基于FPGA的PN码捕获的设计及实现

PN码捕获技术是扩频通信的关键技术之一,针对扩频通信中长伪码序列的快速捕获问题,伪码相位大范围不确定的搜索,串行捕获需要大量的时间,这对实时性要求高的扩频接收机用户是无法忍受的,并行捕获电路结构比较复杂,实现起来有一定的难度,而且占用大量的资源。文中提出了一种基于FPGA的扩频信号快速滑动相关捕获方法,来解决低信噪比条件下长伪码序列的捕获问题。文中着重论述了该系统的FPGA实现原理,并且基于FPGA进行开发,调制出了该系统的仿真波形,达到了理想的效果,实际应用中有效地改善了系统的性能。     

滑动相关法伪码捕获的FPGA实现

引言 对于码分多址的扩频通信方式而言,只有当接收端本地伪码与发端伪码处于相同相位状态时,有用的信息才能被解出.因此,扩频序列相位的捕获与跟踪是扩频通信系统的关键,而伪码序列相位的捕获尤为重要.滑动相关法是常用的方法之一.扩频通信系统要求实时性,以及较高的数据处理速度,这正是FPGA的优势.所以在扩频通信系统中,大量应用FPGA芯片作为前级处理芯片.     

DS／CDMA系统扩频序列的捕获技术

扩频伪码相位的捕获技术是扩频通信的关键技术之一，本文在直扩扩频伪码序列的相位捕获原理基础上，结合实际系统中的应用条件，详细分析了相位捕获的方法、性能特点；最后给出了两个在实际系统中比较成功的捕获电路，井对其工作过程进行了完整的分析说明。     

滑动相关法伪码捕获的FPGA实现

扩频伪码相位的捕获技术是扩频通信的关键技术之一。在直扩扩频伪码序列的相位捕获原理基础上,结合在实际系统中的应用条件,详细分析了非连续相位滑动捕获的方法,提出了一种全新的采用锁相环控制时钟的方法,并给出了一个在实际系统中成功应用的捕获电路,最后还对其工作过程进行了完整的分析说明。     

扩频码捕获及其FPGA实现

介绍了直接序列扩频通信中m序列的构造及其滑动相关同步捕获方法,并对其同步时间和抗噪声性能进行了理论分析和实验比较。结果表明,滑动相关法在直接序列扩频码同步捕获中具有优越的抗噪性能。文章同时给出了MATLAB的抗噪声估计及其滑动相关法的FPGA实现方法。     

自适应滤波自编码扩频系统的同步捕获研究

在自编码扩频通信系统中,扩频码从随机数据流中产生,具有动态可变特性。利用自适应滤波提取扩频码的自编码扩频通信系统就是在传统自编码扩频通信系统的基础上,引入了谱估计中AR滤波的概念,动态地把信源序列转换成高斯白噪声分布的数据流,然后经二值量化得到具有良好相关特性与平衡性的伪噪声序列作为扩频序列。编码序列的同步捕获是自编码扩频通信系统中的关键技术。为了可靠地解调信号,必须建立快速、可靠的同步。本文即是针对这种自编码扩频方法提出的一种周期性地发送同步头的编码同步捕获方案,并对方案的性能进行了理论分析和实验仿真。     

基于FPGA的直序扩频系统的同步设计

针对直序扩频系统中伪随机码同步捕获的问题,提出了一种扩频码捕获方法,来解决低信噪比条件下伪码序列的捕获问题。首先对直接序列扩频系统做了讨论,而后重点研究了匹配滤波器法的原理及其功能,研究了利用数字匹配滤波器法对扩频码序列进行同步捕获,从而解决了在扩频系统中对伪码的快速捕获,并在Altera公司的Quartus Ⅱ软件平...     

相位搜索法扩频码捕获的仿真实现

扩频码同步是扩频通信系统中特别关键的技术,相位搜索法捕获是扩频码捕获中最基本的方法,硬件实现最简单,在短PN码捕获时有很大的优势.文中在MATLAB平台研究该捕获方法的实现,给出了整个同步过程的仿真模型,各部分的详细参数设置和关键部分的仿真结果.选择长度为31的PN码进行仿真,用5级移位寄存器产生本地PN码序列,不断调整其相位,直到本地PN码与接收的PN码序列初步对齐.仿真结果表明,该模型能够实现31位PN码的正确捕获.捕获时间与本地PN码和接收PN码之间的相位差有关.     

微弱扩频信号捕获的积分时间延拓技术

相对于普通扩频接收机,微弱扩频信号捕获需要更长的积分时间以获得处理增益。然而,伪码多普勒频偏导致能量不能在一个码相位上持续积累,限制了积分时间的进一步增加。为此,提出了一种扩频信号捕获时间延拓技术,增加了扩展积分单元,通过对扩展积分结果进行路径搜索,从而有效地减少了码多普勒引起的相位滑动对相关运算积分时间的限制。仿真和实测结果表明所提技术突破了传统全球导航卫星系统( GNSS)捕获算法的积分时间上限,提高了系统灵敏度。针对带内信噪比低于-50 dB的GPS L1 P码捕获,给定硬件资源约束和5 kHz多普勒范围,算法的捕获概率优于传统算法约3 dB。     

基于FPGA伪码快速捕获的优化设计

为了在扩频通信中实现伪码的快速捕荻,通过对相关积分包络算法的改进,对接收信号未知伪码进行相位搜索,完成了FPGA仿真验证,实现的伪码捕获具有结果误差小、捕获时间短、占用资源少等特点。     

多重直序扩频信号的相关接收

本文说明了利用伪随机(PN)码的相关特性,进行多重直序扩频信号相关接收的基本原理。指出了这项技术在卫星多址通信中的重要意义,并对实验结果进行了分析,得出了一些重要的结论。     

一种基于差分相干积累的扩频信号开环同步捕获方法

将全数字接收机的结构引入到扩频接收机中,用一种前向的并行处理结构来代替传统码延迟锁定环的反馈结构,采用差分相干积累的方法捕获低信噪比扩频信号的伪码相位.仿真结果表明,这种方法能快速可靠地捕获低信噪比扩频信号的码同步,可以应用于开环的全数字扩频接收机中.     

一种改进的预编码跳码扩频通信技术

为了提高现有预编码跳码直扩通信系统的抗干扰能力、通信保密性和反侦察能力,采用增加一个n级移位寄存器的方法,使跳码图案变换时间随信号码元跳变。通过研究分析,新系统在抗干扰、同步、反侦察以及保密性能等方面都有一定的改进。     

2FSK扩频系统中多普勒频移容限扩展的一种方法

在高动态扩频通信系统中,多普勒频移会导致匹配滤波器输出相关峰值降低而影响伪码的捕获。在分析相关峰所受多普勒频移影响的基础上,提出了一种扩展2FSK扩频通信系统的多普勒频移容限的方法,即适当缩短相关累加时间,伪码捕获和数据解调时采用相关累加与非相关累加相结合的方法。该方法可有效降低FSK扩频系统中相关峰对多普勒频移的敏感性,使多普勒频移容限得到较好的扩展。     

基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法研究及实现

针对无线电系统身份识别问题,提出了一种基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法,该方法中发射端首先选择一个码片速率高、码长长的扩频码来调制用于标识无线电系统身份的频谱水印信号,然后利用加性准则周期性地将其嵌入到无线电信号中。接收端首先将接收的中频信号分成 N 段,并对每段信号进行解扩和解调,最后利用 N 次解调结果实施综合融合判决来提取频谱水印。同时基于 USRP 平台构建了基于扩频的频谱水印嵌入与提取方法的验证系统,理论分析与实验验证结果表明：提出的方法能够在不对原始信号正常解调产生有害干扰的条件下,可有效提取频谱水印,具有较强的通用性和鲁棒性,为有效标识和识别无线电系统提供技术手段。     

通信测距复合系统中的扩频码捕获研究

在通信测距复合系统中，长序列PN码的快速捕获是一个不可避免的问题。扩频码同步是扩频通信系统中的关键技术，针对传统的捕获方法的缺点，提出一种改进的序列估计的捕获方法，给出系统结构并说明了工作原理。     

一种M-ary扩频信号的盲同步方法

针对通信侦察领域M-ary扩频信号的盲同步问题,根据M-ary扩频信号的结构特点及扩频码集元素间的相关特性,提出了一种扩频码长度和失步时间联合估计方法。该方法能够同时估计出M-ary扩频信号的扩频码长度及失步时间,且不受扩频码集类型的限制。仿真实验表明,该算法能在较低的信噪比条件下对三种不同码集的扩频信号进行估计,且算法的性能随着所使用数据的增多而提高。     

非相干扩频测量体制应答机的测距数据处理

介绍了一种非相干扩频测量体制的测距原理,分析了测距跳周问题对测距精度的影响,提出了一种测距数据处理算法.采用相位相差180°的双码钟采样法,对两个码计数和两个码相位进行采样和时差比对,判别出距离跳变的数值进行算法修正,有效消除了码计数对应的距离跳周问题,保证了系统的测距精度.该算法已经成功运用到多个实际工程中,系统测距精度完全满足指标要求.     

多径分量噪声干扰下无线电扩频通信优化技术

无线电扩频通信受到多径分量噪声的干扰,导致通信信道均衡性不好,抗干扰能力不强,误码率较高。需要进行噪声干扰抑制,改善无线电扩频通信质量。提出一种基于自适应级联陷波和码间干扰抑制的无线电扩频通信优化技术。构建无线电扩频通信系统传输结构模型,采用自适应陷波器对无线电扩频通信中的多径分量噪声进行有效抑制,降低了进入信号通频带内的干扰功率,提高解调器的输出信噪比和信干比。采用扩展后的序列去调制载波,将信号搬移到载频上,实现信道均衡,提高抗干扰能力。仿真结果表明,该算法能有效降低无线电扩频通信的误比特率,抗干扰性较强,提高通信质量。