2.1 扩频技术
2.1.1 随机序列的产生
2.1.2 扩频原理
2.1.3 解扩原理
2.2 全数字锁相环
2.2.1 全数字锁相环的组成
2.2.2 全数字锁相环的数学模型
2.3 符号定时估计
2.3.1 最大似然定时估计
2.3.2 非面向判决定时估计
2.4 本章小结
第三章 同步技术研究和仿真分析
3.1 锁相环载波跟踪动态性能和信噪比特性
3.1.1 等效环路噪声带宽
3.1.2 信噪比
3.1.3 载波的动态特性
3.2 全数字锁相环的设计
3.2.1 全数字锁相环的系统设计
3.2.2 闭环系统函数
3.2.3 环路参数的设计方法
3.2.4 锁相环工作性能
3.3 数字式符号定时同步环
3.3.1 数字式符号定时同步环的基本结构
3.3.2 符号定时同步环中的匹配滤波器
3.3.3 同步误差估计算法
3.4 载波相位和符号定时的联合估计
3.4.1 定时同步概述
3.4.2 最大似然定时同步联合估计
3.4.3 最大似然估计器的性能特征
3.5 MATLAB系统仿真与分析
3.6 本章小结
第四章 FPGA设计与分析
4.1 FPGA概述
4.2 数据量化
4.2.1 定点量化
4.2.2 浮点量化
4.3 全数字锁相环各模块验证
4.3.1 锁相模块
4.3.2 缓冲模块
4.3.3 解扩模块
4.3.4 削减相位误差模块
4.4 算法验证
4.4.1 资源占用
4.4.2 吞吐率分析
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种宽范围的L&R算法[J]. 李宏伟. 遥测遥控. 2013(05)
[2]一种改进的Fitz频偏估计算法[J]. 周新力,龚岳洲,孙小东,孟庆萍. 电视技术. 2013(01)
[3]一种适用于全数字接收机的位同步系统的设计[J]. 王勇,屈晨阳. 微计算机信息. 2010(23)
[4]DMB-T传输系统中扩频码快速捕获研究[J]. 林晓岚,姚远程,曹先国. 通信技术. 2008(05)
[5]一种适合突发通信的位定时和载波相位捕获联合估计算法[J]. 冯文江,侯剑辉. 电路与系统学报. 2008(01)
[6]m序列发生器的设计与实现[J]. 王会华,李宝平. 北京电子科技学院学报. 2007(02)
[7]ISP技术在数字锁相环中的应用[J]. 杨孟华,金喜平,李书平,杜劲松,王楠. 仪器仪表学报. 2001(S2)
博士论文
[1]M元扩频关键技术及芯片化实现方法的研究[D]. 曾志斌.西安电子科技大学 2010
硕士论文
[1]基于FPGA的全数字锁相环的设计与实现[D]. 帅旗.大连理工大学 2013
[2]基于FPGA的高阶全数字锁相环研究设计[D]. 杨霞玉.沈阳航空航天大学 2013
[3]基于FPGA的全数字锁相环的研究与设计[D]. 张月强.燕山大学 2011
[4]全数字锁相环电路的设计与实现[D]. 刘俊杰.电子科技大学 2011
[5]基于Gardner算法的位定时同步研究[D]. 朱雪阳.南京理工大学 2010
[6]数字接收机中同步技术研究[D]. 刘彦平.南昌大学 2007
本文编号：3260113
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