本文關(guān)鍵詞：大頻偏、高動態(tài)擴(kuò)頻信號捕獲跟蹤技術(shù)及其FPGA實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：擴(kuò)頻通信具有保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于天基測控等領(lǐng)域。在這種環(huán)境中，由于發(fā)射端與接收端往往存在較高的相對速度和加速度，且載頻較高，，使得接收端要承受較大的多普勒頻偏和多普勒頻率變化率。另外，由于傳輸路徑復(fù)雜，信號容易受到強(qiáng)干擾，接收端收到的信號信噪比較低。因此，接收機(jī)如何在大頻偏、高動態(tài)和低信噪比的條件下實(shí)現(xiàn)信號解調(diào)等功能，是完成通信、測控等目的的關(guān)鍵問題。而捕獲和跟蹤是擴(kuò)頻接收端十分關(guān)鍵的技術(shù)。本文主要研究怎樣實(shí)現(xiàn)大頻偏、高動態(tài)條件下擴(kuò)頻信號的快速捕獲和跟蹤。本文的主要內(nèi)容如下： （1）對擴(kuò)頻通信基本原理和擴(kuò)頻接收機(jī)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡要介紹。主要內(nèi)容包括擴(kuò)頻碼、偽隨機(jī)序列、m序列和Gold序列等相關(guān)概念。對擴(kuò)頻接收機(jī)，簡要提及了其前端、DSP處理等結(jié)構(gòu)，著重強(qiáng)調(diào)了擴(kuò)頻接收機(jī)中捕獲、跟蹤的重要性。 （2）詳細(xì)介紹了擴(kuò)頻信號捕獲的概念。對傳統(tǒng)的基于滑動相關(guān)的時域串行搜索技術(shù)和基于FFT循環(huán)相關(guān)的捕獲技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。針對大頻偏、高動態(tài)的情況，設(shè)計了基于部分匹配濾波和快速傅里葉變換的快速捕獲方案。針對低信噪比的情況，設(shè)計了基于Tong檢測的檢測方案。并對所涉及的恒虛警檢測等相關(guān)技術(shù)做了詳細(xì)的介紹。文中給出了相關(guān)方法的仿真結(jié)果。結(jié)果驗(yàn)證該方法是行之有效的。 （3）針對高動態(tài)的情況，本文設(shè)計了一種二階鎖頻環(huán)輔助三階鎖相環(huán)的載波跟蹤環(huán)。該方法充分利用了二階鎖頻環(huán)動態(tài)性能、噪聲性能好而鎖相環(huán)跟蹤精度高的優(yōu)點(diǎn)，使二者優(yōu)勢互補(bǔ)，相輔相成。由仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果知，該方法能有效跟蹤50g的動態(tài)。 （4）最后，在Xilinx的KC705開發(fā)板對該方案實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方案可實(shí)現(xiàn)對頻偏在800kHz以內(nèi)，動態(tài)小于50g，數(shù)據(jù)速率為10k，擴(kuò)頻碼速率為3.069M，符號信噪比為7dB的信號進(jìn)行快速捕獲和跟蹤。
【關(guān)鍵詞】：擴(kuò)頻通信 載波跟蹤 捕獲 大頻偏 高動態(tài) 鎖頻環(huán) 鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN914.42
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 論文的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-14
• 1.2.1 大頻偏高動態(tài)擴(kuò)頻信號捕獲技術(shù)11-13
• 1.2.2 大頻偏高動態(tài)擴(kuò)頻信號跟蹤技術(shù)13-14
• 1.3 論文研究內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 擴(kuò)頻通信原理及接收機(jī)技術(shù)16-24
• 2.1 基本原理16
• 2.2 直接序列（DS）擴(kuò)頻16-17
• 2.3 偽隨機(jī)碼17-22
• 2.3.1 相關(guān)性的概念17-19
• 2.3.2 偽隨機(jī)碼的定義19
• 2.3.3 m 序列19-21
• 2.3.4 Gold 序列21-22
• 2.4 擴(kuò)頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)22-24
• 第3章 擴(kuò)頻信號捕獲及相關(guān)技術(shù)24-38
• 3.1 基于滑動相關(guān)的時域串行搜索技術(shù)24-27
• 3.2 基于 FFT 的循環(huán)相關(guān)捕獲技術(shù)27-28
• 3.3 基于 PMF-FFT 的偽碼快速捕獲方法28-31
• 3.4 并行 Tong 檢測器31-33
• 3.5 恒虛警檢測33-35
• 3.6 Tong 檢測器的捕獲概率和虛警概率35
• 3.7 基于 PMF-FFT 和 Tong 檢測器偽碼捕獲方法的性能分析35-37
• 3.8 總結(jié)37-38
• 第4章 擴(kuò)頻信號的跟蹤及相關(guān)技術(shù)38-58
• 4.1 鎖相環(huán)38-47
• 4.1.1 鎖相環(huán)的基本原理39-40
• 4.1.2 鑒相器40-41
• 4.1.3 環(huán)路濾波器41-42
• 4.1.4 壓控振蕩器42-43
• 4.1.5 鎖相環(huán)階數(shù)43-45
• 4.1.6 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)45-46
• 4.1.7 連續(xù)系統(tǒng)到離散系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換46-47
• 4.2 鎖頻環(huán)47-48
• 4.3 鎖相環(huán)與鎖頻環(huán)的組合48-54
• 4.3.1 基本原理48-49
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)仿真49-54
• 4.4 碼環(huán)54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 捕獲和跟蹤的 FPGA 實(shí)現(xiàn)58-70
• 5.1 捕獲部分59-64
• 5.2 跟蹤部分64-66
• 5.2.1 碼環(huán)65
• 5.2.2 載波跟蹤環(huán)65-66
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析66-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單76-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙海龍;張健;周R

本文編號：293226