真序扩频通信系统的SYSTEMVIEW信真及其FPGA实现（发送端设计）

摘要

扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗人为干扰，抗窄带干扰，抗多径干扰的能力，并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点。本论文主要讨论和实现了基于FPGA的扩频通信系统的发送端部分。论文对扩频通信系统和FPGA设计方法进行了相关研究，，用通信仿真软件SystemView对系统进行了仿真，并且用Altera公司的最新的FPGA开发平台MAX+plusⅡ实现了一个基带扩频通信系统的发送端部分，最后用软件Protel99SE设计了相应的硬件电路。 该系统的设计主要分为两个部分。第一部分是用MAX+plusⅡ软件设计了系统的VHDL语言描述代码，并对系统中每个模块和整个系统进行相应的功能仿真和时序时延仿真；第二部分是设计了以FPGA芯片EPF10K10LC84-3为核心的系统硬件电路，并进行了相关测试，完成了预定的功能。 论文的第一章介绍了扩频系统的特点以及相关扩频芯片的国内外发展现状，并介绍了本论文的研究思路和内容。 第二章主要介绍了论文所涉及的一些理论背景。主要是扩频系统的相关解扩、基带解调、同步以及扩频系统中的调制与解调技术。 第三章介绍了通信仿真软件SystemView，并用该软件对扩频通信系统的模型进行了仿真。 第四章介绍了现场可编程门阵列FPGA的主要原理，并说明了本系统使用的FPGA芯片是如何确定的。 第五章介绍了硬件描述语言VHDL和Altera公司的开发平台MAX+plusⅡ。 第六章给出了扩频通信系统的总体设计，包括软件部分和硬件部分。 第七章主要介绍了系统设计时遇到的问题和解决的办法，以及本人在MAX+plusⅡ中应用VHDL进行设计时一些经验总结。 第八章主要是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。 附录中是论文中涉及到的电路设计原理图。

目录

文摘

英文文摘

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第1章前言

1.1扩频通信技术概述及其发展

1.1.1扩展频谱技术概述

1.1.2扩展频谱技术发展和主要应用

1.2可编程器件概述及其基于ASIC扩频芯片国内外发展现状

1.2.1可编程器件概述

1.2.2扩频芯片国内外研究现状

1.3基于EDA技术的FPGA应用前景

1.4论文主要研究内容与思路

第2章直序扩频通信系统理论概述

2.1扩频通信系统基本原理

2.1.1扩频通信系统的概念

2.1.2扩频通信系统的理论基础

2.1.3扩频通信系统的数学模型

2.1.4扩频系统的物理模型

2.2扩频通信系统的分类

2.3扩频通信系统的优点

2.4扩频技术在通信系统中的应用

2.5直接序列扩展频谱系统(DS-SS)

2.5.1直接序列扩展频谱系统的系统原理框图

2.5.2直接序列扩频信号的产生

2.5.3伪随机信号的调制

2.5.4扩展频谱信号的相关解扩

2.6 DPSK信号的调制与解调

第3章SystemView电子仿真软件及其对本系统的仿真

3.1 SystemView软件介绍

3.1.1 SystemView简介

3.1.2 SystemView的主要特点

3.2本系统的SystemView仿真

3.2.1系统的SystemView仿真模型

3.2.2各模块的组成

第4章FPGA原理及其FPGA芯片选择

4.1可编程逻辑器件的发展过程及其主要特点

4.1.1可编程逻辑器件的发展

4.1.2采用可编程逻辑器件的优点

4.2 Altera公司PLD产品概述

4.2.1 Altera PLD的特点

4.2.2 Altera器件介绍

4.3 FLEX10K系列FPGA简介

4.3.1概述

4.3.2 FLEX10K器件系列的特点

4.3.3 FLEX10K器件功能描述

4.3本系统设计采用的FLEX10K系列芯片EPF10K10LC84-3

第5章系统开发语言VHDL及其系统开发平台MAX+PLUSII

5.1系统开发语言VHDL

5.1.1硬件描述语言HDL

5.1.2 VHDL语言简介

5.1.3 VHDL语言设计硬件电路的特点

5.1.4 VHDL语言的三种描述方式

5.1.5 VHDL基本程序结构

5.1.6 VHDL语言设计步骤

5.2MAX+PLUSⅡ开发软件

5.2.1MAX+plusⅡ软件简介

5.2.2 MAX+plusⅡ软件的主要特点

第6章直序扩频通信系统的设计

6.1系统硬件设计

6.1.1系统整体硬件结构框图

6.1.2系统总体目标及其主要功能

6.1.3系统的主要技术参数

6.1.4系统所用FPGA芯片输入输出管脚简介

6.1.5本硬件系统对FPGA芯片进行配置的三种方法说明

6.1.6 D/A转换及信号放大电路设计

6.2系统软件设计

6.2.1系统整体软件结构框图

6.2.2系统软件框图中输入输出信号定义

6.2.3系统软件框图中个模块功能说明

6.3系统输入输出波形说明

第7章系统设计调试总结

7.1自顶向下的系统设计方法

7.2 FPGA芯片的选择问题

7.3 FPGA设计中的同步问题

7.4VHDL语言和MAX+PLUSⅡ开发平台的使用经验

7.5 MAX+PLUSⅡ对系统进行布局布线后设计总结

第8章系统设计总结和展望

8.1本文工作总结

8.2今后工作展望

参考文献

附录

附录1 FPGA下载电路板1电路图

附录2 FPGA下载电路板2电路图

附录3 D/A转换及信号放大电路图

致谢