一种全数字扩频接收机的设计方案

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1、l学论文甏、缴酶裁＼文章编号：1009—8119(2010)10-0047—02{H-H}—{}—*一—*一{一种全数字扩频接收机的设计方案刘鹏1白文阳1焦慧颖2(1．中国舰船研究院，北京100192工业和信息化部电信研究院．北京100191)摘要提出了一种基于匹配滤波器的全数字新型扩频接收机方案，可实现码相位的快速捕获。在初始捕获阶段，采用1bi匮化减小系统的硬件消耗．采用多码元相关累加的方法降低码捕获的误捕概率。通过仿真证明了关键算法的可行性，并且硬件实现了该全数字扩频接收机的设计。测试结果表

2、明，该设计方案可行并具有良好的性能。关键词直接序列扩频，全数字接收机，lhit~-4LADesignSchemeofAllDigitalSpread—-spectrumReceiverLiuPengBaiWenyangJiaoHuiying~(1．ChinaShipResearchandDevelopmentAcademy，Beijing1001922．ChinaAcademyofTelecommunicationResearchofMIIT，Beijing100191)AbstractAdesi

3、gnschemeofalldigitalspread-spectrumreceiverisproposed，whichisbasedonmatchingfiltersandcal／acquirethecodephasequickly．Attheearlyacquisitionstage，1bitquantizationisusedtoreducethehardwareexpenditure．andthemulticodecorrelationmethodisusedtodecreasethepro

4、babilityofacquisitionerror．Simulationtestsshowthatthekeyalgorithmsarefeasible，andthereceivercanberealizedwithhardwares．Testingresultsconfirmthatthedesignschemeofthereceiverisfeasibleandperformswel1．KeywordsDirectsequencespreadspectrum，Alldigitalreceiv

5、er，Ibitquantization1引言扩频通信系统具有抗干扰、可实现码分多址、抗多径竺I效应．以及截获概率低等特点，广泛应用于军事通信中。随着通信技术的发展和民用扩频通信频段的开放．扩频通IL网lI信技术在无线局域网(WLAN)和个人通信网(PCN)等商广_L]陂器1IlINcof业领域也得到了普及。由于全数字扩频接收机在模／数变换FPGA后采用了全数字信号处理技术．因而具有较高的效率和灵活性。根据某军}用话音传输系统的具体要求．本文提出了图1全数字扩频接收机组成框图一种全数字新型0扩_{．

6、卜频接}_^收-卜_士机}¨上的．}设．卜计_{-方}_案．并对其中的关键同步算法进行了仿真分析。测试结果表明．基于本方案设单元由匹配滤波器和码捕获时序电路两部分组成．主要实计原理制造的样机具有较高的性能和资源利用率现码相位的初始捕获。完成码相位的粗同步。匹配滤波器2全数字扩频接收机的组成和系统模型可实现信号与本地载波的并行快速相关．码捕获日寸序电路该话音传输系统的扩频伪码周期长为127的m序列．信实现捕获策略。码跟踪单元采用锁相环技术，实现码相位息速率为32kbps．载波频率偏差捕获范围为~20

7、0Hz．伪码的精确跟踪，使本地码相位始终跟踪信号的码相位。频率捕获范围为~50Hz，接收机码同步头为32个码元。用于3快速码同步技术该系统的全数字扩频接收机主要由码捕获、跟踪、数据解3．1快速捕获的原理调及解码等几个单元组成．如图1所示根据话音传输系统的要求．全数字扩频接收机应在32中频频率为24．384MHz的中频话音扩频信号．经采样率个码元以内完成码同步．而系统所用的PN码周期长度为为32．512MHz的模／数转换器(A／D)带通采样。量化成数字127，如采用串行捕获。需要至少127个码元才能

8、实现PN码信号，提供给现场可编程门阵列(FPGA)进行数字下变相位的初始捕获．即使采用多路并行的串行捕获方法也很频、码同步和非相干解调。解调结果交数字信号处理器难满足要求。为了快速实现码同步．该话音传输系统采用(DSP)进行连续可变斜率增量调制(CVSD)解码数字下匹配滤波器进行初始码相位捕获。变频将输入的中频信号与本地载波相乘．经过与接收端成匹配滤波器的抽头系数为倒序的PN序列．输入的数据形滤波器相匹配的低通滤波器，得到准基带信号。码捕获经数字下变频后得到准基带信号。通过匹配滤波