BOC调制信号的无模糊捕获及其FPGA实现

摘要

BOC调制信号与传统的 BPSK调制相比能够更好地与现有信号兼容,实现军用信号和民用信号的隔离,提高频带利用率,而且具有更好的多径分辨能力和跟踪精度。BOC调制的优越性已被认可,现代化 GPS、Galileo和 COMPASS II等新一代导航系统都将采用这种新型的调制方式。
　　本文首先从 BOC调制的产生机理着手,分析了其信号的功率谱密度、自相关函数、鉴相和多径四个方面的特性,并详细推导了基于窄相关的 BOC(n,n)信号的码多径误差公式,探讨了多径信号参数与码多径误差之间的关系。然后深入分析了传统捕获方法的原理以及相干积分和非相干积分对检测性能的影响,以此为理论基础,针对BOC信号由于副载波调制而引入的捕获模糊问题,基于主峰捕获思想,重点研究了五种无模糊捕获方法,总结了各种方法的优缺点和适用范围,并对其捕获结果和性能进行对比分析,文中还提出了一种能够提高灵敏度的改进无模糊捕获算法,该算法在增加主峰检测概率的同时亦减小了副峰的检测概率,且硬件实现简单,仿真验证了改进算法的正确性和有效性。
　　最后,根据前面的理论分析和仿真结果,在 Xilinx的 ISE开发平台上实现了改进算法的捕获,并详细地介绍了各个模块的 FPGA设计与功能,给出相应的实现结果,验证了改进捕获方法的可行性,完成了改进算法的准确捕获。

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第一章 引言

§1.1 课题研究的背景及意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 论文主要研究内容及结构安排

第二章 BOC 调制信号的原理和性能

§2.1 BOC 调制的基本原理

§2.2 BOC 调制信号的性能

§2.3 本章小结

第三章 BOC 调制信号的捕获性能分析及其改进

§3.1 模糊捕获的性能分析

§3.2 无模糊捕获方法及其性能分析

§3.3 改进的无模糊捕获方法及其性能分析

§3.4 本章小结

第四章 改进无模糊捕获算法的 FPGA 设计与实现

§4.1 开发平台简介

§4.2 捕获电路的整体设计

§4.3 数据预处理模块

§4.4 FFT/IFFT 模块

§4.5 累加模块

§4.6 检测判决模块

§4.7 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 论文工作总结

§5.2 研究展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果