滑动相关法扩频同步系统设计及fpga实现

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1、滑动相关法扩频同步系统设计及FPGA实现郑东孙阳杨自恒(黑龙江大学电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080)摘要：由于软件无线电技术具有模块化、灵活性强以及扩展性好等优点，使其成为目前无线通信系统新的研究热点，其核心是在通用的硬件平台上，通过加载不同的软件模块来实现不同的功能。本文主要介绍了软件无线电在接收机中的核心技术之一：码同步技术。详细阐述了码同步技术中的两个关键步骤：码捕获和码跟踪。并提出了一种新的捕获方法：分段相关捕获法；跟踪采用的是延迟锁定环的方法。利用MATLAB仿真工具，对码同步算法进行建模仿真，证明了所设计的环

2、路结构的正确性。然后利用QuartusII开发软件，编写VerilogHDL代码，对接收端的码同步进行FPGA实现，并利用SignaltapII在线逻辑分析仪对所设计的模块进行硬件仿真和测试。关键词：软件无线电；码同步；码捕获；码跟踪；MATLAB；FPGA；AcquisitionforSpreadSpectrumSynchronousSystemandItsImplementationonFPGAZhengdongSunYangYangZiheng(HeilongjiangUniversityofElectronicEngi

3、neering,Harbin150080)Abstract:Asaresultofthesoftwareradiotechnologywhichhasadvantagessuchasthemodularization,flexibilityandscalability,thesemakeitbecomethenewhotspotofthewirelesscommunicationsystem.Thispapermainlyintroducethecodesynchronizationtechnologywhichisoneou

4、tofthecoretechnologyofthesoftwareradiointhereceiverandelaboratesontwokeystepsofthecodesynchronizationtechnology:codecaptureandcodetracking.Weproposeanewmethodofcapture:segmentedtherelatedcapturemethodandcodetrackingbydelayinglockloop’smethod.WritingVerilogHDLcodeinQ

5、uartusIIsoftware,weuseFPGAtorealizethecodesynchronizationofthereceivingterminal.ThenweusetheSignaltapIIonlinelogicanalyzertomakethehardwaresimulationandtestforthedesignofmodules.Keywords:softwareradio;codesynchronization;CodeTracking;MATLAB;FPGA;发稿日期：2012-12-20基金项目：

6、国家自然科学基金项目“数字化混沌新模型及其在信息加密系统中的应用研究（NO.61072072）”。作者简介：郑东（1987-），男，辽阳人，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统通讯作者：杨自恒（1973-），男，哈尔滨人，副教授，主要研究方向：嵌入式系统信息安全E-mail:zhengdong1987@gmail.comI.引言通信系统是将信息从一个地点传送到另外一个地点，它在我们的生活中发挥着至关重要的作用，软件无线电（SoftwareRadio）技术是20世纪末提出的一种设计思想，被美国军方所使用，21世纪才逐渐开始民营化

7、，它突破了传统电台以硬件为核心的设计模式，其核心是系统可在线更改软件来提高系统性能或者适应不同的通信体制。这种全新的思想使通信中的无线电台可以最大限度的满足互联互通的需求。简单的说，软线无线电就是使AD和DA尽可能的靠近射频前端（RF），将模拟信号转换成数字信号，然后在软件上编程实现其功能，这样就将原来用硬件来实现的部分，现在主要靠软件来实现，并且能在通用的硬件平台上通过加载不同的软件模块来实现不同的功能。本系统采用的扩频方式为当今应用比较广泛的直接序列扩频(DSSS)，它也是软件无线电中的核心技术。它是将发送的数据用伪随机码

8、(PN码)扩展到一个很宽的频谱上去，在接收端，采用和发送端同频同相的伪随机码对接收到的数据进行解扩，从而恢复出原始的数据。其中如何找到与发送端同频同相的伪随机码是最关键的步骤，这里就要用到一个关键的技术：码同步。同步是通信系统中必不可少的的部分，特别是在接收端，同步的好坏决定