文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
直扩数字化接收机解扩解调研究与实现
姓名:吴皓威
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:刘晓明
20060401
重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
扩频通信是一种有着极其优异性能的通信方式,自其诞生之日起就受到了广
泛的关注。论文围绕数字化 DS-BPSK 接收机的解扩和解调展开,主要研究了直扩
接收机中的数字下变频、伪码快捕与跟踪、载波捕获与跟踪、数据解调等内容,
设计了针对 DS-BPSK 信号的解扩解调方案,并进行了理论分析和性能仿真,最后
在 FPGA 上实现了该方案,相应的测试结果证明了方案的正确性。该课题将用于
航天测控测距中。论文的主要工作如下:
1、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,设计
了基于软件无线电思想的全数字 DS-BPSK 接收机方案。
2、对比了各种数字下变频方案,根据实际情况,设计了适合系统的数字下变
频方案,即把带通欠采样的频谱搬移和数字正交下变频两种方案相结合,更有效
的完成了从中频到基带的变换。
3、为了满足测距中伪码快捕的需要,通过分析常见的伪码同步方法,确定了
本系统采用的伪码快捕和跟踪方案。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;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。
4、提出了适合在大频偏环境下的载波同步方案,系统采用逐步缩小范围的载
波同步策略。总体的载波同步策略是:初始阶段频率偏差很大,使用时-频二维搜
索将载波频率偏差缩小到伪码能够同步情况;伪码同步后,频率偏差仍然较大,
解调环不能正常工作,这时利用动态性能较好的 FLL 跟踪频率变化;当频率偏差
减小到一定程度之后,使用环路带宽窄的 PLL 跟踪载波相位,从而能够正确解调
出 BPSK 数据。
5、研究了在 FPGA 中实现数字下变频、伪码同步、载波同步的具体方式和技
巧,总结了 FPGA 在进行大规模数字系统设计和开发过程中的一些经验。通过在
硬件平台上对接收机方案的性能指标测试,表明提出的方案和实现结果达到了接
收机要求指标。
关键词:伪码快捕,载波同步,伪码测距,数字下变频,现场可编程门阵列
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要
ABSTRACT
Spread Spectrum (SS) communication is a kind munication system with
excellent performance, and has attracted wide attention and interest of researchers since
it was born. This dissertation discusses the de-spreading and demodulation of the digital
Direct Sequence (DS) BPSK receiver, which will be used in aircraft telemeter, with
focus on the techniques of digital down-convert (DDC), fast acquisition and tracking of
pseudo noise (PN) sequence, carrier synchronization and data demodulation etc. This
dissertation designs a scheme of de-spread and demodulation about DS-BPSK signal,
analyzes its feasibility through simulation, and finally implements it on FPGA.
The main contents of the dissertation are as follows:
The scheme of all digital DS-BPSK receiver is proposed based on software defined
radio. This scheme is applicable for SS information frame telemeter using PN code in
high dynamic environment.
Combining orthogonal DDC with the spectrum shift