资源描述：
《基于vhdl语言的扩频相关器设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第38卷第5期航空计算技术Vol.38No.52008年9月AeronauticalComputingTechniqueSep.2008基于VHDL语言的扩频相关器设计与实现张玲玲,张怡,唐成凯(西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072)摘要:介绍了扩频相关器在信号处理中对特定码字进行相关处理,完成信号的解扩或解码,恢复出传送的信息。扩频相关器采用数字处理方式,处理信号的形式比较灵活,可以对不同的码型、不同的码长进行相关处理,为位同步的提取带来了极大的方便。设计了包含相关器的整个直扩系统,并进行了仿真,验证了所设计的相关器的正确性。关键词:VHDL
2、;相关器;伪随机序列中图分类号:TN914.43文献标识码:A文章编号:16712654X(2008)0520103204引言宽B0,其比值称为处理增益Gp:扩展频谱通信(SpreadSpectrumCommunication),Gp=B(1)B0是通信的一个重要分支和发展方向,它是扩展频谱技香农定理指出:在高斯白噪声干扰条件下,通信系术和通信相结合的产物,具有抗干扰能力强、截获率统的极限传输速率(信道容量)为:低、多址能力强、抗多径干扰、保密性好、测距能力强等S一系列优点。随着大规模或超大规模集成电路技术、C=Blb(1+)b/s(2)N微电子技术、微
3、处理技术以及VLSI的迅速发展,扩频式中:在FPGA中的实现成为可能,使得扩展频谱通信的发C———信道容量(用传输速率度量);展迈上了一个新的台阶。它不仅在军事通信中占有重B———信号频带宽度;要地位,并且在现代民用通信系统,特别是蜂窝电话、S———信号平均功率;无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警N———白噪声功率。等无线通信系统中都具有广泛的应用,如系统没有扩若白噪声的功率谱密度为n0,噪声功率N=n0B,展频谱技术,这些系统的实现都是很困难的。则信道容量C可以表示为S1扩展频谱通信的基础理论C=Blb(1+)b/s(3)n0B扩展频谱
4、通信技术是一种信息传输方式,在发射由上式可以看出,为了提高系统的信息传输速率,端数字信息与高速的伪随机序列相乘,去直接控制射则要求增加信道容量。增加信道容量的方法可以通过[1]频的某个参量,扩展传输带宽。在接收端,把接收到增加传输信号带宽B,或增加信噪比S/N来实现。由的扩频序列与本地的伪随机码序列相乘,以解扩展。公式可以看出,B与C成正比,而C与S/N成对数关其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小系,因此,增加B比增加S/N更有效。由于扩频通信带宽;扩展频谱通信信号带宽与信息带宽之比高达信号带宽远远大于所传信息所需带宽,所以通过编解100～10
5、00倍,属于宽带通信。码,信源的信息能以任意小的差错概率通过信道传输。B=nB0,n<(100,1000),B为扩展频谱通信信号带宽,B0为信息带宽。在接收端则用同样的码进行相2相关器原理与相关器模型关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。相关器或相关检测,是用本地产生的信号与接收扩频通信的基本特点是传输信号所占用的频带宽到的信号进行相关运算,其中相关函数值最大的就最度B远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带可能是所要的有用信号。从数学关系上讲,相关就是收稿日期:2008204223作者简介:张玲玲(1986-),女,山西霍州人,硕士研究生,研究方向为通
6、信与信息系统。·104·航空计算技术第38卷第5期一个信号f(t)与其自身(自相关)或另一个信号g(t)滤波器等。在扩频系统中,图1中的Sr(t)为本地参考(互相关)延时(或位移)相乘后积分,即信号(或称复制信号),要求与发送的信号相干。这个+∞Rs(τ)∫f(t)f(t-τ)dt(4)相干信号,要求与发送信号的频率、相位一致,而且要-∞求恢复的(同步后)PN码与发送端的PN码的码序相+∞Ri(τ)∫-∞f(t)f(t-τ)dt(5)同、码元同步。我们把实现相关处理的部件称为相关器,其原理模型如图1所示。3扩频相关器设计与实现在实际应用中,扩频相关器可用
7、软件实现也可用硬件电路实现,后者更适合于高速数据通信中的相关检测。本文在总结一般数字相关器设计的基础上,利用VHDL语言设计实现了一种高速的数字相关器。图1相关器模型图一般的扩频相关器是相乘加积分。这种结构的缺相关器按调制方式分为直接式相关、基带相关和点是积分必须在一定的时间之后完成,即必须在积分外差式相关。由于外差式相关器将输入和输出的频带寄存器装满之后再进行积分。这样,就大大降低了同分开,具有优良的抗干扰能力,具有广阔的发展前景。步的速度。本设计采用的相关器结构如图3所示。图3相关器结构框图从结构图上可以看到,由Din口输入的数据经过255(扩频码长
8、)级的移位寄存器的255个抽头,不断在图2DS外差式相关方式原理图本地的匹配相关
