【摘要】：寬帶碼分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)衛(wèi)星信號(hào)因其速率高、抗干擾能力強(qiáng)和覆蓋范圍廣且不受地理?xiàng)l件限制的優(yōu)勢(shì),成為軍方關(guān)注的重點(diǎn)。在軍事電子作戰(zhàn)中,不論是將目標(biāo)弱信號(hào)與同頻強(qiáng)信號(hào)進(jìn)行保密傳輸,還是在我軍受到敵軍同頻干擾時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)“擾中通”,在接收端都需要從同頻強(qiáng)干擾信號(hào)中提取出目標(biāo)弱信號(hào)。工程中常采用干擾抵消技術(shù)來(lái)完成同頻強(qiáng)干擾情況下目標(biāo)弱信號(hào)提取工作。干擾抵消技術(shù)的關(guān)鍵是對(duì)同頻強(qiáng)信號(hào)參數(shù)的精確估計(jì),本論文利用數(shù)字相位鎖定環(huán)路(Phase Locked Loop,PLL)對(duì)同頻強(qiáng)信號(hào)的載波相位進(jìn)行精確估計(jì)與補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)將強(qiáng)信號(hào)完全混頻到基帶,為后續(xù)完成基帶強(qiáng)信號(hào)重構(gòu)抵消,提取目標(biāo)弱信號(hào)的工作奠定基礎(chǔ)。首先,本文對(duì)比分析了幾種使用傳統(tǒng)科斯塔相位鎖定環(huán)路實(shí)現(xiàn)相位補(bǔ)償?shù)姆桨浮ａ槍?duì)其不能消除幅值影響導(dǎo)致鑒相精度不高的缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的八載波二象限反正切相位鎖定環(huán)路,能夠完成WCDMA衛(wèi)星信號(hào)載波相位高精度估計(jì)和補(bǔ)償。然后,對(duì)WCDMA衛(wèi)星系統(tǒng)同頻干擾抵消中的相位補(bǔ)償算法進(jìn)行了研究。同頻干擾抵消中的相位補(bǔ)償算法包含兩個(gè)功能模塊:一是通過(guò)改進(jìn)的數(shù)字鑒相器、數(shù)字環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器組成的相位鎖定環(huán)路,實(shí)現(xiàn)了載波相位高精度跟蹤補(bǔ)償,將目標(biāo)中頻信號(hào)完全混頻到基帶;二是以時(shí)間換取資源的思想對(duì)傳統(tǒng)降采樣濾波模塊進(jìn)行改進(jìn),降低了信號(hào)采樣率,減輕后續(xù)基帶數(shù)字信號(hào)處理(Digital Signal Processing,DSP)壓力。利用MATLAB軟件完成了WCDMA衛(wèi)星系統(tǒng)同頻干擾抵消中相位補(bǔ)償算法的仿真測(cè)試,仿真測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了算法的有效性。最后,以Altera的EP4SGX230KF40C2芯片為硬件平臺(tái),完成了同頻干擾抵消中相位補(bǔ)償算法的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件實(shí)現(xiàn),同時(shí)對(duì)以太網(wǎng)口和外部存儲(chǔ)器接口(External Memory Interface,EMIF)電路完成了FPGA實(shí)現(xiàn)。搭建硬件測(cè)試平臺(tái),根據(jù)測(cè)試方案對(duì)相位補(bǔ)償算法以及外圍接口電路進(jìn)行了FPGA板級(jí)測(cè)試,硬件測(cè)試結(jié)果表明相位補(bǔ)償算法和外圍接口電路的FPGA實(shí)現(xiàn)滿足設(shè)計(jì)需求,設(shè)計(jì)具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性,可應(yīng)用到實(shí)際工程中。
【圖文】：

圖 3.14 匹配濾波器參數(shù)設(shè)置3.4 相位補(bǔ)償算法仿真驗(yàn)證3.4.1 基于 PLL 環(huán)路的相位跟蹤算法仿真驗(yàn)證本文以 MATLAB 生成的仿真數(shù)據(jù)和接收空中的真實(shí)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源對(duì)算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，以驗(yàn)證算法的有效性。1. 仿真數(shù)據(jù)由 MATLAB 本地產(chǎn)生符合 WCDMA 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)送端數(shù)據(jù)，只生成公共導(dǎo)頻信道CPICH 和主公共控制物理信道(Primary Common Control Physical Channel, PCCPCH)，仿真參數(shù)信息如表 3.7 所示。表 3.7 仿真參數(shù)信息

MATLAB 軟件具有強(qiáng)大的數(shù)字信號(hào)處理能力，我們可以借助 MATLAB 中的FDATool 濾波器設(shè)計(jì)工具來(lái)完成 FIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)。本文選用最接近理想濾波器特性的等波紋設(shè)計(jì)法來(lái)完成濾波器的設(shè)計(jì)。具體的參數(shù)設(shè)置如圖 4.4 所示。圖 4.4 FDATool 設(shè)計(jì) FIR 低通濾波器參數(shù)從圖 4.4 可以看到 FIR 低通濾波器的設(shè)計(jì)滿足表 4.1 的要求，濾波器設(shè)計(jì)完成之后以 16bit 進(jìn)行系數(shù)量化，然后將量化后的濾波器系數(shù)作為 FPGA 硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)差分方程的抽頭系數(shù)。3. FIR 濾波器 FPGA 實(shí)現(xiàn)FIR 濾波器大致有兩種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)：直接型結(jié)構(gòu)也稱卷積型結(jié)構(gòu)和分布式結(jié)構(gòu)。直接型結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)的濾波器稱為乘累加形式[47]，其實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖 4.5 所示，此種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)適合于階數(shù)較小的情況，對(duì)于階數(shù)較大的濾波器需要消耗大量的乘法器資源，這是不可取的。雖然串行方式的直接型結(jié)構(gòu)只需要一個(gè)乘法器，但是其處理的輸入數(shù)據(jù)采樣率sf 和系統(tǒng)時(shí)鐘clkf 應(yīng)當(dāng)滿足 /s clkf f N 關(guān)系，對(duì)于本系統(tǒng)而言，，
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN927.2;TN97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2608285