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基于FPGA扩频通信系统中伪码同步技术的研究

作　者: 杜辉
导　师: 丁群
学　校: 黑龙江大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 扩频通信 码同步 捕获 跟踪
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 172次
引　用: 3次
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内容摘要


扩频通信由于频谱利用率高、抗干扰能力强等诸多优点，从诞生起就成为信息通信领域的热门技术。近几年，随着第三代移动通信技术的发展，更是为扩频通信技术的发展带来个广阔的空间。随着信息时代的到来，有限的频率资源越来越不能满足用户的需求，扩频通信为共享频率资源提供了有效合理的解决办法。直接序列扩频通信系统正常工作的前提是接收机必须对扩频码正确的解扩，但是信道中噪声和干扰的影响以及信号的传输延迟必然导致收发两端的扩频码相位不一致，所以接收机首先需要获得扩频码的同步，这是扩频接收机正常工作的先决条件。扩频伪随机伪码的同步包括捕获和跟踪两部分。捕获就是获得扩频码相位的初始同步，这种粗同步中接收伪码与本地伪码的相位具有一定的差值，而跟踪就会继续减小相位差达到精确的同步，并在整个通信过程中保持这种同步。本文首先研究扩频通信理论，之后分析了直扩信号的频谱，对最长线性反馈移位寄存器序列的特性进行讨论。提出了四种捕获方法和两种捕获检测判决法，给出了伪码跟踪环中鉴相算法和环路滤波器的基本参数，研究了在工程应用中的环路设计方法。根据扩频信号的特点提出了分段多积分滑动相关法，并利用加脉冲法实现滑动相关捕获，设计实现了二阶的数字延迟锁定环，提出一种简化的伪码跟踪环路设计方法，最后使用软件无线电技术在FPGA中实现了码同步系统，给出了仿真结果和性能分析。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 绪论  9-15
  1.1 课题研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外同类课题研究现状及发展趋势  11-13
  1.3 论文研究的主要内容与结构安排  13-15
第2章 直接序列扩频通信系统与同步理论  15-30
  2.1 扩展频谱通信概述  15-19
    2.1.1 扩频通信的基本原理及系统模型  15-17
    2.1.2 扩频系统的主要特点  17-18
    2.1.3 扩频系统的参数指标与基本类型  18-19
  2.2 直接序列扩频通信系统  19-22
    2.2.1 直接序列扩频通信系统的原理分析  20-21
    2.2.2 直扩信号的频谱分析  21-22
  2.3 同步的基本理论  22-25
    2.3.1 参数估值理论  22-23
    2.3.2 似然函数  23-24
    2.3.3 直接序列扩频通信系统的伪码同步  24-25
  2.4 最长线性反馈移位寄存器序列  25-29
    2.4.1 m序列的产生  26-27
    2.4.2 m序列的特性  27-29
  2.5 本章小结  29-30
第3章 直扩系统的伪码捕获技术研究  30-45
  3.1 基本的捕获方法  30-39
    3.1.1 滑动相关法  30-35
    3.1.2 匹配滤波器法  35-37
    3.1.3 序贯检测捕获法  37-38
    3.1.4 发射参考信号法  38-39
  3.2 判决捕获的方法  39-44
    3.2.1 单积分判决检测  39-42
    3.2.2 多积分判决检测  42-44
  3.3 本章小结  44-45
第4章 直扩系统的伪码跟踪技术研究  45-59
  4.1 码环的基本原理  46-52
    4.1.1 基带延迟锁定环的基本原理  46-49
    4.1.2 全时间非相干数字延迟锁定跟踪环  49-52
  4.2 环路的设计方法  52-58
    4.2.1 鉴相器的设计  52-54
    4.2.2 环路滤波器的设计  54-58
  4.3 本章小结  58-59
第5章 码同步系统的 FPGA 仿真及实现  59-82
  5.1 码 NCO 的 FPGA 实现  61-64
  5.2 伪码捕获实现方案  64-72
    5.2.1 串行滑动相关法实现方案  64-66
    5.2.2 捕获方法的改进  66-72
  5.3 伪码跟踪实现方案  72-81
    5.3.1 数字延迟锁定环的实现  72-79
    5.3.2 伪码跟踪环的简化实现  79-81
  5.4 性能分析  81
  5.5 本章小结  81-82
结论  82-83
参考文献  83-89
致谢  89-90
攻读硕士学位期间发表的学术论文与奖励  90-91
攻读硕士学位期间参加的科研项目  91

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信系统（传输系统） > 跳频与扩展频谱通信系统 > 扩频通信
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