【摘要】：寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)衛(wèi)星信號因其速率高、抗干擾能力強和覆蓋范圍廣且不受地理條件限制的優(yōu)勢,成為軍方關注的重點。在軍事電子作戰(zhàn)中,不論是將目標弱信號與同頻強信號進行保密傳輸,還是在我軍受到敵軍同頻干擾時仍能實現“擾中通”,在接收端都需要從同頻強干擾信號中提取出目標弱信號。工程中常采用干擾抵消技術來完成同頻強干擾情況下目標弱信號提取工作。干擾抵消技術的關鍵是對同頻強信號參數的精確估計,本論文利用數字相位鎖定環(huán)路(Phase Locked Loop,PLL)對同頻強信號的載波相位進行精確估計與補償,實現將強信號完全混頻到基帶,為后續(xù)完成基帶強信號重構抵消,提取目標弱信號的工作奠定基礎。首先,本文對比分析了幾種使用傳統(tǒng)科斯塔相位鎖定環(huán)路實現相位補償的方案。針對其不能消除幅值影響導致鑒相精度不高的缺點設計了一種改進的八載波二象限反正切相位鎖定環(huán)路,能夠完成WCDMA衛(wèi)星信號載波相位高精度估計和補償。然后,對WCDMA衛(wèi)星系統(tǒng)同頻干擾抵消中的相位補償算法進行了研究。同頻干擾抵消中的相位補償算法包含兩個功能模塊:一是通過改進的數字鑒相器、數字環(huán)路濾波器和數控振蕩器組成的相位鎖定環(huán)路,實現了載波相位高精度跟蹤補償,將目標中頻信號完全混頻到基帶;二是以時間換取資源的思想對傳統(tǒng)降采樣濾波模塊進行改進,降低了信號采樣率,減輕后續(xù)基帶數字信號處理(Digital Signal Processing,DSP)壓力。利用MATLAB軟件完成了WCDMA衛(wèi)星系統(tǒng)同頻干擾抵消中相位補償算法的仿真測試,仿真測試結果驗證了算法的有效性。最后,以Altera的EP4SGX230KF40C2芯片為硬件平臺,完成了同頻干擾抵消中相位補償算法的現場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件實現,同時對以太網口和外部存儲器接口(External Memory Interface,EMIF)電路完成了FPGA實現。搭建硬件測試平臺,根據測試方案對相位補償算法以及外圍接口電路進行了FPGA板級測試,硬件測試結果表明相位補償算法和外圍接口電路的FPGA實現滿足設計需求,設計具有良好的可擴展性和靈活性,可應用到實際工程中。
【圖文】：

圖 3.14 匹配濾波器參數設置3.4 相位補償算法仿真驗證3.4.1 基于 PLL 環(huán)路的相位跟蹤算法仿真驗證本文以 MATLAB 生成的仿真數據和接收空中的真實數據為數據源對算法進行仿真驗證，以驗證算法的有效性。1. 仿真數據由 MATLAB 本地產生符合 WCDMA 標準的發(fā)送端數據，只生成公共導頻信道CPICH 和主公共控制物理信道(Primary Common Control Physical Channel, PCCPCH)，仿真參數信息如表 3.7 所示。表 3.7 仿真參數信息

MATLAB 軟件具有強大的數字信號處理能力，我們可以借助 MATLAB 中的FDATool 濾波器設計工具來完成 FIR 低通濾波器的設計。本文選用最接近理想濾波器特性的等波紋設計法來完成濾波器的設計。具體的參數設置如圖 4.4 所示。圖 4.4 FDATool 設計 FIR 低通濾波器參數從圖 4.4 可以看到 FIR 低通濾波器的設計滿足表 4.1 的要求，濾波器設計完成之后以 16bit 進行系數量化，然后將量化后的濾波器系數作為 FPGA 硬件實現時差分方程的抽頭系數。3. FIR 濾波器 FPGA 實現FIR 濾波器大致有兩種實現結構：直接型結構也稱卷積型結構和分布式結構。直接型結構方式實現的濾波器稱為乘累加形式[47]，其實現結構如圖 4.5 所示，此種實現結構適合于階數較小的情況，對于階數較大的濾波器需要消耗大量的乘法器資源，這是不可取的。雖然串行方式的直接型結構只需要一個乘法器，但是其處理的輸入數據采樣率sf 和系統(tǒng)時鐘clkf 應當滿足 /s clkf f N 關系，對于本系統(tǒng)而言，，
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN927.2;TN97

【參考文獻】

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1 湯巧治;陳雙燕;;64階FIR濾波器分布式算法優(yōu)化及實現[J];信息技術;2015年12期

2 曾廣裕;申強;李東光;何新;;基于擴展卡爾曼濾波的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)矢量跟蹤建模與仿真[J];兵工學報;2015年03期

3 牟偉清;劉榮科;宋青平;段瑞楓;;基于帶寬優(yōu)化的載波跟蹤算法[J];北京航空航天大學學報;2015年10期

4 王俊;趙宏志;卿朝進;唐友喜;;同時同頻全雙工場景中的射頻域自適應干擾抵消[J];電子與信息學報;2014年06期

5 徐強;全欣;潘文生;邵士海;唐友喜;;同時同頻全雙工LTE射頻自干擾抑制能力分析及實驗驗證[J];電子與信息學報;2014年03期

6 倪娟;黃國策;佟陽;陳強;陳茂;;WCDMA衛(wèi)星移動通信RAKE接收機性能分析[J];計算機工程與設計;2013年06期

7 劉小匯;黃龍;;衛(wèi)星導航接收機鑒相器有限字長效應研究[J];國防科技大學學報;2013年02期

8 楊梅;陳陽;;一種改進的并行干擾抵消檢測算法[J];長江大學學報(自然科學版);2011年08期

9 馬瑞芳;唐玲;王建英;;多載波CDMA系統(tǒng)中基于干擾抵消的多用戶檢測法應用[J];重慶郵電學院學報(自然科學版);2006年S1期

10 羅武;王偉平;董明科;梁慶林;;一種改進型PN碼定時跟蹤環(huán)[J];電子與信息學報;2006年04期

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1 王云陣;自干擾抵消技術和接收機線性化的研究及其在超高頻RFID中的應用[D];中國科學技術大學;2016年

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1 沈飛;北斗導航接收機的高靈敏度跟蹤算法研究[D];南京航空航天大學;2017年

2 李路;軟件無線電的多模中頻設計與FPGA實現[D];重慶郵電大學;2016年

3 陶國濤;衛(wèi)星通信接收機的BPSK/QPSK解調系統(tǒng)的研究和實現[D];重慶大學;2015年

4 張婷婷;高動態(tài)下擴頻同步系統(tǒng)的性能研究[D];西安電子科技大學;2014年

5 張娟;WCDMA增強型上行鏈路技術的研究[D];南京郵電大學;2013年

6 劉翔;QPSK載波同步研究及DSP調制實現[D];西安電子科技大學;2012年

本文編號：2608285