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本文以KX通信系统工程为研究背景，研究低信噪比，大多普勒频移条件下的PN码的捕获与跟踪。
在本项目的卫星通信系统中，接收机的信噪比为－20dB，多普勒频移为±100kHz。论文的主要工作就是讨论系统的地面站如何在低信噪比和大多普勒频移的情况下实现对PN码的捕获及跟踪。
在扩频信号接收中，PN码的快速捕获是关键的问题。本文中首先对传统的直扩系统实现捕获的两种方法即滑动相关法和匹配滤波器法进行比较，从理论上得出匹配滤波器具有捕获时间短，数字化实现容易等优点。然后，研究了数字匹配滤波器法的工作原理和结构，提出了采用简化的抽头延迟线结构设计数字匹配滤波器的具体方法，并分析了采用该方法设计的数字匹配滤波器的捕获性能。最后通过仿真说明数字匹配滤波器能在低信噪比下解决串行捕获时间长的问题，实现PN码的快速捕获。对于低信噪比PN码的跟踪，需要解决跟踪精度低的问题，论文中利用扩频序列良好的自相关特性，采用求连续M个信息符号采样数据的相关值，并找出其中最大的相关值，确定它所对应的位置即为PN码同步点这一较为简便的算法即可实现低信噪比条件下PN码相位的跟踪。
在KX卫星通信系统中，多普勒频移对PN码、传输数据和传输载波均有影响。其中载波的多普勒频移对捕获的影响较大，直接关系到数字匹配滤波器能否实现捕获。所以在论文中讨论了多普勒频移对捕获性能如DMF输出信噪比和平均捕获时间的影响，相应结论为多普勒频移补偿方法的研究奠定了理论基础。
硬件主体部分的实现是通过Xilinx公司生产的FPGA器件（Virtex－Ⅱ系列中的XC2V2000）完成，相应软件通过ISE6集成开发环境进行编译和调试。对信号源和数字匹配滤波器等各部分实现程序，通过Modelsim进行了仿真验证，为硬件的实现奠定了基础。