本文關(guān)鍵詞：寬帶擴(kuò)頻信號(hào)捕獲與跟蹤單元研究

  更多相關(guān)文章： 無(wú)人機(jī) 混合擴(kuò)頻通信 捕獲 跟蹤 FPGA Vivado

【摘要】：隨著無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的快速發(fā)展,無(wú)人機(jī)與地面站之間的快速通信、保密通信變得越來(lái)越重要,而且隨著無(wú)人機(jī)傳送數(shù)據(jù)類型的不斷豐富,通信帶寬需求也在不斷擴(kuò)大。擴(kuò)頻通信最早作為軍方保密通信的重要技術(shù)形式,憑借其優(yōu)秀的可靠性,抗干擾性以及多址性能被越來(lái)越多領(lǐng)域所采用。在寬帶無(wú)線通信中,擴(kuò)頻通信存在著速率快,難捕獲,跟蹤容易失鎖,移動(dòng)目標(biāo)多普勒頻移等問(wèn)題,需要研究一種可靠的快速捕獲跟蹤方法和工程實(shí)現(xiàn)方法,這也是目前該領(lǐng)域一大研究熱點(diǎn)。本文基于FPGA硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)了一種面向高速大帶寬信號(hào)傳輸?shù)陌ㄉ舷滦墟溌返目焖俨东@跟蹤系統(tǒng),系統(tǒng)通過(guò)捕獲跟蹤寬帶擴(kuò)頻信號(hào),在完成精同步的同時(shí)實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)解調(diào),得出原始數(shù)據(jù)符號(hào),送入后續(xù)解碼模塊處理。本文主要工作如下：1、提出了一種基于飛行器與地面站之間的包括上下行鏈路寬帶混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。系統(tǒng)上下行鏈路采用不同的擴(kuò)頻方式和調(diào)制方式。系統(tǒng)要求機(jī)載端完成直接序列擴(kuò)頻的軟擴(kuò)頻信號(hào)的捕獲跟蹤以及解擴(kuò)解調(diào)任務(wù)；地面站則完成機(jī)載端直擴(kuò)加跳頻的混合擴(kuò)頻信號(hào)的捕獲跟蹤及解擴(kuò)解調(diào)任務(wù)。2、分析現(xiàn)有的擴(kuò)頻信號(hào)捕獲跟蹤算法,通過(guò)比較分析完成了對(duì)上行鏈路直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)捕獲跟蹤及軟擴(kuò)頻信號(hào)解擴(kuò)解調(diào)方案設(shè)計(jì)。3、根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的不同擴(kuò)頻增益要求,本文設(shè)計(jì)了一種增益可切換下行鏈路混合擴(kuò)頻系統(tǒng)的捕獲跟蹤以及解擴(kuò)解調(diào)方案。4、研究并利用Xilinx公司最新的Kintex-7系列xc7k325tffg676-2 FPGA,以實(shí)現(xiàn)上述快速捕獲跟蹤及解擴(kuò)解調(diào)系統(tǒng)方案。經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試系統(tǒng)可以完成250MHz時(shí)鐘速率,50Mchips的雙向鏈路不同擴(kuò)頻通信模式模式下的捕獲跟蹤及解擴(kuò)解調(diào),并達(dá)到97%以上的捕獲跟蹤成功率,滿足預(yù)期系統(tǒng)目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人機(jī) 混合擴(kuò)頻通信 捕獲 跟蹤 FPGA Vivado
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN914.42
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 課題目前發(fā)展現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 擴(kuò)頻信號(hào)捕獲研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 擴(kuò)頻信號(hào)跟蹤研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文主要工作和組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 系統(tǒng)原理分析及系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)15-41
• 2.1 偽隨機(jī)序列15-17
• 2.2 軟擴(kuò)頻技術(shù)原理17-26
• 2.2.1 直接序列擴(kuò)頻17-18
• 2.2.2 軟擴(kuò)頻原理18-19
• 2.2.3 軟擴(kuò)頻信號(hào)捕獲跟蹤影響因素19-20
• 2.2.4 軟擴(kuò)頻信號(hào)捕獲原理20-24
• 2.2.5 軟擴(kuò)頻信號(hào)跟蹤原理24-26
• 2.3 混合擴(kuò)頻技術(shù)原理26-34
• 2.3.1 跳頻通信原理26-27
• 2.3.2 混合擴(kuò)頻通信原理27-28
• 2.3.3 混合擴(kuò)頻信號(hào)捕獲跟蹤影響因素28-29
• 2.3.4 混合擴(kuò)頻信號(hào)同步原理29-34
• 2.4 系統(tǒng)整體方案及結(jié)構(gòu)34-41
• 2.4.1 寬帶擴(kuò)頻捕獲與跟蹤單元結(jié)構(gòu)34-36
• 2.4.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)36-37
• 2.4.3 系統(tǒng)同步引導(dǎo)序列定義37-38
• 2.4.4 系統(tǒng)傳輸幀結(jié)構(gòu)定義38-41
• 第三章 上行鏈路直擴(kuò)系統(tǒng)捕獲跟蹤方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)41-73
• 3.1 上行鏈路直擴(kuò)系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)41-43
• 3.1.1 上行鏈路直擴(kuò)系統(tǒng)完成目標(biāo)要求41-42
• 3.1.2 上行鏈路直擴(kuò)系統(tǒng)整體處理流程42-43
• 3.2 上行鏈路直擴(kuò)系統(tǒng)捕獲跟蹤方案設(shè)計(jì)43-45
• 3.2.1 直擴(kuò)信號(hào)捕獲與跟蹤流程43
• 3.2.2 直擴(kuò)信號(hào)捕獲方案選擇43-44
• 3.2.3 直擴(kuò)信號(hào)跟蹤方案選擇44-45
• 3.3 上行鏈路直擴(kuò)系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)45-73
• 3.3.1 直擴(kuò)系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)總體方案45-49
• 3.3.2 直擴(kuò)系統(tǒng)FPGA總體結(jié)構(gòu)及接口49-51
• 3.3.3 直擴(kuò)系統(tǒng)捕獲FPGA實(shí)現(xiàn)51-57
• 3.3.4 直擴(kuò)系統(tǒng)跟蹤FPGA實(shí)現(xiàn)57-65
• 3.3.5 直擴(kuò)系統(tǒng)解擴(kuò)解調(diào)FPGA實(shí)現(xiàn)65-71
• 3.3.6 直擴(kuò)系統(tǒng)其他模塊說(shuō)明71-73
• 第四章 下行鏈路混合擴(kuò)頻系統(tǒng)捕獲跟蹤方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)73-100
• 4.1 下行鏈路混合擴(kuò)頻系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)73-75
• 4.1.1 下行鏈路混合擴(kuò)頻系統(tǒng)完成目標(biāo)要求73-74
• 4.1.2 下行鏈路混合擴(kuò)頻系統(tǒng)整體處理流程74-75
• 4.2 下行鏈路混合擴(kuò)頻信號(hào)捕獲與跟蹤方案設(shè)計(jì)75-77
• 4.2.1 混合信號(hào)捕獲與跟蹤流程75
• 4.2.2 混合擴(kuò)頻信號(hào)捕獲方案選擇75-76
• 4.2.3 混合擴(kuò)頻信號(hào)跟蹤方案選擇76-77
• 4.4 下行鏈路混合擴(kuò)頻系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)77-100
• 4.4.1 混合擴(kuò)頻系統(tǒng)FPGA實(shí)現(xiàn)總體方案77-83
• 4.4.2 混合擴(kuò)頻系統(tǒng)FPGA總體結(jié)構(gòu)及接口83-85
• 4.4.3 混合擴(kuò)頻系統(tǒng)捕獲FPGA實(shí)現(xiàn)85-92
• 4.4.4 混合擴(kuò)頻系統(tǒng)跟蹤FPGA實(shí)現(xiàn)92-94
• 4.4.5 混合擴(kuò)頻系統(tǒng)解擴(kuò)解調(diào)FPGA實(shí)現(xiàn)94-100
• 第五章 系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證100-106
• 5.1 上行直擴(kuò)通信系統(tǒng)硬件聯(lián)調(diào)結(jié)果100-101
• 5.2 下行混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)硬件聯(lián)調(diào)結(jié)果101-106
• 第六章 總結(jié)106-107
• 參考文獻(xiàn)107-110
• 在學(xué)期間的研究成果110-111
• 致謝111

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