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题目:针对通用卫星测试设备的扩频捕获算法研究与实现

关键词:扩频; 捕获; Matlab; FPGA

  摘要


随着近年来航天工业的大力发展,卫星通信体制从原始的BPSK、PM、USB调制发展为通信性能、保密性和可扩展性更好的CDMA扩频调制。在卫星通信系统设计,制造和测试中,亟需一种能够满足各种CDMA扩频通信体制的综合测试设备。本课题旨在通过算法设计、硬件实现一种适用于高通用性指标要求下的扩频通信接收捕获模块。

本课题完成了一种伪码周期、伪码速率、信息速率、中心频率等参数可配置,能够接收高动态中频信号的扩频接收机系统捕获模块。本模块不需要进行参数调整,能够同时在低信噪比或无噪声环境下进行快速捕获。

首先,本文将着重讨论通用扩频捕获模块的算法实现。给出基于Matlab的仿真结果,指出在接收高通用性的信号体制过程中将会出现的错捕、捕获时间长、相干积分结果抵消的问题。

其次,本文讨论了如何根据FPGA内部结构,对复杂的捕获算法进行改进,以实现尽量少的资源占用和尽量小的系统延迟和减少时序冲突的可能性,并最终实现了一整套捕获硬件算法结构。

最后,本文分为Modelsim软件仿真和板上物理硬件测试两部分对硬件实现后的扩频捕获模块进行了测试。验证了本捕获模块在各种参数指标下都能正常进行捕获,并在技术指标所提供的信息速率下测得了捕获模块最低的捕获门限。