基于SOPC的扩频接收机研究与设计

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。目前已从军事领域向民用领域发展。 论文围绕数字化DS-BPSK接收机的解扩和解调展开，通过分析伪码信息帧测距遥测系统的需求，针对高动态的机载环境和FPGA的应用要求，对直扩接收机中DS-BPSK信号解扩解调的实现的原理和方法以及在SOPC上进行大规模数字系统设计和开发做了较深入的研究；比较并确定了基于软件无线电思想的全数字DS-BPSK接收机中解扩解调的方案；设计了基于SOPC的DS-BPSK接收机，完成了数字下变频、伪码快捕与跟踪、载波捕获与跟踪、数据解调等模块的设计，其中伪码捕获采用多通道并行伪码相位搜索策略，兼顾了捕获速度和硬件复杂度的要求，对其中的平方包络算法做出了改进；在非相干超前滞后延迟锁定环的基础上增加了载波辅助功能，提高了伪码跟踪电路在高动态环境下的适应能力，并对频率跟踪中的鉴频器实现的算法做出了一定改进。论文对系统进行了理论分析和性能仿真，最终在SOPC上实现了该方案。通过在硬件平台上对接收机的性能指标进行了测试，测试结果表明实现的接收机基本达到了性能指标要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2论文的主要工作和内容安排

第二章课题相关的理论基础及相关软硬件介绍

2.1扩频通信系统基本原理

2.2SOPC技术概述

2.3芯片及开发软件介绍

2.3.1芯片选型

2.3.2系统开发软件介绍

2.3.3Xi1inx公司的ISE开发系统简介

第三章扩频接收机的方案设计

3.1扩频接收机的总体结构

3.2数字下变频方案

3.3伪码同步方案设计

3.3.1伪码捕获方案

3.3.2伪码跟踪方案

3.4载波同步方案

3.4.1频偏对伪码相关峰值的影响

3.4.2载波捕获与跟踪方案

3.5载波频率跟踪

3.5.1频率跟踪方案

3.5.2频率跟踪方案的理论分析

3.5.3鉴频器的设计与改进

3.6载波相位跟踪和数据解调

3.6.1全数字载波跟踪环路结构

3.6.2数字载波相位跟踪环路参数设计

3.6.3数据解调和帧识别

3.7本章小结

第四章扩频接收机的实现

4.1接收机解扩解调方案的实现

4.1.1数字下变频设计

4.1.2伪码快捕的设计与实现

4.1.3伪码跟踪的设计与实现

4.1.4载波频率捕获的设计与实现

4.1.5载波相位跟踪以及数据解调的设计与实现

4.2接收机的测试结果和达到的指标

4.3本章小结

第五章总结与展望

5.1本文工作总结

5.2今后工作展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间主要研究成果