【摘要】：擴(kuò)頻通信一直以來都是信息時代飛速發(fā)展的前沿科技,憑借其在通信領(lǐng)域中占有諸多的優(yōu)勢,從軍事級別的應(yīng)用到個人業(yè)務(wù)的拓展,人們已經(jīng)大范圍的應(yīng)用這項技術(shù)。軟件無線電技術(shù)是一種用軟件編程的方式來實(shí)現(xiàn)硬件平臺上的功能,通過對軟件的升級可以解決硬件的更新?lián)Q代,將復(fù)雜的工程變得容易。本文系統(tǒng)的將擴(kuò)頻通信和軟件無線電結(jié)合,實(shí)現(xiàn)直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng),使設(shè)計的成果更加貼近科技生活。本文根據(jù)軟件無線電技術(shù)設(shè)計出一套可以接收和發(fā)送信息的擴(kuò)頻通信系統(tǒng),針對碼同步模塊,主要包括碼捕獲和碼跟蹤的方案設(shè)計、MATLAB仿真和FPGA實(shí)現(xiàn),同時提出一種在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上改進(jìn)的分段求平方和的串行捕獲法。此外還有對信源進(jìn)行組幀設(shè)計、利用FIR濾波器進(jìn)行成形濾波、對QPSK擴(kuò)頻信號進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)、用FIR濾波器進(jìn)行匹配濾波、用Gardner算法完成位同步以及最后的幀同步模塊。本文對這些主要模塊進(jìn)行FPGA實(shí)現(xiàn),并用ModelSim進(jìn)行仿真,和Chipscope在線邏輯分析儀對硬件調(diào)試的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN914.42;TN791
【圖文】：

第 2 章 基本理論1( )1k lNR kk lNN = = ≠ （要設(shè)計一個產(chǎn)生小 m 序列的線性移位寄存器，需先明確本原多項式[26]資料的查詢和多次測試，本設(shè)計采用 p = 1023為周期、 n = 10為級數(shù)的，當(dāng)級數(shù)為 10 時，可查表得出 14 個本原多項式，通過上邊的研究得出八進(jìn)制表示為 2011，轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制為 10000001001，所以對應(yīng)的本原多2-2）。3 10f ( x ) = 1+ x + x（樣，確定了特征多項式就可以得到如下的結(jié)構(gòu)邏輯圖，小 m 序列結(jié)構(gòu) 所示。

cω 為系統(tǒng)載波的角頻率。由于 QPSK 分為 I、Q 兩路信號，再令：( ) ( )cosnnI t k t nTs ∞= ∞= （2-10）( ) ( )sinnnQ t k t nTs ∞= ∞= （2-11）這樣代入式（2-9）得：( ) ( )cos( ) ( )sin( )c cs t = I t ω t Q t ωt（2-12）具體的調(diào)制方式為先將發(fā)射機(jī)發(fā)射的碼元進(jìn)行串、并轉(zhuǎn)換，把一路二進(jìn)制碼流序列變成 I、Q 兩路序列，并將序列的比特 0 和 1 變成符號的-1 和+1，再分別通過成形濾波器，轉(zhuǎn)換成可調(diào)制的信號，提高頻譜的利用率和消除碼間干擾[35]，之后讓調(diào)制后的信號反饋給載波并產(chǎn)生相位的變化，使載波與調(diào)制信號相乘完成調(diào)制的過程。QPSK 調(diào)制的原理框圖如圖 2-8 所示。

信號進(jìn)行相乘，再分別經(jīng)過匹配濾波器進(jìn)行濾波操作，通常是經(jīng)過低通濾波器恢復(fù)到中心頻率的信號，然后判決器分別對兩路信號進(jìn)行符號判決，最后經(jīng)過并/串轉(zhuǎn)換電路恢復(fù)出已調(diào)信號中所包含的基帶信號。QPSK解調(diào)的原理框圖如圖2-9所示。coscωtsincωt圖 2-9 QPSK 解調(diào)原理框圖Fig. 2-9 QPSK demodulation principle block diagram接下來對 QPSK 解調(diào)部分進(jìn)行公式推導(dǎo)，令載波產(chǎn)生的相位差為 Δ ，I、Q 兩路載波信號分別為sin(cω t+ Δ )和 cos(cω t+ Δ )，以 I 路信號為例，使用上邊調(diào)制后的信號 s(t) ，得：'( ) ( )cos([ ( )cos( ) ( )sin( )]cos(cc c cI t s t tI t t Q t t tω )= ω ω ω )= + Δ + Δ（2-13）利用積分和差公式得：1'( ) [ ( )cos(2 ) ( )cos( ) ( )sin(2 ) ( )sin( )]2c cI t = I t ω t + Δ + I t Δ Q t ω t + Δ + Q tΔ （2-14）再通過匹配濾波器即低通濾波器將高頻部分信號濾除，最后代入載波同步模塊除去載波相位差 Δ ，得：1'(

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2792848