● 摘要
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。直接序列扩频系统只有在完成了伪码同步和载波同步之后，才可能用本地伪码和本地载波对接收扩频信号进行解扩、解调。因此，本论文的主要研究内容以直接序列扩频系统的同步技术为主线，包括捕获和跟踪两个方面。首先，本论文给出了以无人机遥控系统为应用背景的全数字直接序列扩频系统发射端和接收端的总体设计方案。本论文在考虑输入信号的载波多普勒频率和伪码相位不确定的基础上，建立了伪码扩频信号捕获过程的数学模型，分析了时延和多普勒对相关峰的影响，以选取合适的搜索步长。对所采用的平方检波累积器进行了统计分析，研究其检测概率和虚警概率与多普勒频率残差、伪码相位残差、门限以及载噪比的关系。主要对基于FFT的快捕算法进行了研究，分析了其性能，并对数据极性跳变对该算法的影响进行了分析，提出了一种新的解决方案。本论文研究了直接序列扩频信号的载波跟踪和伪码跟踪技术，全面分析了锁频环、锁相环和延迟锁定环的鉴别器算法、跟踪误差、环路阶数的选取与最优环路带宽的计算，得到跟踪环路设计和优化的依据。在理论分析及仿真的基础上，本论文采用Altera Stratix EP1S25 FPGA实验平台，完成了直接序列扩频系统发射端和接收端的设计与实现，并给出了所设计模块的总体结构，子模块划分，各个子单元的具体结构和工作流程，完成了高斯白噪声、多普勒频率环境下从发送到接收整个系统的验证和测试。在论文的最后，对全文进行了总结，指出了系统可进一步改进和完善的地方。