【摘 要】
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扩频通信(Spread Spectrum Communication)是现代通信技术发展的一个重要方向,具有强大的竞争力和广阔的市场前景。扩频通信具有抗干扰性强、码分多址、截获率低、保密性强等
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扩频通信(Spread Spectrum Communication)是现代通信技术发展的一个重要方向,具有强大的竞争力和广阔的市场前景。扩频通信具有抗干扰性强、码分多址、截获率低、保密性强等许多优点。论文围绕中频数字化接收机完成数据解调展开,主要研究了数字下变频、伪码捕获与跟踪、比特同步、载波捕获与跟踪、数据解调等内容,其中同步技术是直接序列扩频系统的关键技术,同步性能的好坏直接关系到系统性能的优劣。针对以上同步过程,本文给出了相应的算法,按照软件无线电思想体系,结合数据传输特性与分析高动态性的环境影响,提出了全数字中频接收机方案,通过软件仿真与硬件仿真验证了系统方案的可行性。本文详细阐述了直接序列扩频通信技术的基本原理及特点,简述了针对扩频通信系统所采用的数字锁相环、匹配滤波器等技术,为系统的综合设计提供了理论支持。通过研究带通采样定理并结合实际情况,把带通采样的频谱搬移和数字正交下变频相结合,完成了信号从中频到基带的转换。针对本文所用的伪随机序列采用基本码重复排列的情况,采用了基于相位差分的比特同步方法,实现比特同步。设计了基于匹配滤波器的伪码捕获方案,比传统的基于滑动相关法的伪码捕获大大缩短了时间,满足了系统快捕的需要。根据大频偏、高动态环境的需要,设计了一种逐步缩小频偏范围的载波同步策略。在初始阶段,通过时-频二维搜索将载波频偏缩小到动态性能好的锁频环所能够跟踪的范围内,并启动锁频环,当频率偏差跟踪到一定范围内,再使用跟踪精度高的锁相环继续跟踪载波相位变化,完成载波同步,从而正确解调数据。锁频环与锁相环在提取相位时,采用了基于CORDIC算法的复数相位提取算法,通过采用21级的流水线结构方式在保证了较高的提取精度的情况下,有效的减少了电路的延时。通过MATLAB仿真,分析了载波频率偏差与相位偏差对系统性能的影响。利用Verilog HDL语言实现了硬件编程,并通过ModelSim对接收机系统方案的整体性能进行了仿真与分析,最后在硬件平台上进行了测试,测试结果表明系统方案运行正常,能够满足系统设计的要求。
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