全数字qpsk载波同步研究及fpga实现

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1、＠銭号文赛＾李硕±研究生学位论文全数字ＱＰＳＫ载波同步硏究及ＦＰＧＡ实现申请人；于跨玲２９９学号：２１３１培养单位：电子工捂学晓学科专业：信号与信息处理研巧方向：嵌入式系统指导教师：杨自恒融教授完成日期：２０１６年３月２５日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作及取得的硏究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得黑龙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。学位论文作者签名：签字曰期：０／年曰《＞／／月§

2、学位论文版权使用授权书本人完全了解黑龙江大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校促留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权黑龙江大学可从将学位论义的全部或部分内容编入巧关数据庙进行检索，可ｙ■采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编本学位论文。学位论文作者盤名：导师签名：签字曰期：屋年月家曰签字曰期：年月Ｓ曰分类号UDC密级公开硕士研究生学位论文全数字QPSK载波同步研究及FPGA实现申请人:于玲玲学号:2131299培养单位:电子工程学院学科专业:信号与信息处理研究方向:嵌入式系统指导教师:杨自恒副教授完成日

3、期:2016年3月25日中文摘要中文摘要软件无线电可以对功能进行模块化，它有着较大的灵活性、较好的扩展性等优势，这使得当代数字通信行业中工程师们对其进行深入的研究。它的中心思想是指通过对功能模块算法的转换，使得其能够在共用的硬件平台上达到不同算法相应的功能。相对于BPSK，QPSK调制有着较好的频谱特性和较高的频谱利用率，并且其抗干扰性能很强，传输速率较快，所以在发射机端本文采用QPSK调制要发送的基带信号，在接收机端使用FPGA技术对各模块算法进行实现，从而使得接收机端的载波同步系统功能得以实现。文中首先对它的主要技术以及部分理论知识进行了阐述，为接下来的系统仿真和方案设计奠定了理

4、论依据。然后对几种不同的载波同步方式分别进行了讨论，最终确定适用于本系统的载波同步方式为松尾环载波同步法。根据所选取的同步方式，对整个数字通信系统及其各主要模块进行了设计，并且在FPGA平台上进行了实现。对系统进行的MATLAB建模仿真直观地验证了方案设计的正确性。然后在通用的硬件平台上，利用ISE开发软件，编写VerilogHDL代码，对系统设计的发射机与接收机进行FPGA实现，通过Modelsim和ChipScope对各个部分进行了仿真和验证。实验结果表明，该环路的结构更为简单，且不需要乘法运算，更易于实现，占用了较少的硬件资源。通过MATLAB仿真分析可以看出载波同步环路可以快

5、速的收敛，并且可以保持稳定。在一定的频偏情况下，接收机端能够恢复发射机端发射的原始的基带信号，达到了预期的效果，证明了本文的系统方案设计的正确性和可实现性，满足实际的系统需求。关键词：软件无线电；全数字接收机；载波同步环路；FPGA；QPSK-I-黑龙江大学硕士学位论文AbstractSoftwaredefinedradiocanmodularizeitsfunction,ithasgreaterflexibility,betterscalabilityandotheradvantages,whichmakesengineershaveanin-depthstudyincontemp

6、orarydigitalcommunicationsindustry.Itscentralideaisthatitcanachievetherelevantfunctionofdifferentalgorithmsonthecommonhardwareplatformthroughthetransformationofthefunctionmodulealgorithm.InrelationtotheBPSK,QPSKmodulationhasbetterspectralcharacteristicsandhigherspectrumefficiency,andithasstrong

7、anti-jammingperformanceandfastertransmissionrates.Therefore,atthetransmittersidethispaperuseQPSKtomodulatethebasebandsignaltobesent,atthereceiversideituseFPGAtechnologytoimplementalgorithmsofeachmodule,sothatthecarriersynchronizat