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低频时码接收的DSP实现以及改进低频定时的研究

作　者: 白燕
导　师: 吴贵臣；许林生
学　校: 中国科学院研究生院（国家授时中心）
专　业: 天体测量与天体力学
关键词: DSP 低频时码采集定时参考点软件无线电
分类号: P127
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 96次
引　用: 3次
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内容摘要

目前授时中心正在建设和完善的低频时码授时系统是我国授时体系的重要扩展和补充，其应用研究是十分重要而紧迫的课题。本论文的工作针对低频时码授时高端用户的定时需求，对数字信号处理(DSP)这一新型技术在该领域应用进行了探索性研究，主要完成和开展了如下工作： (1) 研究分析了低频信道和DSP技术，根据系统要求，从硬件上实现了基于DSP芯片的低频时码信号的采集测试平台。利用该平台实现了信号的观测和采集。本文第二章具体说明了该测试平台的设计原理、硬件和软件的实现方法以及各种器件的选取原则。 (2) 为了提高接收机的定时精度，对反映低频信号秒到来时刻的确定方法作了较为深入的研究。分析了接收信号失真和受干扰的原因所在，论述了接收带宽和失真程度的关系，并在此基础上，利用统计的方法在调幅信号的下降沿上找到了一个较为稳定的特征点，将其作为接收机的定时参考点，定时不确定度可以达到数十微秒量级。 (3) 最终的低频时码接收终端应当是一种全数字化的、性能较高、精度较高的接收机。在前面已经实现的低频时码信号测试平台的基础上，对设计一种基于软件无线电模式的低频时码接收终端作了初步的探讨，为今后的全数字化接收机的实现打下一定的基础。 (4) 全数字化接收机的核心是数字信号处理技术的应用。本文最后介绍了数字滤波和快速傅立叶变换FFT的基本原理及其DSP实现的方法，为DSP技术在不同功能上的开发以及在低频时码接收终端的应用作了些许探讨。其中，第(1)和第(2)部分的工作为本人工作的重点内容，并且已经基本完成。第(3)和第(4)部分的内容是为了今后顺利开展低频时码的数字化研究，而提出的有关软件无线电接收的一种设计方案，有待于今后的进一步开发研究。

全文目录

中文摘要  2-3
英文摘要  3-7
第一章引言  7-14
  1.1 有关背景  7-8
  1.2 低频无线授时的有关情况及其发展  8-9
  1.3 DSP技术研究现状  9-12
  1.4 本课题的意义  12-13
  1.5 论文的安排  13-14
第二章基于DSP的低频时码信号测试平台  14-32
  2.1 低频时码系统介绍  14
  2.2 基于DSP实现的低频时码信号的测试平台总体介绍  14-15
  2.3 采样原理  15
  2.4 低频时码信号测试平台的硬件部分介绍  15-25
  2.5 低频信号测试平台的软件设计  25-27
  2.6 DSP芯片的开发工具  27-32
第三章改进低频定时的方法研究  32-44
  3.1 低频时码接收信号失真的原因分析  32-36
  3.2 利用统计的方法选取稳定的定时参考点  36-42
    3.2.1 利用统计的方法选取定时参考点的整体思想  36-39
    3.2.2 滑动相减求出下降沿中最陡的一点  39
    3.2.3 利用标准偏差验证下降沿中最陡点的变化范围  39-41
    3.2.4 奇异数据的取舍  41-42
  3.3 求低频信号的秒定时点距离标准的GPS秒信号的延迟  42-44
第四章低频时码接收机的软件无线电设计方案  44-52
  4.1 射频低通采样数字化结构软件  44-45
  4.2 A/D的应用  45
  4.3 AGC技术  45-46
  4.4 基于正交数字混频的软件无线电接收机数学模型  46-47
  4.5 多速率信号处理技术  47-49
  4.6 数字匹配滤波器  49-52
第五章 DSP的有关技术及其应用  52-64
  5.1 通过数字滤波的方法改进接收机精度  52-57
  5.2 快速傅立叶变换(FFT)的应用  57-64
结束语  64-66
参考文献  66-69
硕士期间发表文章  69-70
致谢  70-71

低频时码接收的DSP实现以及改进低频定时的研究

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