文档介绍：杭州电子科技大学
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杭州电子科技大学硕士学位论文
猝发式直扩系统载波同步技术研究与实现
研究生: 吴铭宇
指导教师: 张福洪副教授
2012 年 12 月
Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi University
for the Degree of Master
Reseach and Implementation of the Carrier
Synchronization for Burst-Mode DSSS System
Candidate: Mingyu Wu
Supervisor: Vice Prof. Fuhong Zhang
December,2012
杭州电子科技大学硕士学位论文
摘要
扩频技术是一种信息传输技术,具有低截获率、抗干扰性、信息隐蔽和多址通信等特点,
而猝发传输方式是高数据信令率和短时传输相结合的数据传输方式。由扩频技术和猝发传输
方式相结合产生的猝发通信技术,可以在继承扩频技术可靠传输性能的基础上,利用猝发信
号发送时间不确定和短时传输的特点,进一步提高信号的抗截获和抗侦听能力,因此被广泛
应用于军事通信和导弹制导等军事技术领域。
本文以实验室项目“XXXX 系统”为研究背景,对猝发式直扩接收机系统的载波同步技
术进行了深入研究,通过不同算法的 MATLAB 仿真分析和性能比较,提出了一种能在低信噪
比和大频偏条件下有效工作,在有限长导频序列内快速实现载波同步的高性能算法,并在理
论仿真的基础上,基于 FPGA 平台对该载波同步算法进行了硬件实现。
本文首先从扩频技术的发展历史、研究现状和发展前景出发,介绍了直接序列扩频通信
的理论基础,包括扩频码性能、同步技术和调制解调技术;
其次结合猝发通信特点和同步实现要求,设计了猝发信号的前导字图案,同时给出猝发
式直扩通信系统的总体设计方案,并对其中的功能模块进行了简明的介绍,特别是对接收机
中的信号处理流程作了详细的数学推导和分析,为系统方案设计提供了有力的理论支持;
接着对猝发信号捕获算法和载波跟踪算法进行深入的理论研究和 MATLAB 仿真,包括对
基于数字匹配滤波器和扫频的捕获算法、基于 CPAFC 辅助的 Costas 载波跟踪算法以及基于
FFT 辅助的 Costas 载波跟踪算法进行仿真实现,并结合仿真结果分析,提出了一种满足系统
设计要求,并适合于硬件实现的载波同步算法;
然后在前文算法仿真的基础上,基于软件无线电硬件平台,采用 FPGA 技术对载波同步
方案进行硬件实现,通过在 QUARTUS II 开发环境中编程下载,利用 EDA 软件 SignalTap II
工具实时捕获数据进行分析,验证了该载波同步方案的可行性;
最后,对全文作了总结,同时指出了下一阶段需要完成的任务。
关键词:猝发通信,直接序列扩频,信号捕获,载波跟踪,MATLAB,FPGA
I
杭州电子科技大学硕士学位论文
ABSTRACT
The spread spectrum technology is one of information transmission technologies featured by
low probability of intercept