發(fā)布時間：2017-10-24 08:36

  本文關鍵詞：低信噪比短前導碼突發(fā)通信接收機設計與實現(xiàn)

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【摘要】：依靠著隱蔽性和短時性的特點,突發(fā)信號越來越受到大家的關注。但是突發(fā)信號的幀與幀之間是相互獨立的,對接收機來說,需要在解調(diào)之前估計出每幀信號所需的參數(shù)。因此,如何能快速的對突發(fā)信號做出檢測與同步,成為研究的重點。本論文設計和實現(xiàn)了在低信噪比短前導碼條件下的突發(fā)通信接收機。本文利用Matlab對低信噪比突發(fā)通信中的捕獲和同步問題進行了仿真。其中捕獲部分采取仿真對比的方法,對基于能量、互相關和高階累積量這三種常用的突發(fā)信號檢測算法進行了仿真。Matlab仿真結果表明,在低信噪比條件下,互相關法由于前導碼較短、頻偏等因素致使其不能滿足指標要求。高階累積量法在Es/No=2dB時的漏檢概率大于104已經(jīng)不能滿足論文中的指標要求。而能量比值法在低信噪比條件下仍可以滿足指標要求。所以本文選擇能量比值法作為信號捕獲的算法。而在同步部分,詳細仿真了幀同步聯(lián)合頻偏粗估計算法、定時同步算法、載波頻偏細估計算法、載波相偏估計算法以及相位模糊算法。仿真結果表明,使用幀同步聯(lián)合頻偏粗估計算法,能精確估計到信號的起點,并可提高頻偏的精度范圍,加上后續(xù)的載波頻偏細估計算法,可以實現(xiàn)30KHz的大頻偏糾正。定時同步采用一種與載波頻偏和相偏無關的OM估計算法,仿真表明該算法能夠準確估計(0-3)T(采樣周期)之間的隨機值,從插值濾波器的仿真試驗結果得出,線性插值和立方插值都能很好的糾正定時誤差,考慮到算法的復雜程度和后續(xù)硬件的實現(xiàn),本文采用線性插值進行定時誤差的糾正。本文提出了使用VV算法完成相偏估計,仿真結果表明該算法可以糾正在-π/4至π/4內(nèi)的任意誤差值。最后對接收機整體模塊仿真,接收機性能完全達到指標要求。算法仿真滿足指標要求后,使用VHDL描述語言來完成各個模塊HDL實現(xiàn)。同時給出了具體的測試方案,從硬件方面來驗證文中設計的接收機性能。最后在DE2-115開發(fā)板上測試,結果表明接收機各個子模塊正常工作,模塊性能完全達到指標要求。本文設計的突發(fā)通信接收機,不僅可以應用到低信噪比突發(fā)通信中,還可以應用到其他非合作通信系統(tǒng)中。在突發(fā)事件應急通信系統(tǒng)以及軍事通信系統(tǒng)中都有很大的應用價值。
【關鍵詞】：突發(fā)通信 信號捕獲 信號同步
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN851
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容與結構安排12-14
• 第二章 突發(fā)通信接收機分析與設計14-25
• 2.1 低信噪比短前導突發(fā)通信接收機總體架構14-16
• 2.1.1 低信噪比短前導突發(fā)通信接收機技術指標14
• 2.1.2 突發(fā)通信接收機主要功能模塊分析14-15
• 2.1.3 信號模型15-16
• 2.2 突發(fā)通信接收機突發(fā)信號的檢測16-18
• 2.2.1 能量比值算法主要原理16-17
• 2.2.2 基于互相關算法的信號檢測原理17
• 2.2.3 基于高階累積量信號檢測算法基本原理17-18
• 2.3 突發(fā)通信接收機信號幀同步與頻偏糾正算法18-20
• 2.4 突發(fā)通信接收機信號定時同步算法20-23
• 2.4.1 O&M定時誤差估計算法21
• 2.4.2 插值算法21-23
• 2.5 突發(fā)通信數(shù)字接收機載波相偏糾正算法23-24
• 2.6 接收機相位模糊糾正24
• 2.7 本章小結24-25
• 第三章 低信噪比短前導突發(fā)通信接收機算法仿真25-47
• 3.1 低信噪比短前導突發(fā)通信發(fā)射機仿真模型25-26
• 3.1.1 突發(fā)幀結構25
• 3.1.2 發(fā)射機及信道模型25-26
• 3.2 低信噪比短前導突發(fā)接收機中各模塊實現(xiàn)26-41
• 3.2.1 低信噪比短前導突發(fā)信號捕獲仿真模塊26-30
• 3.2.2 突發(fā)幀同步與載波頻偏估計仿真模塊30-34
• 3.2.3 突發(fā)定時同步仿真模塊34-37
• 3.2.4 突發(fā)載波相偏糾正仿真模塊37-39
• 3.2.5 解相位模糊仿真模塊39-40
• 3.2.6 信噪比及功率估計40-41
• 3.3 低信噪比短前導突發(fā)系統(tǒng)總體仿真41-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第四章 低信噪比短前導突發(fā)通信接收機FPGA實現(xiàn)與測試47-62
• 4.1 低信噪比短前導突發(fā)通信收發(fā)機整體架構47-53
• 4.1.1 突發(fā)通信收發(fā)機發(fā)射模塊FPGA實現(xiàn)47-48
• 4.1.2 突發(fā)通信收發(fā)機接收模塊FPGA實現(xiàn)48-53
• 4.2 低信噪比短前導突發(fā)通信接收機系統(tǒng)測試53-60
• 4.2.1 測試內(nèi)容54
• 4.2.2 測試儀器與設備54
• 4.2.3 測試原理及方案54-57
• 4.2.4 測試步驟及測試結果57-60
• 4.2.5 測試結論60
• 4.3 本章小結60-62
• 第五章 全文總結與展望62-64
• 5.1 工作總結62
• 5.2 工作展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68
• 附錄68-74

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本文編號：1087964