基于FPGA的GNSS信號(hào)載波同步技術(shù)研究
本文選題:GNSS 切入點(diǎn):載波同步 出處:《大連海事大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:最近幾年里,在衛(wèi)星通信、衛(wèi)星定位以及遙測(cè)遙控等技術(shù)的快速發(fā)展過(guò)程中,載波跟蹤這門技術(shù)也越來(lái)越受到廣大研究人員的青睞,并且有了突破性的進(jìn)展。在做國(guó)家支撐計(jì)劃課題“AIS/GNSS船載導(dǎo)航設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研制(2012BAH36B02)"時(shí),需要設(shè)計(jì)一種通用型鎖相環(huán),用于設(shè)備接收端進(jìn)行載波提取。對(duì)于載波受到抑制的雙邊帶調(diào)制方式,需要采用直接提取法來(lái)獲得載波。直接提取法有兩種,平方環(huán)載波提取法和同相正交環(huán)(即科斯塔斯環(huán))載波提取法。平方環(huán)載波提取法的一個(gè)很大限制是,整個(gè)環(huán)路要工作在載波的二倍頻上當(dāng)載波頻率很高時(shí),該方法的性價(jià)比比較低,因此,本文主要研究科斯塔斯環(huán)載波提取法?扑顾弓h(huán)作為鎖相環(huán)的一項(xiàng)應(yīng)用,在實(shí)際載波同步中發(fā)揮著很大的作用,本文首先針對(duì)鎖相環(huán)技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,主要包括鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和基本性能。然后具體研究了科斯塔斯環(huán)的實(shí)現(xiàn)方法,對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)劃分,在大結(jié)構(gòu)上主要分為三個(gè)模塊,分別是鑒相器模塊、環(huán)路濾波模塊和DDS模塊(這也是鎖相環(huán)的三個(gè)主要組成部分),其中在鑒相器的實(shí)現(xiàn)上又分了兩個(gè)子模塊,相乘器子模塊和FIR低通濾波器子模塊。在明確了模塊劃分之后,對(duì)每一個(gè)小模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文主要在Xilinx公司研發(fā)的ISE硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)上,采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn),仿真軟件是Modelsim SE 6.5,在各個(gè)模塊功能仿真都達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的條件下,開(kāi)始頂層模塊的仿真,最后使用Virtex4開(kāi)發(fā)板對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行了板上驗(yàn)證,并將最終的驗(yàn)證結(jié)果在示波器上顯示出來(lái)。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of satellite communication, satellite positioning and telemetry and remote control technology, carrier tracking technology has been more and more favored by the majority of researchers, and has made a breakthrough.In the course of national support project "key technology and system development of AIS/GNSS shipborne navigation equipment", it is necessary to design a general phase-locked loop for carrier extraction at the receiving end of the equipment.For the two-sided band modulation with suppressed carrier, direct extraction is needed to obtain the carrier.There are two kinds of direct extraction methods: square loop carrier extraction method and in phase orthogonal loop (Kostas loop) carrier extraction method.A great limitation of the square loop carrier extraction method is that when the carrier frequency is high, the cost performance of the method is low. Therefore, the Kostas loop carrier extraction method is mainly studied in this paper.As an application of PLL, Kostas loop plays a very important role in practical carrier synchronization. Firstly, this paper studies the PLL technology deeply, including the structure, working principle and basic performance of PLL.Then the realization method of Kostas loop is studied concretely, and the structure is divided into three modules, which are phase discriminator module.The loop filter module and the DDS module (which are also three main components of the phase-locked loop) are divided into two sub-modules in the realization of the phase discriminator, the multiplier sub-module and the FIR low-pass filter sub-module.After defining the module division, each module is designed and implemented.In this paper, on the ISE hardware development platform developed by Xilinx Company, Verilog HDL hardware description language is used to program. The simulation software is Modelsim SE 6.5. Under the condition that the function simulation of each module reaches the expected goal, the top-level module simulation is started.Finally, the whole program is verified on board with Virtex4 development board, and the final verification result is displayed on oscilloscope.
【學(xué)位授予單位】:大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN967.1
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,本文編號(hào):1697599
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