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基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究

作　者: 黄浩
导　师: 冯永新
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 直扩信号长周期 BOC TDDM 循环相关 FPGA
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

直接序列扩频系统(简称直扩系统)通过采用特定的扩频函数,将待传输的频带较窄的信号扩展为宽频带信号。这种扩频通信系统的工作过程,主要运用伪随机序列良好的自相关和互相关特性来完成。随着直扩方式的不断发展,长周期伪码的出现,以及BOC(Binary Offset Carrier)调制技术和TDDM(Time Division Data Modulation)扩频技术的出现,使直扩信号的形式和种类越来越丰富。利用长周期伪码进行扩频,能够增加直扩信号的抗干扰能力。而与一般的直扩信号PSK(Phase Shift Keying)调制方式相比,BOC调制信号具有频谱分裂特性,能够将主瓣信号分离开,从而降低信号互扰,其相关函数比传统的PSK方式更陡峭,提高多径分辨能力。与传统的直扩信号数据调制方式不同的是,TDDM扩频技术采用奇数位调制和偶数位不调制的时分数据调制方式,从而可以提高信号的跟踪精度。对于一个直扩系统而言,接收机对信号的捕获能力尤为重要,是信号能够被正确接收并进行处理的前提。传统的直扩信号捕获方法有参考信号法、匹配滤波器法、序列估计法和序列搜索同步法等。它们都是非常有价值的伪码捕获方法,但它们以牺牲捕获时间或硬件复杂度为代价,捕获效率比较低,不适合用来对长周期扩频伪码信号,以及BOC信号和TDDM信号进行捕获设计。因此,本文在捕获设计过程当中,采用了基于循环相关的捕获方法。它通过与相应的数据压缩方法相结合,能够在低信噪比、长伪码周期序列的条件下,实现信号的快速捕获。在研究快速捕获方法的基础上,通过MATLAB7.1平台,分别对长周期扩频伪码信号、BOC信号、TDDM_PSK信号及TDDM_BOC信号的循环相关捕获方法进行了仿真设计,验证了循环相关算法的合理性、有效性以及快速性。在MATLAB建模仿真的基础上,着重利用Xilinx公司的Virtex4-sx35系列FPGA作为目标开发平台,对长周期扩频伪码信号、BOC信号以及TDDM信号的生成及捕获过程,进行了硬件条件下的设计。通过研究数据处理过程,分析设计结果。如果合理配置相应的参数,就能够大大减少循环相关运算时间,实现直扩信号的快速捕获。

基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究

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