低频时码接收的DSP实现以及改进低频定时的研究

发布时间：2020-11-18 04:03

　　 目前授时中心正在建设和完善的低频时码授时系统是我国授时体系的重要扩展和补充，其应用研究是十分重要而紧迫的课题。本论文的工作针对低频时码授时高端用户的定时需求，对数字信号处理(DSP)这一新型技术在该领域应用进行了探索性研究，主要完成和开展了如下工作： (1) 研究分析了低频信道和DSP技术，根据系统要求，从硬件上实现了基于DSP芯片的低频时码信号的采集测试平台。利用该平台实现了信号的观测和采集。本文第二章具体说明了该测试平台的设计原理、硬件和软件的实现方法以及各种器件的选取原则。 (2) 为了提高接收机的定时精度，对反映低频信号秒到来时刻的确定方法作了较为深入的研究。分析了接收信号失真和受干扰的原因所在，论述了接收带宽和失真程度的关系，并在此基础上，利用统计的方法在调幅信号的下降沿上找到了一个较为稳定的特征点，将其作为接收机的定时参考点，定时不确定度可以达到数十微秒量级。 (3) 最终的低频时码接收终端应当是一种全数字化的、性能较高、精度较高的接收机。在前面已经实现的低频时码信号测试平台的基础上，对设计一种基于软件无线电模式的低频时码接收终端作了初步的探讨，为今后的全数字化接收机的实现打下一定的基础。 (4) 全数字化接收机的核心是数字信号处理技术的应用。本文最后介绍了数字滤波和快速傅立叶变换FFT的基本原理及其DSP实现的方法，为DSP技术在不同功能上的开发以及在低频时码接收终端的应用作了些许探讨。 其中，第(1)和第(2)部分的工作为本人工作的重点内容，并且已经基本完成。第(3)和第(4)部分的内容是为了今后顺利开展低频时码的数字化研究，而提出的有关软件无线电接收的一种设计方案，有待于今后的进一步开发研究。
【学位单位】：中国科学院研究生院（国家授时中心）
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2003
【中图分类】：P127
【部分图文】：

nDSP开发环境的界面图

当接收低频信号时，若前端的滤波器带宽设计的愈窄，则脉冲下降沿持续的时间愈长，失真愈大。通过实际采集的信号波形，如图3.4所示，可以看出，当所设计的带宽为40OHZ时，接收的信号波形情况为:在每秒开始时刻载波幅度下跌原波幅的75%不能在瞬间完成，而出现较为平缓的下降沿，整个下降的过程大概持续了2.sms左右。这与理论上的失真分析相吻合。图3.4实际采集的低频调幅信号因为表示每秒到来时刻的下降过程不能在瞬间完成，接收信号出现了较大的失真，这样就不能准确的找到真实秒的开始点，从而使接收信号的定时准确度受到很大影响。另外，低频时码信号虽然传播稳定，但是，频率愈低，受到的大气噪声干扰愈大。因此低频信号在传输过程中，大气噪声对信号的影响不可忽略。(大气干扰也和地理位置有关

采集6ms的数据。而前面第二章已经提到低频信号每秒起点，经实测该秒起点滞后标准的GPS秒tms。因的秒信号输出作为控制信号，当控制信号到来后，通然后开始采集，采集6ms的数据就可以完全将整个下据全部采到。采集到的反映下降沿变化的6ms的数据，单次测量显起的误差影响，多次测量结果应能改善精度，多次测方法更能改善定时结果。我们决定通过统计的方法作从而寻找下降沿中的一个比较稳定的特征点，并将其时参考点。1利用统计的方法提取定时参考点的整体思想下降沿的6ms的数据，由于我们所选取的A/D转换器，即转换周期to=lus，而载波周期为ts=1/68.sk=14.6
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本文编号：2888304