基于FPGA的列车扩频通信基带处理器设计

摘要

扩展频谱通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗人为干扰、窄带干扰、多径干扰的能力。　　本文介绍了扩展频谱通信的基本原理，对其数字实现方法进行了深入分析和研究。详细阐述了扩频理论基础一香农定理；建立了扩频通信系统的数学模型，并对其进行了分析；在对伪随机序列研究的基础上，提出了应用于本系统的m序列，并对其应用特性进行了研究；提出了中频调制方案DQPSK，对其进行了分析；深入研究了接收的同步问题—捕获和跟踪，并且在对数字匹配滤波器原理及其实现方法进行深入研究的基础上，提出基于数字匹配滤波器的捕获和跟踪方案；采用相关检测的解扩原理，完成了扩频数据的解扩。

目录

文摘

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第一章概述

§1.1课题背景：

§1.2铁路无线数据通信的现状：

§1.3扩展频谱通信的技术优势：

§1.4扩频芯片国内外研究现状：

§1.5本论文的主要内容：

第二章扩展频谱通信技术理论研究

§2.1扩频通信技术理论基础：

§2.2扩频通信系统模型

§2.3扩频系统的伪随机序列：

§2.3.1码序列的相关性

§2.3.2码序列产生及其特性

§2.4扩展频谱信号的相关解扩

§2.5扩展频谱信号的基带调制与解调

2.5.1 QPSK调制系统

2.5.2 DQPSK调制

2.5.3 DQPSK解调

§2.6扩频通信系统中的同步

§2.6.1扩频信号的捕获

§2.6.2扩频信号的跟踪

§2.7匹配滤波器

§2.7.1数字匹配滤波器捕获性能分析

§2.7.2数字匹配滤波器的基本结构

§2.7.3过采样数字匹配滤波器

2.8本章小结

第三章系统发射部分设计实现与仿真

§3.1总体设计简介

3.1.1发射子系统

§3.2系统功能分析与模块划分

§3.2.1系统模块图

§3.2.2各模块功能划分

§3.3发射子系统设计与实现

§3.3.1时钟模块的设计实现

§3.3.2微处理器接口模块设计实现：

§3.3.3 FIFO模块

§3.3.4并串转换模块

§3.3.5串并转换模块

§3.3.6差分编码模块

§3.3.7伪随机序列发生器模块

§3.3.8扩频模块

§3.3.9 NCO模块

§3.3.10 DQPSK调制模块

§3.3.10发射端总体仿真波形

第四章扩频接收部分设计实现及仿真

§4.1接收子系统

§4.2系统功能分析与模块划分

§4.3接收部分设计实现

§4.3.1同步单元

§4.3.2差分解码模块

§4.3.3并串转换模块

§4.3.5总结

§4.4系统开发语言verilog简介

§4.5Altera公司Quartusii开发系统

§4.6本章小结：

第五章总结与展望

§5.1论文心得体会

§5.2本文工作总结

§5.3今后工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文