● 摘要
卫星导航接收机的信号处理完成信号的下变频、解扩解调以及伪距测量、译码,恢复数据电文,是接收机的关键组成部分。随着集成电路技术、微电子技术以及片上系统SOC技术的发展,导航接收机已经能够集成到一/两片芯片上实现,包括模拟部分。本论文主要研究模拟中频A/D采样后的数字信号处理。借鉴SOC/SOPC设计思想,将数字中频信号下变频和基带信号处理在单独的FPGA芯片上实现。论文采取了单通道中频带通采样技术,设计了基带信号零中频处理方案,并针对上述方案设计了硬件电路、相应的软件处理算法并进行了计算机仿真验证。扩频信号的同步是正确解扩解调的关键。论文中研究了单积分滑动相关、匹配滤波器等方法,并提出多路相关+FFT载波频率估计的捕获方法,通过理论分析和设计仿真最终选定了多路相关+FFT载波频率估计的捕获方式进行了实现;研究了锁相锁频跟踪环路和环路滤波器并进行了分析与仿真,最终扩频码跟踪采取了超前滞后延迟锁定环,载波跟踪选取了二阶COSTAS环进行了设计实现;此外,论文对解调后数据同步也作了初步研究。通过自主设计硬件测试分析表明,所采取的信号处理方案使用较小的硬件资源,在高动态大频偏环境下具有较快的捕获能力和较高的跟踪性能。
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