基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究

摘要

直接序列扩频系统（简称直扩系统）通过采用特定的扩频函数，将待传输的频带较窄的信号扩展为宽频带信号。这种扩频通信系统的工作过程，主要运用伪随机序列良好的自相关和互相关特性来完成。随着直扩方式的不断发展，长周期伪码的出现，以及BOC(Binary Offset Carrier)调制技术和TDDM(Time Division Data Modulation)扩频技术的出现，使直扩信号的形式和种类越来越丰富。利用长周期伪码进行扩频，能够增加直扩信号的抗干扰能力。而与一般的直扩信号PSK(Phase Shift Keying)调制方式相比，BOC调制信号具有频谱分裂特性，能够将主瓣信号分离开，从而降低信号互扰，其相关函数比传统的PSK方式更陡峭，提高多径分辨能力。与传统的直扩信号数据调制方式不同的是，TDDM扩频技术采用奇数位调制和偶数位不调制的时分数据调制方式，从而可以提高信号的跟踪精度。
　　 对于一个直扩系统而言，接收机对信号的捕获能力尤为重要，是信号能够被正确接收并进行处理的前提。传统的直扩信号捕获方法有参考信号法、匹配滤波器法、序列估计法和序列搜索同步法等。它们都是非常有价值的伪码捕获方法，但它们以牺牲捕获时间或硬件复杂度为代价，捕获效率比较低，不适合用来对长周期扩频伪码信号，以及BOC信号和TDDM信号进行捕获设计。因此，本文在捕获设计过程当中，采用了基于循环相关的捕获方法。它通过与相应的数据压缩方法相结合，能够在低信噪比、长伪码周期序列的条件下，实现信号的快速捕获。
　　 在研究快速捕获方法的基础上，通过MATLAB7.1平台，分别对长周期扩频伪码信号、BOC信号、TDDM_PSK信号及TDDM_BOC信号的循环相关捕获方法进行了仿真设计，验证了循环相关算法的合理性、有效性以及快速性。在MATLAB建模仿真的基础上，着重利用Xilinx公司的Virtex4-sx35系列FPGA作为目标开发平台，对长周期扩频伪码信号、BOC信号以及TDDM信号的生成及捕获过程，进行了硬件条件下的设计。通过研究数据处理过程，分析设计结果。如果合理配置相应的参数，就能够大大减少循环相关运算时间，实现直扩信号的快速捕获。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 直扩信号捕获方法的研究

第3章 长周期扩频伪码信号的特性及捕获方法研究

第4章 基于BOC调制的直扩信号特性及捕获方法研究

第5章 基于TDDM扩频的直扩信号特性及捕获方法研究

第6章 基于FPGA的捕获关键模块的研究与设计

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致 谢