基于FPGA的扩频通信测距测速系统设计与实现

摘要

本文介绍了一种基于FPGA实现的扩频测距测速系统，该系统用于空间卫星距离速度的测量，同时实现卫星与地面的扩频通信。
　　本文设计的测距测速系统包括测距测速和遥控遥测两个通道。测距测速通道接收来自地面的两路扩频测量帧，解算出上行伪距、伪多普勒，并将上行伪距、伪多普勒插入到下行测量帧进行扩频调制、载波调制后发往地面。遥控遥测通道接收地面测控站发送的上行扩频遥控信号，完成解扩、解调，并将解扩解调后的遥控信号送遥控单元,同时接收遥控单元送来的遥测信号进行编码扩频调制输出。
　　经过大量的理论分析和验证，本课题采用FPGA来实现扩频测距测速系统的基带电路，根据系统的各项参数和指标要求设计并实现发送信号的伪随机码调制、接收信号的伪码捕获与跟踪、载波跟踪、数据的解调以及与嵌入式处理器的接口设计。
　　本文首先对扩频通信的基本原理和直接序列扩频通信系统的基本结构进行了阐述，解释了扩频通信用于测距测速的基本原理，然后根据系统的各项指标要求给出了系统总体的设计方案，并对扩频测距测速系统进行了功能划分，然后对系统的FPGA逻辑设计和实现原理进行了详细完整的阐述。
　　扩频测距测速接收机设计已经顺利完成，并进行了最终的测试，接收机工作稳定，各项指标均达到设计要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1扩频通信测距测速系统概述

1.2课题研究背景

1.3国内外发展现状

1.4论文主要内容

2扩频通信基本理论

2.1扩频通信理论基础

2.2直接序列扩频系统基本原理

2.3.伪随机码基本原理

2.4本章小结

3扩频测距测速接收机总体设计

3.1伪码捕获

3.2伪码跟踪

3.3载波跟踪

3.4测距测速原理

3.5本章小结

4系统的FPGA实现

4.1硬件平台介绍

4.2信号源模块设计

4.3数字下变频设计

4.4伪码捕获与跟踪模块

4.5载波同步模块

4.6数据解调模块

4.7 FPGA与ARM接口模块

4.8本章小结

5系统测试与分析

5.1实验与测试步骤

5.2实验与测试方法

5.3测试结果分析

5.4遥控通道调试

5.5本章小结

6总结与展望

6.1全文总结

6.2 课题展望

致谢

参考文献