扩频通信系统中一种基于fpga匹配滤波同步捕获方法

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1、自动化技术与应用2012年第31卷第lz期通信与信息处理CommunicationandInformationProcessing扩频通信系统中一种基于FPGA的匹配滤波同步捕获方法杨鹏，郭黎利，晏慧强(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨15001)摘要：本文通过对匹配滤波器同步捕获原理的研究，利用扩频通信系统中PN码良好的自相关性，提出了基于FPGA实现的全数字匹配滤波的改进同步捕获方法，在低信噪比下可实现载波和码元同时同步，且在不损失同步精度的前提下降低了采样率及片内资源消耗，并给出了同步精度对误码性能的影响及片内资源消耗分析。关键词：同步；

2、匹配滤波；扩频通信；FPGA中图分类号：TN926+．1文献标识码：A文章编号：1003—7241(2012)12-0028—04AMethodofSynchronizationCaptureUsingMatchFilterBasedOnFPGAinSpreadSpectrumCommunicationSystemYANGPeng，GUOLi-li，YANHui—qiang(CollegeofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin，150001Chin

3、a)Abstract：Throughresearchingtheprincipleofsynchronizationcapturetomatchfilterandusinggoodauto—correlationofPNcodeinspreadspectrumcommunicationsystem，thispaperprovidesanimprovedrealizablemethodofsynchronizationcaptureusingdigitalmatchfilterbasedonFPGA．Itcanimplementcarrierandcodesy

4、nchrOnizatiOnsimultaneouslyinlowsignaltonoiseratio．Moreover，itreducesthesamplingrateandresourceconsumptioninthechipwithoutlosssynchronizationaccuracy，italsogiveseffectofsynchrOnizatiOnaccuracytotheBERperformanceandanalysisofresourceconsumptioninthechip．Keywords：synchr0nizatiOn；matc

5、hfilter；spreadspectrumcommunication；FPGA1引言现。前者主要基于滑动相关法，工作在大信噪比情况下扩频通信系统具有抗噪声和干扰能力强、功率谱有较好的性能，一般捕获的时间较长；后者可以在低信噪密度低、抗截获能力强和多址通信能力强等技术优势，比下实现同步，且捕获时间较短【2]。由于可编程逻辑器被广泛应用于军事和民用通信系统中n】。扩频信号具有件的发展，使得FPGA易于实现全数字匹配滤波器完成良好的尖锐的自相关性和低值的互相关性，但这也对接同步，本文在原有方法上加以改进，在不损失同步精度收机的同步性能提出了更高的要求，尤其在低信

6、噪比甚的前提下降低采样率并使FPGA综合资源消耗下降，提至在负信噪比下，载波和PN码元的同步显得尤为困难，高了可实现性。因此需对低信噪比下同步问题做重点研究。扩频通信系统中同步的方法很多[，以相关检测的2匹配滤波器同步原理捕获、跟踪环路为主，其次就是用匹配滤波器方法来实由最佳接收理论知，若接收信号为(f)，则匹配滤波器的冲激响应h(t)为h(t)=s(T—)，0T(1)收稿日期：2012—05—25通信与信息处理《自动化技术与应用》2012年第31卷第12期CommunicationandInformationProcessing式中为信号()的持续时间，即

7、PN码的整个码同步即n=L(t=T)时，输出产生峰值(如图1所示)。由字时长。则匹配滤波器的输出为于是已调信号的匹配滤波，所以输出的相关曲线为带载·r波形式，在载波初相确知情况下，峰值位置即代表载波。)=()冰(f)Jo()(丁一f+)(2)码元同时同步位置【3l，通过算法检测到此峰值的位置即这种匹配滤波可在中频也可在基带进行，完成同可完成载波码元同时同步捕获。步。传统的中频多采用声表面波(sAw)匹配滤波器，基由此可见，PN码越长就可以在更低的信噪比下实带多采用数字集成电路。由于高性能ADC、DAC和数现同步捕获，因此可以实现在低信噪比下其他同步方式字处理

8、器的不断涌现，全数字处理技术得到了广泛的应不易实现的