基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究

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1、沈阳理工大学硕士学位论文基于循环相关机理的直扩信号快速捕获技术的研究姓名：黄浩申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：冯永新2011-03沈阳理工大学硕士学位论文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(BinaryOffsetCarrier)调制技术和TDDM(TimeDivisionDataModulation)扩频技术的出现，使直扩信号的形式和种类越

2、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(PhaseShiftKeying)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

3、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

4、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。关键字：直扩信号，长周期，BOC，TDDM，循环相关，FPGA沈阳理工大学硕士学位论文AbstractTheDirectSequenceSpreadSpectrumSystems(DSSS)canwidenthenarrowbandofthesignaln

5、eededtosent,byusingspecialspreadingfunctions.Thiskindofsystemcanachievethecommunicationprocessbasedonthegoodautocorrelationandcrosscorrelationofpseudo-randomcode.WiththedevelopmentoftheDSSS,theBOC(BinaryOffsetCarrier)andtheTDDM(TimeDivisionDataModulation)signalsallweregeneratedi

6、nthisspreadmethod.ComparedwiththetraditionalPSK(PhaseShiftKeying)modulation,thespectralseparationwouldbeachieved,andthesignalmutualinterferencewouldbereducedbyBOCmodulation.Atthesametime,itscorrelationfunctionwassteeperthanthetraditionalway-BPSK,andthemultipathresolutioncapabili

7、tycanbeenhanced.Comparedwiththetraditionaldatamodulation,thetechnologywithoddpointmodulatedwhileevenpointnotwasadopted,calledTDDM,whichcanimprovethetrackingaccuracy.AsaDSSS,thesignalacquisitionperformanceofthereceiverwaspivotal.Theacquisitionwasthepreconditionofthedataprocessing

8、.Thereweresometraditionalsignalacquisitionmetho