扩频接收机中伪随机码跟踪系统的研究

摘要

无线电导航是所有导航手段中最重要的一种.自二十世纪二十年代第一个无线电导航系统,即无线电测向系统问世以来,无线电导航技术得到了迅速的发展.同步系统是导航系统中的关键,而跟踪技术更是同步的关键技术.本文对全时间超前-滞后非相干延迟锁相环系统理论进行深入研究,建立了全时间超前-滞后非相干延迟锁相环的数学模型,分析了信道噪声对环路稳定性的影响.通过仿真对此进行了定性的探讨.本文还分析和总结了二阶锁相环设计中选择环路参数的思路和方法,分析了环路参数ω<,n>、ζ的物理意义以及环路性能与环路参数ω<,n>、ζ的关系,给出了一套可行的环路参数优化方案.本论文在前面几章理论分析及论证的基础上,用MATLAB SIMULINK中的S-FUNCTION模块成功构建了全时间超前-滞后非相干延迟锁相环的系统模型,实现了对系统各项功能仿真.同时,本论文还对系统进行了硬件设计与实现,证明了本文所提到的信道噪声对环路稳定性的影响,以及环路参数的设计方法具有实际意义,同时也为该技术的进一步推广应用奠定了坚实的实践基础.

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1概述

1.2课题的来源及研究内容

1.3完成本课题所作的工作

第2章课题相关的基本原理

2.1测距原理

2.2扩频原理

2.2.1概述

2.2.2直接序列扩频系统

2.2.3扩频码跟踪系统

2.3锁相原理

2.3.1概述

2.3.2锁相环的基本原理

2.4本章小结

第3章跟踪锁相环数学模型的建立

3.1全时间超前-滞后非相干码跟踪回路的结构框图

3.2建立码跟踪环的数学模型

3.2.1无噪情况下的分析

3.2.2有噪情况下的分析

3.2.3非相干跟踪回路的等效模型

3.3本章小结

第4章环路参数的选择

4.1环路性能与环路参数ω。、ζ的关系

4.1.1二阶锁相环中ω、ζ的物理意义

4.1.2环路的捕获性能与ωn、ζ的关系

4.1.3环路噪声性能与ωn、ζ的关系

4.1.4环路的跟踪性能与ωn、ζ的关系

4.2环路参数的选择

4.2.1阻尼系数ζ的确定

4.2.2无阻尼振荡频率ωn的确定

4.2.3确定环路增益K和环路滤波器参数

4.3本章小结

第5章系统仿真

5.1使用系统仿真软件MATLAB创建用户代码库

5.2系统单元模块构建

5.2.1信号源产生模块

5.2.2压控振荡器模块

5.2.3扩频码序列产生器

5.3系统模型的构建及仿真

5.4环路稳定性的分析

5.4.1环路稳定性的理论分析

5.4.2仿真分析及结论

5.5本章小节

第6章硬件平台的设计

6.1系统总体方案设计

6.2各部分电路设计

6.2.1电源单元

6.2.2 DSP与CPLD接口电路

6.2.3 DSP与FLASH接口电路

6.2.4 DSP与A/D接口电路

6.2.5 DSP与D/A接口电路

6.3超前-滞后锁相环算法的DSP实现

6.3.1浮点乘法器的实现

6.3.2带通滤波器的实现

6.3.3压控振荡器的实现

6.3.4扩频码产生器的实现

6.3.4锁相环的整体实现

6.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致 谢