高动态扩频接收机中数字匹配滤波器的FPGA设计

本文介绍了一种高动态扩频数字接收机中数字匹配滤波器的原理和其基于FPGA的实现方法。改进的数字匹配滤波器的资源消耗仅为折叠匹配滤波器的一半,本文提出的方法适用于高动态环境下扩频信号的长伪码快速捕获。     

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...     

适用于短码捕获的匹配滤波器的实现结构

扩频码（伪随机码,PN码）捕获是扩频通信中扩频码同步的一个重要环节,基于匹配滤波器的捕获方法具有捕获时间短的优势,比较适合短码的捕获和实时通信的场合。为解决数字匹配滤波器资源占用多的问题,根据扩频码取值的双极性特性,针对数据过采样的应用场合,提出了一种基于FPGA实现的数字匹配滤波器的结构。该结构为两级滤波器形式,无乘...     

扩频通信中PN码序列的捕获

扩频信号的捕获与跟踪是扩频接收机进行定位解扩的基础,文中基于FPGA进行了扩频信号捕获与跟踪的设计实现。分析了该方案的匹配滤波器、载波跟踪环、码跟踪环的设计与实现方法。并通过BPSK调制,使用非相干扩频通信的PN码并行捕获算法实现信号的捕获。     

基于FPGA的扩频接收机中数字匹配滤波器的设计

本文在分析匹配滤波器的工作原理及制约数字匹配滤波器性能的主要参数后,在文献[5]所给出折叠匹配滤波器的基础上设计了一种改进的折叠匹配滤波器结构,该结构具有更好的可实现性和更少的FPGA资源消耗。该设计已经应用于某型号中频数字化直接序列扩频接收机中,并取得了满意的效果。     

基于SOPC实现扩频信号的捕获与跟踪

扩频信号的捕获与跟踪是扩频接收机进行定位解算的基础,提出了利用FPGA内的嵌入式软核Niosll在单片FPGA内实现扩频信号捕获与跟踪的设计方案.详细分析了该方案的匹配滤波器、相关器、载波跟踪环和码跟踪环设计和实现方法.给出了根据该设计对实时的GPS信号的捕获跟踪测试结果.结果表明,该设计能够实现对扩频信号的实时捕获与跟踪,相比利用FPGA+DSP方案实现扩频信号的捕获与跟踪,具有可重构性好,硬件开发难度低,接收机体积小等优点.     

扩频接收机中数字匹配滤波器的FPGA实现

扩频接收机需要完成快速复杂的信号处理,数字匹配滤波器能方便实现扩频信号的解扩处理,是扩频接收机的核心部分。利用FPGA的高速并行处理能力和全硬件实现的特点,采用VHDL与原理图相结合,完成了扩频接收机中数字匹配滤波器的软件仿真和硬件电路设计。测试结果表明,电路工作稳定可靠,提高了处理速度,减少了硬件延时。     

匹配滤波器同步捕获技术FPGA设计

匹配滤波器在信号检测和通信系统的同步捕获中起着关键的作用。基于软件无线电思想,分析了匹配滤波器的基本原理,采用一种可编程的分布算术式匹配滤波器同步捕获技术,可用于直接序列扩频接收机。模块采用Altera公司的FPGA Cyclone II EP2C35F672进行设计,仅占用全部逻辑资源的1%。对设计中部分功能单元进行了ModelSim功能仿真,给出了数值实验结果。     

UQPSK信号全数字化解调方式下的捕获性能

主要研究了非平衡四相绝对移相键控(UQPSK)直扩序列在接收后如何使接收机的伪码捕获时间最小。为了减少捕获时间，在接收机中将伪随机序列分成一系列的短段落，利用码元匹配滤波器(CMF)分别计算每个短段落的相关量，然后将这些相关值累加再与参考门限比较。在此基础上，讨论了卫星测控系统中扩频接收机使用CMF技术的扩频序列捕获性能，在解调时采用了软件无线电中数字中频的方法。     

非相干扩频捕获的匹配滤波器参数分析

在直接序列扩频传输系统中,接收端通常利用匹配滤波器实现扩频信号的初始捕获,扩频码同步时匹配滤波器的输出信噪比是决定捕获性能的一个重要因素。针对非相干直接序列扩频信号,通过理论推导和仿真验证得到了匹配滤波器输出信噪比与载波频差、扩频比以及匹配滤波器参数之间的关系,该结论可以为匹配滤波器的设计提供依据。     

基于数字匹配滤波器的扩频码捕获技术研究

介绍并分析了匹配滤波器扩频码捕获算法的数字实现方式.数字匹配滤波器（Digital Matched Filter,DMF）在扩频码长较长时,耗费的硬件资源较多,实现困难,针对该问题提出了差动解决方案,在不损失性能的前提下大大降低了DMF的硬件复杂度.针对DMF对多普勒频移过于敏感这一缺点,提出了加窗方案,使得其在同一多普勒频移下输出增益衰减较小.通过仿真,证明了改进方案的优越性.     

改进型数字匹配滤波器在直扩系统中的应用

数字匹配滤波器（DMF）在扩频通信的扩频码同步中得到广泛应用。将接收到的射频信号数字化后直接应用DMF,达到先解扩后解调。可以获得系统所需的扩频增益。本文在传统的数字匹配滤波器的原理和结构的基础上,设计了一种改进型数字匹夥滤波器,其输入信号为已经过数字化的射频接收信号。将该信号经过K路不同的延时,并行退入DMF,完成系统的扩频码同步。该改进型数字匹配滤波器将包络与阈值比较的时刘固定,减少了比较器的比较次数,降低硬件负担。     

基于FPGA和DSP的扩频信号发生器设计与实现

在扩频通信系统设计中,为了测试不同的扩频通信系统接收机的工作性能,经常需要改变其测试信号的参数以发射适合接收机测试使用的测试信号。通过对扩频信号产生原理的阐述,并结合Xilinx公司的Virtex-2和TI公司的TMS320C6416T硬件特点,实现了一种扩频序列可调,数据速率和码片速率可调的扩频信号和载波频率可调的的扩频信号发生器。在某数字波束形成系统接收机的测试实验中验证了这种扩频信号发生系统性能稳定可靠。     

扩频测控系统的抗干扰能力分析

扩频测控系统抗不同形式干扰的性能有较大差异,就此进行了重点研究.通过理论分析和仿真比较了扩频系统对多种干扰信号的抗干扰机理和抗干扰容限,并给出了具有抗干扰能力的扩频接收机的设计思路与建议.研究结果可为扩频系统的设计和抗干扰试验提供参考.     

非相干扩频接收机伪码跟踪环设计及FPGA实现

伪码跟踪环的设计是实现非相干扩频接收机的关键环节。为了实现非相干扩频接收机的伪码跟踪,设计了能量归一化的延迟锁定跟踪环,给出了环路的实现结构及环路参数的计算方法。分析了非相干扩频的特点,指出环路设计的关键点,在此基础上阐述了码环鉴别器、环路滤波器、超前滞后码发生器的设计及实现方法,并给出一套具体的实现参数。Modelsim仿真结果及FPGA实测数据表明所设计的环路能对伪码进行精确跟踪。     

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.     

卫星移动通信系统低信噪比抗干扰数字接收机设计

针对阵列天线卫星移动通信抗干扰能力差、传播损耗大等特性,设计了一种数字波束形成技术( DBF)和扩频技术相结合的数字接收机。其中,DBF算法采用基于递归最小均方算法( RLS)的解扩重扩盲自适应波束形成算法,使用VxWorks实现权值计算,FPGA实现波束形成;扩频方式采用直接序列扩频,在FPGA中实现。仿真分析与样机测试显示,通过两项技术联合使用,在信噪比低至-45 dB条件下仍可以实现可靠通信,同时有效加强了系统抗干扰能力。     

基于软件无线电的中频数字化直扩系统的设计与实现

本文根据直接序列扩频原理,给出了一种基于软件无线电思想的中频数字化直扩系统的设计方案,并采用可编程数字器件实现。实验结果表明该方法达到了设计要求,并具有良好的通用性和灵活性。     

曼彻斯特码再生判决的电路实现和性能分析

采用积分清除电路对曼彻斯特码进行再生判决,具有结构简单、容易实现的特点,理论分析其误码率性能与理想的最佳接收机的性能相同。文中给出了理论分析,并根据理论分析设计了实际电路。设计采用0.25μmCMOS工艺在10 Base-T PHY芯片中得到了实际验证。