基于FPGA的基带BOC信号同步处理技术研究

BOC调制信号论文 同步处理论文 捕获论文 跟踪论文 FPGA论文
论文详情
二进制载波偏移(Binary Offset Carrier, BOC)调制是将来卫星导航系统中一种非常重要的调制方式,目前GPS现代化信号和Galileo卫星信号都决定采用BOC的调制方式,这项调制技术在理论上将比传统的BPSK调制技术具有更好的捕获跟踪性能和抗干扰的能力。在卫星信号的接收机中,同步处理的好坏直接关系着接收机的性能,因此对BOC信号的同步处理将不可避免地成为研究的重点。本文首先对BOC调制信号进行了分析,重点介绍了BOC信号的时域特性、频率谱特性以及自相关函数的特性,进而利用MATLAB仿真验证了BOC(1,1)信号的生成及其所具有的特性。MBOC调制是在BOC调制衍生出的一种重要调制方式,因而本文重点分析研究了MBOC调制信号的特性,并进行相关的仿真验证。随后,本文分析研究了卫星信号的同步处理技术,这个过程主要包括了信号的捕获和跟踪两个环节,目的是实现对卫星信号的多普勒频率和伪随机码延时两个参数的精确估计。其中,信号的捕获是对参数的粗略估计,在信号捕获的研究中,讨论了常见的信号捕获方式,并在此基础上利用码延时并行捕获方式对BOC(1,1)信号进行了捕获的仿真。信号的跟踪则是实现参数精确估计的过程,这个过程包括载波跟踪和码跟踪两部分,在信号跟踪的研究中,对以上两种跟踪的环路进行了详尽的分析和比较,并仿真验证了Costas环的载波跟踪性能。模糊性是信号同步过程中影响同步性能的一个重要因素,针对CBOC信号的多峰性,本文给出了一种解决CBOC信号多峰性问题的方案。在前面理论分析和仿真的基础上,本文最后在FPGA上设计实现了BOC信号同步处理过程中的几个重要模块,包括信号产生模块、载波跟踪模块和码跟踪模块。信号生成模块可以达到本地复现BOC调制信号的功能,载波跟踪模块可以在一定的精度范围内跟踪输入信号的载波,码跟踪模块可以提取输入信号中的符号信息。本文还给出了相应仿真和设计实现的结果。
摘要第5-7页
ABSTRACT第7-8页
第一章 绪论第12-17页
    1.1 选题的背景和意义第12-13页
    1.2 国内外发展和现状第13-15页
    1.3 本文主要内容及组织结构第15-17页
第二章 BOC信号的性能分析及仿真研究第17-33页
    2.1 BOC调制信号的基本特性第17-24页
        2.1.1 BOC调制信号的时域特性第17-19页
        2.1.2 BOC调制信号的频谱特性第19-22页
        2.1.3 BOC调制信号的自相关特性第22-24页
    2.2 BOC调制信号的产生及仿真第24-27页
        2.2.1 BOC调制信号的产生原理第24-25页
        2.2.2 BOC调制信号的仿真验证第25-27页
    2.3 MBOC调制信号分析第27-31页
        2.3.1 MBOC信号定义及功率谱第27-28页
        2.3.2 CBOC信号及自相关函数第28-30页
        2.3.3 CBOC伪码跟踪性能第30-31页
    2.4 信号同步过程第31-32页
    2.5 本章小结第32-33页
第三章 基带BOC调制信号捕获第33-44页
    3.1 卫星信号捕获第33-37页
        3.1.1 伪随机信号的相关性第33-34页
        3.1.2 多普勒频率偏移第34-35页
        3.1.3 卫星信号捕获概念第35-37页
    3.2 卫星信号捕获的方法第37-40页
        3.2.1 时域串行捕获第37-38页
        3.2.2 FFT循环相关的快速并行捕获方法第38-40页
    3.3 信号捕获的仿真实现第40-43页
    3.4 本章小结第43-44页
第四章 基带BOC调制信号的跟踪第44-58页
    4.1 基带BOC信号载波跟踪环第44-51页
        4.1.1 锁相环第44-48页
        4.1.2 鉴相器第48-49页
        4.1.3 科斯塔斯环(Costas Loop)第49-51页
    4.2 基带BOC信号的码跟踪环第51-55页
        4.2.1 码跟踪环结构第51-53页
        4.2.2 码延迟跟踪环鉴别器分析第53-55页
    4.3 BOC信号跟踪模糊性问题第55-57页
        4.3.1 模糊性问题的原因第55页
        4.3.2 CBOC信号模糊性问题的一种解决方法第55-57页
    4.4 本章小结第57-58页
第五章 基带BOC信号同步处理模块的FPGA实现第58-75页
    5.1 BOC调制信号生成的FPGA实现第58-62页
        5.1.1 伪随机码生成模块第58-59页
        5.1.2 子载波生成模块第59-60页
        5.1.3 基带BOC调制信号效果第60-62页
    5.2 载波跟踪模块的FPGA实现第62-70页
        5.2.1 正交分量乘法模块第62-64页
        5.2.2 FIR低通滤波模块第64-65页
        5.2.3 环路滤波模块第65-66页
        5.2.4 DDS模块第66-68页
        5.2.5 Costas环跟踪效果第68-70页
    5.3 符号同步模块的FPGA实现第70-74页
        5.3.1 数据采样模块第70-71页
        5.3.2 IIR低通滤波模块第71-72页
        5.3.3 DDS模块第72-73页
        5.3.4 模块实现效果第73-74页
    5.4 本章小结第74-75页
第六章 总结与展望第75-76页
第七章 参考文献第76-79页
第八章 致谢第79-80页
第九章 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文第80页
论文购买
论文编号ABS541179,这篇论文共80页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付24
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付40
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656