直擴(kuò)系統(tǒng)PN碼捕獲和跟蹤的FPGA實(shí)現(xiàn)
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3 捕獲和跟蹤環(huán)在FPGA上的實(shí)現(xiàn)
本系統(tǒng)采用Altera公司的系列芯片，用VHDL語言編程，在Quartus 8．0中建模仿真。按照如下步驟完成擴(kuò)頻碼的捕獲和跟蹤，并給出了仿真波形圖，進(jìn)行了結(jié)果分析。
接收信號經(jīng)過A／D變換之后進(jìn)入FPGA，首先進(jìn)入捕獲模塊，每一個PN碼片時刻都有一個相關(guān)值輸出，當(dāng)相關(guān)值大于門限表示捕獲成功，轉(zhuǎn)入跟蹤階段。在跟蹤階段，PN碼發(fā)生模塊根據(jù)碼時鐘產(chǎn)生模塊的時鐘信號產(chǎn)生三路PN碼(超前、中間、滯后)，接收信號與三路PN碼在鑒相模塊分別進(jìn)行相關(guān)，中間一路產(chǎn)生解擴(kuò)碼輸出，超前、滯后兩路的相關(guān)值作差并將結(jié)果輸出至碼時鐘產(chǎn)生模塊，來調(diào)整PN碼時鐘，從而控制PN碼的相位，每次調(diào)整1／8個碼片周期。當(dāng)連續(xù)三次中間一路的相關(guān)值小于門限時表示已經(jīng)失步，需要重新捕獲，接下來將轉(zhuǎn)入捕獲階段。沿此環(huán)路即可實(shí)現(xiàn)本地PN碼與接收擴(kuò)頻碼的捕獲和跟蹤，進(jìn)而完成信號的解擴(kuò)輸出。
3．1 碼時鐘發(fā)生模塊仿真結(jié)果分析
圖5給出了碼時鐘發(fā)生模塊的仿真結(jié)果。其中cyclk是系統(tǒng)輸入時鐘；e_clk為超前指示，l_clk為滯后指示，pnclk為輸出PN碼時鐘。當(dāng)e_clk為高電平時，在左側(cè)黑實(shí)線處可看到該模塊輸出的pnclk滯后了1／8個PN碼元；當(dāng)l_clk為高電平時，在右側(cè)黑實(shí)線處可看到輸出的pnclk會提前1／8個PN碼元。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/190998.htm
3．2 捕獲仿真結(jié)果分析
圖6(a)是捕獲階段的仿真結(jié)果圖。其中cyclk是系統(tǒng)輸入時鐘；pnclk是捕獲階段產(chǎn)生本地：PN碼的PN時鐘；reset是復(fù)位信號；sigin是輸入擴(kuò)頻信號，jiekuo是輸出解擴(kuò)信號；shibuj是捕獲模塊的啟動使能信號，高電平有效；genzong是跟蹤環(huán)路的啟動使能信號，高電平有效；xiangguangzhi是接收信號與本地PN碼的相關(guān)值累加和。圖6(b)中將xiangguanzhi信號放大，門限設(shè)置為1 760。在圖中右側(cè)黑實(shí)線處，此時相關(guān)值已經(jīng)大于門限，表示捕獲成功，置genzong信號為高電平，shibuj信號為低電平，啟動跟蹤環(huán)路，終止捕獲環(huán)路。同時產(chǎn)生三路PN碼。
3．3 跟蹤環(huán)路仿真結(jié)果分析
圖7是跟蹤仿真結(jié)果圖。其各信號代表的意思同上。人為調(diào)整sigin的相位，跟蹤環(huán)路總是可以跟蹤輸入擴(kuò)頻信號的變化，并準(zhǔn)確解擴(kuò)輸出，上述解擴(kuò)輸出結(jié)果為01000010。其中黑色實(shí)線處是解擴(kuò)毛刺，不影響結(jié)果的輸出。
3．4 連續(xù)三次失步之后轉(zhuǎn)入重新捕獲仿真結(jié)果及分析
圖8中cyclk是系統(tǒng)時鐘信號，pnclk是捕獲模塊產(chǎn)生PN碼的PN時鐘；reset是系統(tǒng)復(fù)位信號；sigin是輸入擴(kuò)頻信號，genzong是跟蹤環(huán)路的使能信號，高電平有效；shibuj是捕獲的啟動使能信號，高電平有效；圖中每個黑色實(shí)線處是一個PN碼周期的結(jié)束處，即兩道黑色實(shí)線之間是一個PN碼周期。在第三道黑色實(shí)線后genzong信號變?yōu)榈碗娖?，shibuj信號變?yōu)楦唠娖剑锤櫗h(huán)路終止，捕獲環(huán)路重新啟動。
4 結(jié)語
本文介紹了直擴(kuò)系統(tǒng)中PN碼同步捕獲和跟蹤的方法，用VHDL語言完成了電路各個模塊的編程實(shí)現(xiàn)，在Quartus 8．0中進(jìn)行了仿真，并給出了仿真波形，證明電路工作正確可靠，滿足設(shè)計要求。
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