直扩通信系统伪码捕获的研究及其FPGA实现

发布时间：2017-09-22 07:50

  本文关键词：直扩通信系统伪码捕获的研究及其FPGA实现

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【摘要】：直接序列扩频通信系统具有良好的的抗干扰、抗衰落性能以及保密性强和更高的频谱利用率等优势,自出现以来就受到了极大的关注并被广泛被应用于军用通信、民用通信领域。因此,该系统具有广阔的发展前景。直扩通信系统正常工作首先需要接收机能够正确解扩,所以,接收机对系统使用的伪随机码的同步是扩频系统工作的先决条件,而扩频码的同步技术也就是整个直扩通信系统的关键技术之一。本文首先分析研究了直扩系统的发展历程、国内外研究现状、未来发展趋势。随后,分析了直扩通信系统的理论基础、给出了其数学模型、介绍了作为扩频码的伪随机序列以及扩频系统中的的同步技术。同步技术包括伪码同步,载波同步,位同步等。而后,详细分析了直扩通信系统伪码捕获的几种方法并对他们做出了比较,通过对它们的性能的分析,得出了它们各自的优缺点。仿真分析了实际应用中经常存在的多普勒频移对于捕获的影响,并给出了解决方案,提出了一种改进的多普勒频移搜索策略,可以降低约50%的多普勒频移搜索计算量。最后,介绍了整个系统的调试环境,设计了直扩通信系统伪随机码捕获的实现方案,阐述了各个模块的处理流程和实现方式,并在QUARTUS II软件平台分别采用滑动相关法、数字匹配滤波器法、带有频域多普勒频移补偿的FFT快速捕获法三种方法实现了直扩通信系统伪随机码的捕获。采用内嵌的逻辑分析仪Signaltap II等工具验证分析了各个模块的正确性。
【关键词】：直扩系统 伪随机码 同步捕获 多普勒频移 FPGA
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN914.42;TN791
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 课题研究背景及意义7-8
• 1.2 扩频通信的发展历程和研究现状8-10
• 1.2.1 扩频通信的发展历程8
• 1.2.2 扩频码捕获方法的研究现状8-10
• 1.3 本文主要研究内容及组织结构10-11
• 第2章 扩频通信的基础理论11-22
• 2.1 扩频通信的基本概念11-12
• 2.2 扩频系统的两个重要指标12-13
• 2.3 直接序列扩频通信系统13-16
• 2.3.1 直扩系统的基本原理及模型13-14
• 2.3.2 直扩通信系统的数学模型14-16
• 2.4 伪随机序列16-18
• 2.4.1 m序列17-18
• 2.4.2 Gold序列18
• 2.5 直扩系统的同步技术18-21
• 2.5.1 伪码同步19-20
• 2.5.2 载波同步20
• 2.5.3 位同步20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 扩频码捕获算法的分析22-35
• 3.1 滑动相关捕获法22-23
• 3.2 数字匹配滤波器捕获法23-27
• 3.2.1 数字匹配滤波器法原理分析24-25
• 3.2.2 捕获概率及虚警概率25-27
• 3.3 基于FFT的频域快速捕获法27-34
• 3.3.1 基于FFT的频域捕获法原理27-28
• 3.3.2 多普勒频移对捕获的影响28-31
• 3.3.3 数据预处理31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 伪码捕获的FPGA设计与实现35-51
• 4.1 开发平台和系统参数35
• 4.2 滑动相关法捕获的设计及实现35-37
• 4.2.1 本地伪码生成模块36
• 4.2.2 伪码剥离模块36
• 4.2.3 累加清零模块36
• 4.2.4 判决模块36
• 4.2.5 整体设计36-37
• 4.3 数字匹配滤波器法捕获的设计及实现37-42
• 4.3.1 系统设计方案37-39
• 4.3.2 m序列发生模块39
• 4.3.3 匹配滤波器模块39-41
• 4.3.4 资源消耗情况41-42
• 4.4 基于FFT的频域快速捕获法42-49
• 4.4.1 数字混频模块42-43
• 4.4.2 数据预处理模块43-45
• 4.4.3 FFT及IFFT模块45-46
• 4.4.4 复数乘法模块46-47
• 4.4.5 峰值检测及门限判决模块47
• 4.4.6 多普勒频移频域补偿模块47-48
• 4.4.7 捕获系统的整体设计及验证48-49
• 4.5 本章小结49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-56
• 致谢56

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7 郭南，，洪福明，李乐民;一种多进制直扩通信系统及其信息－分组映射的优化[J];电子学报;1996年04期

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