基于FPGA的GNSS信号载波同步技术研究
本文选题:GNSS 切入点:载波同步 出处:《大连海事大学》2015年硕士论文
【摘要】:最近几年里,在卫星通信、卫星定位以及遥测遥控等技术的快速发展过程中,载波跟踪这门技术也越来越受到广大研究人员的青睐,并且有了突破性的进展。在做国家支撑计划课题“AIS/GNSS船载导航设备关键技术与系统研制(2012BAH36B02)"时,需要设计一种通用型锁相环,用于设备接收端进行载波提取。对于载波受到抑制的双边带调制方式,需要采用直接提取法来获得载波。直接提取法有两种,平方环载波提取法和同相正交环(即科斯塔斯环)载波提取法。平方环载波提取法的一个很大限制是,整个环路要工作在载波的二倍频上当载波频率很高时,该方法的性价比比较低,因此,本文主要研究科斯塔斯环载波提取法。科斯塔斯环作为锁相环的一项应用,在实际载波同步中发挥着很大的作用,本文首先针对锁相环技术进行了深入的研究,主要包括锁相环的结构组成、工作原理和基本性能。然后具体研究了科斯塔斯环的实现方法,对其进行了结构划分,在大结构上主要分为三个模块,分别是鉴相器模块、环路滤波模块和DDS模块(这也是锁相环的三个主要组成部分),其中在鉴相器的实现上又分了两个子模块,相乘器子模块和FIR低通滤波器子模块。在明确了模块划分之后,对每一个小模块进行了设计与实现。本文主要在Xilinx公司研发的ISE硬件开发平台上,采用Verilog HDL硬件描述语言进行编程实现,仿真软件是Modelsim SE 6.5,在各个模块功能仿真都达到预期目标的条件下,开始顶层模块的仿真,最后使用Virtex4开发板对整个程序进行了板上验证,并将最终的验证结果在示波器上显示出来。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of satellite communication, satellite positioning and telemetry and remote control technology, carrier tracking technology has been more and more favored by the majority of researchers, and has made a breakthrough.In the course of national support project "key technology and system development of AIS/GNSS shipborne navigation equipment", it is necessary to design a general phase-locked loop for carrier extraction at the receiving end of the equipment.For the two-sided band modulation with suppressed carrier, direct extraction is needed to obtain the carrier.There are two kinds of direct extraction methods: square loop carrier extraction method and in phase orthogonal loop (Kostas loop) carrier extraction method.A great limitation of the square loop carrier extraction method is that when the carrier frequency is high, the cost performance of the method is low. Therefore, the Kostas loop carrier extraction method is mainly studied in this paper.As an application of PLL, Kostas loop plays a very important role in practical carrier synchronization. Firstly, this paper studies the PLL technology deeply, including the structure, working principle and basic performance of PLL.Then the realization method of Kostas loop is studied concretely, and the structure is divided into three modules, which are phase discriminator module.The loop filter module and the DDS module (which are also three main components of the phase-locked loop) are divided into two sub-modules in the realization of the phase discriminator, the multiplier sub-module and the FIR low-pass filter sub-module.After defining the module division, each module is designed and implemented.In this paper, on the ISE hardware development platform developed by Xilinx Company, Verilog HDL hardware description language is used to program. The simulation software is Modelsim SE 6.5. Under the condition that the function simulation of each module reaches the expected goal, the top-level module simulation is started.Finally, the whole program is verified on board with Virtex4 development board, and the final verification result is displayed on oscilloscope.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN967.1
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 魏建玮;王珂;;锁相环路的研究[J];黑龙江科技信息;2009年04期
2 刁应蒿;;锁相环路捕捉时间测量[J];计算机与网络;1977年03期
3 S.C.Gupta ,李宗杰;数字式锁相环路的现状[J];科技译报;1972年02期
4 ;一种简便的改进锁相环路牵引能力的方法[J];电讯技术;1973年01期
5 赵志喜;一种锁相环路快捕的方法[J];电子技术应用;1984年04期
6 赵明江;;锁相环路的设计与研制[J];长春光学精密机械学院学报;1983年02期
7 高泽溪;王诞燕;;锁相环路实验综合装置[J];实验技术与管理;1991年05期
8 陈正良;;一种新的双D锁相环路锁定指示方法[J];电讯技术;1993年04期
9 何家祯,刘青田;一种实用的锁相环路[J];广播与电视技术;1999年03期
10 李尧;董姝敏;乔双;;锁相环的改进及仿真[J];东北师大学报(自然科学版);2005年04期
相关会议论文 前10条
1 刘青松;;微波取样锁相环设计与捕捉过程分析[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 高人庄;;锁相环的特点及在通信中的应用[A];四川省通信学会一九九四年学术年会论文集[C];1994年
3 孔祥钊;李贵芳;柴宏贵;;锁相环路的初步调试[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2007年
4 任亮;吕明;;载波跟踪数字三阶锁相环分析与设计[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
5 冯雷;;分谐波采样锁相环和分频式锁相环的性能比较[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
6 王萍;张志强;;全站仪红外发射系统锁相环路设计研究[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
7 陆惠义;;八毫米半主动导引头锁相前端[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
8 谢彦;蔡勇;;锁相环路对氢原子钟性能影响的实验分析[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
9 王峗;袁嗣杰;杨君;;二阶锁相环路的数字域相图法非线性分析[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 陈小鱼;齐建中;宋鹏;;一种精确GPS授时方法的研究与实现[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S04原子钟技术与时频系统[C];2012年
相关博士学位论文 前4条
1 孙泉;单片有源像素传感器中锁相环时钟发生器研究[D];北京航空航天大学;2010年
2 马卓;面向高性能CPU的锁相环低抖动技术研究[D];国防科学技术大学;2013年
3 赵岩;高精度快速非陀螺寻北系统速度稳定性研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
4 郑永正;UWB系统中时钟电路的研究与设计[D];复旦大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 张曼蓉;基于锁相环的超低差频信号检测技术研究[D];浙江大学;2015年
2 赵雪;锁相频率合成电路仿真分析及设计实现[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2015年
3 王传林;三相并网逆变器软件锁相技术的研究[D];中国矿业大学;2015年
4 王峰;宽带光锁相环技术研究[D];电子科技大学;2014年
5 宋艳红;基于FPGA的GNSS信号载波同步技术研究[D];大连海事大学;2015年
6 徐汝云;MICS接收机中小数分频锁相环的研究与设计[D];电子科技大学;2014年
7 王达;双通道高频锁相环路测试方法的研究[D];复旦大学;2009年
8 张诣;非理想电压条件下软件锁相环的相位跟踪技术研究[D];重庆大学;2011年
9 刘锋;电网不平衡下三相锁相环研究[D];电子科技大学;2013年
10 方帅兵;二阶锁相环混沌特性研究及应用[D];燕山大学;2013年
,本文编号:1697599
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1697599.html