● 摘要
扩频通信技术具有准确、保密、隐蔽和抗干扰等优异性能，因而具有广阔的应用前景。扩频系统中性能最好的是直接序列扩频，有抗干扰能力强、通信距离远、可靠性高等特点。近些年来，扩频通信的应用越来越普遍，其信号接收机的研究一直都很热门。传统接收机硬件依赖性强、信号适应能力差，而软件无线电技术的出现导致了接收机的革新。软件无线电的设计思想之一主要是通过A/D转换器将信号转为中频甚至射频，把接收到的模拟信号尽早数字化。然而，由于受到器件水平的制约，直接对射频信号采样处理还有一定难度，目前普遍采用了中频数字化方案。本文主要研究了中频数字化扩频软件接收机的仿真与设计。首先介绍了扩频通信的理论，然后着重讨论了信号接收的同步算法，如伪随机码的数字匹配滤波捕获和滑动相关捕获等等，跟踪部分讨论了DLL环和PLL环。在研究这些算法之后，结合计算机和Matlab的运算能力，选择适用于软件接收机的算法。同时根据系统的特点和Matlab运算能力提出了设计方案，对已选定捕获和跟踪算法进行了研究和优化，并进行了仿真。捕获采用了并行码相位搜索捕获和并行频率空间相位搜索捕获，并对两者捕获结果进行对比，选择最优解加入操作界面中。跟踪方面则利用了Costas载波跟踪环和DLL 超前-滞后延迟锁定环的结合，优化算法之后接入操作界面中。然后设计了相应的操作界面，这个软件界面可以设定相应的参数值，并可以选择5-10级的m序列和GOLD码序列。最后模拟生成一段扩频信号，对整个接收机进行了测试和验证。