局域無線時間同步系統(tǒng)是應用于可視范圍內,基于雙向偽碼測距原理來測量兩地鐘差,實現(xiàn)時間同步的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有精度高、靈活性強、不受對流層時影響等優(yōu)點。因此局域無線時間同步系統(tǒng)的應用與技術研究范圍愈來愈廣,在科研、通信測量、電力交通等領域都有著廣泛的使用。收發(fā)基帶信號處理單元是局域無線時間同步系統(tǒng)的關鍵組成部分,主要應用技術與原理包括碼分多址技術、雙向偽碼測距原理等。本文首先設計了基帶測距信號的體制結構;重點研究了收發(fā)基帶信號發(fā)射及接收的基本方法與關鍵算法;設計并搭建了基于FPGA+DSP架構的硬件實驗平臺,并在此平臺上開展了基于雙向偽碼測距原理收發(fā)基帶設計與實現(xiàn)工作;最后對雙向無線時間同步系統(tǒng)進行了測試,并對測試結果進行了分析。論文具體內容如下:1、對雙向偽碼測距與時間同步原理進行了研究,然后對無線時間同步系統(tǒng)下基帶信號發(fā)射與接收的基本方法進行了分析。2、研究了收發(fā)信機基帶信號發(fā)射與接收的關鍵技術。設計了測距信號的體制結構與信息幀格式,并對生成信號進行了性能分析。同時對載波環(huán)和碼環(huán)進行了研究,分別分析了載波環(huán)與碼環(huán)的測量誤差與精度,最后對環(huán)路結構與環(huán)路參數(shù)進行了優(yōu)化。3、搭建并設計了雙向... 

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究意義
    1.3 收發(fā)基帶國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 國內發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內容
第2章 局域無線時間同步系統(tǒng)
    2.1 無線時間同步基本原理
    2.2 無線時間同步系統(tǒng)基本結構
        2.2.1 無線時間同步系統(tǒng)結構
        2.2.2 發(fā)射及接收基本原理
    2.3 本章小結
第3章 信號生成關鍵技術研究
    3.1 測距信號體制構成方法
        3.1.1 測距PN碼選擇及特性分析
        3.1.2 測距信號幀結構設計
    3.2 載波生成模塊設計
    3.3 測距信號性能分析
        3.3.1 偽碼生成性能分析
        3.3.2 DDS輸出信號的頻譜雜散分析
    3.4 本章小結
第4章 信號接收關鍵技術研究
    4.1 基本鎖相環(huán)
        4.1.1 鎖相環(huán)基本原理
        4.1.2 環(huán)路濾波器
    4.2 載波環(huán)跟蹤算法設計與分析
        4.2.1 科斯塔斯環(huán)的基本結構
        4.2.2 鑒相器和鑒頻器算法設計與性能分析
        4.2.3 載波環(huán)跟蹤誤差分析
    4.3 碼跟蹤環(huán)算法設計與分析
        4.3.1 非相干延遲鎖定環(huán)基本結構
        4.3.2 碼環(huán)鑒相器算法設計與性能分析
        4.3.3 偽碼跟蹤環(huán)精度分析
    4.4 載噪比估計
    4.5 跟蹤環(huán)路優(yōu)化與仿真
        4.5.1 環(huán)路結構分析與優(yōu)化
        4.5.2 環(huán)路參數(shù)分析與仿真
    4.6 本章小結
第5章 系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)設計目標及要求
    5.2 無線時間同步收發(fā)基帶設計方案
        5.2.1 收發(fā)基帶的組成結構
        5.2.2 系統(tǒng)各模塊通信接口
        5.2.3 硬件設計及工具
    5.3 時間同步系統(tǒng)收發(fā)基帶的硬件總體平臺架構
    5.4 時鐘模塊的設計與實現(xiàn)
    5.5 無線時間同步發(fā)射器的設計與實現(xiàn)
        5.5.1 測距信號偽隨機碼生成模塊
        5.5.2 測距信號幀生成模塊
        5.5.3 測距信號載波與調制生成模塊
    5.6 無線時間同步接收器的設計與實現(xiàn)
        5.6.1 跟蹤環(huán)路模塊
        5.6.2 跟蹤環(huán)路工作流程
        5.6.3 偽距處理模塊
        5.6.4 跟蹤環(huán)路測試
    5.7 本章小結
第6章 時間同步系統(tǒng)校準及測試結果分析
    6.1 局域時間同步測試方案
    6.2 組合時延標定
    6.3 測試結果分析
        6.3.1 組合時延標定測試分析
        6.3.2 單向偽距穩(wěn)定度測試分析
        6.3.3 雙向時間同步測試分析
    6.4 本章小結
第7章 結論與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]GNSS時頻檢測系統(tǒng)時間直接溯源及評定[J]. 孫海燕,王豐,馬煦,李齡.  數(shù)字通信世界. 2015(04)
[4]雙向測距與時間同步系統(tǒng)中設備時延標定的研究[J]. 馬紅皎,李夢,吳華兵,胡永輝.  時間頻率學報. 2015(01)
[5]載波相位平滑偽距算法在雙向測距與時間同步系統(tǒng)中的應用[J]. 李夢,馬紅皎.  時間頻率學報. 2014(04)
[6]星地動態(tài)雙向時間同步與測距算法[J]. 黃飛江,盧曉春,劉光燦,孫利平,張文希,楊丞.  宇航學報. 2014(09)
[7]FLL輔助PLL載波跟蹤環(huán)路誤差分析[J]. 馬路,石立國,王竹剛.  測控技術. 2014(09)
[8]一種雙向測距與時間同步系統(tǒng)的設計與分析[J]. 馬紅皎,吳華兵,李夢,王康,武建鋒,何在民,胡永輝.  時間頻率學報. 2014(01)
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碩士論文
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[4]中頻數(shù)字化接收機基帶設計與實現(xiàn)[D]. 牟建明.西安電子科技大學 2012
[5]基于FPGA與DSP嵌入式北斗/GPS兼容型接收機設計與試驗[D]. 楊樹偉.江蘇科技大學 2012
[6]實時多通道GPS信號模擬器的設計與實現(xiàn)[D]. 肖晶晶.清華大學 2011
[7]數(shù)字中頻接收機同步技術研究[D]. 吳明欽.電子科技大學 2011
[8]一種高可靠性組合授時服務系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 達亮.西安科技大學 2010
[9]基于DSP-FPGA架構的彈載GPS接收機的研究與實現(xiàn)[D]. 白明明.南京理工大學 2010
[10]衛(wèi)星授時方法與星地同步數(shù)據(jù)處理技術研究[D]. 葉增.哈爾濱工程大學 2010



本文編號：3725417