通信测距及时间同步技术的研究

发布时间：2017-09-04 19:30

  本文关键词：通信测距及时间同步技术的研究

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【摘要】：随着扩频通信技术的发展，现代战争的时间同步的要求，基于扩频通信原理的通信测距及时间同步技术在军事、民用中广泛应用。越来越多的军事装备及手持终端系统要求具备高精度的时间同步功能。 论文首先研究了实现测距同步系统的非相干测距原理，详细分析了利用两个终端互发互收，解算出系统设备间的钟差和距离，以及分析了系统模型的基本结构。其次，详细讨论了依据香农定理，用增加带宽来提高系统抗干扰性来实现扩频通信。以及伪随机序列中，M序列，Gold序列的生成过程，和它们特性，给出了直扩系统的原理框图，探究了系统模型的工作过程。 论文深入地研究了时间同步技术的具体算法，包括码捕获、码跟踪和载波跟踪，是实现系统功能的关键技术。在捕获算法中，依次比较了串行、并行及串并行混合捕获，最后采用了比较先进的快速FFT捕获技术。码跟踪算法中，具体研究了延迟锁定环及码鉴相器，在基于延迟锁定环原理的基础上实现码相位的精同步。载波跟踪中，具体研究了频率牵引、FLL频率跟踪以及PLL相位跟踪，实现载波频率值的跟踪，，载波相位的对齐，以及消除系统多普勒频移的影响。 在系统设计上，采用FPGA+DSP来实现，FPGA使用的是xilinx的XC4VSX5，软件是ISE12.3，逻辑语言是veilog+VHDL，与DSP芯片、上位机软件一起完成伪码信号的捕获和跟踪。该系统经过调试，具有运算时间快、易操作和时间同步精度高等优点。能够初步实现ns级的时间同步。
【关键词】：扩频通信 通信测距 时间同步 FPGA
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN914.42
【目录】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 本文选题背景以及研究意义10-12
• 1.2 国内外研究进展进展及成果12-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第2章 测距时统技术相关方法的研究15-19
• 2.1 测距时统技术的基本原理15-17
• 2.2 系统的基本结构17-19
• 第3章 伪码同步原理19-29
• 3.1 扩频通信技术的理论基础19-20
• 3.2 扩频通信的伪随机序列20-27
• 3.2.1 M 序列21-22
• 3.2.2 M 序列的性质22-24
• 3.2.3 Gold 序列24-26
• 3.2.4 Gold 码的性质26-27
• 3.3 直接序列扩频系统27-29
• 第4章 测距时统技术的算法原理29-51
• 4.1 码捕获30-35
• 4.1.1 串行捕获30-31
• 4.1.2 并行捕获31
• 4.1.3 串并行混合捕获31-32
• 4.1.4 捕获算法选择32-35
• 4.2 码跟踪35-42
• 4.2.1 延迟锁定环的基本原理36-37
• 4.2.2 码鉴相器的特性37-41
• 4.2.3 码跟踪环路结构41-42
• 4.3 载波跟踪42-51
• 4.3.1 载波跟踪环路结构43-44
• 4.3.2 频率牵引44-45
• 4.3.3 FLL 频率跟踪45-48
• 4.3.4 PLL 相位跟踪48-50
• 4.3.5 载波环路的监测50-51
• 第5章 测距同步系统的设计51-68
• 5.1 FPGA 及硬件设计52-56
• 5.1.1 FPGA 的选型52-53
• 5.1.2 硬件结构设计53-56
• 5.2 FPGA 逻辑控制设计56-67
• 5.3 系统的操作及测试结果67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单74-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：793415