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一種基于長碼擴頻技術(shù)的無人機遙控鏈路實現(xiàn)

作者: 時間:2012-12-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1.2 接收通道實現(xiàn)方案
接收通道實現(xiàn)方案如圖3所示,對經(jīng)A/D變換后的I,Q兩路數(shù)字信號進(jìn)行解擴解調(diào)。解擴采用頻域數(shù)字相關(guān)接收,接收端通過載波同步、PN碼同步、幀同步和位同步,嚴(yán)格保證信息正確解擴解調(diào),完成整個擴頻通信系統(tǒng)的信息傳輸。接收通道的關(guān)鍵技術(shù)是長偽碼的快速捕獲。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/192891.htm

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2 長偽碼快速捕獲方法
傳統(tǒng)的匹配濾波器是在整個碼相位和頻率域上進(jìn)行二維搜索,致使需要檢測的不確定空間和捕獲時間成倍增加。把時域的循環(huán)卷積轉(zhuǎn)化到頻域,利用快速傅里葉變換來計算,將會大幅度縮小運算量,但將時域、頻域二維串行掃描變成并行掃描的方法雖減少了捕獲時間,但是以提高硬件的復(fù)雜度為代價。
為了處理捕獲時間和實現(xiàn)復(fù)雜度之間的矛盾,本文采用了一種結(jié)合頻率捕獲和偽碼捕獲相結(jié)合的基于FFT算法快速捕獲方法?;贔FT的捕獲方法在搜索偽碼相位的同時,得到載波頻率偏移值,將原來的偽碼相位、載波頻偏的二維搜索過程變成只搜索偽碼相位的一維搜索過程,大大減少了高動態(tài)環(huán)境中偽碼的搜索時間。該方法的FPGA實現(xiàn)方案如圖4所示。

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FFT的并行捕獲搜索過程如下:首先經(jīng)過正交解調(diào),本地載波NCO對準(zhǔn)初始頻率估計值,將中頻信號解調(diào)為基帶信息,使產(chǎn)生的信號對準(zhǔn)一個頻率點搜索,啟動FFT捕獲環(huán)路,做1024點FFT變換,將變換結(jié)果和存在ROM內(nèi)的本地偽碼的FFT共軛相乘,再做IFFT,通過比較所有的相關(guān)峰值,找出其最大值,若最大值大于設(shè)定的檢測門限,則表明信號捕獲,給出信號所在位置的碼相位和載頻,進(jìn)入信號跟蹤階段。如果最大值小于門限,則表明信號未捕獲,通過控制邏輯改變載頻頻差,重復(fù)上述過程。采用該方法要注意如下幾點:
(1)偽碼并行搜索的過程是對時域和頻域同時進(jìn)行搜索,載頻頻差搜索步進(jìn)單元的選取很重要。步進(jìn)單元選的較小,對弱信號的捕獲性能較好,但會增加捕獲時間;步進(jìn)單元選的過大,會使相關(guān)峰值降低,特別對于低信噪比的信號,不易捕獲到,所以載頻頻差搜索步進(jìn)單元的選取需要折衷考慮。
(2)在FFT頻域并行捕獲的同時,可完成對信號載頻的提取,因而它可以取代載波頻率捕獲電路。
(3)在采用FFT頻域并行捕獲法時,考慮到FPGA的特點.本地偽碼FFT值預(yù)先存儲于FPGA內(nèi)的存儲單元中,這樣做的優(yōu)點在于,省去了一個FFT模塊,從而節(jié)省了整個系統(tǒng)資源,提高了系統(tǒng)捕獲時間。
(4)掃頻控制模塊受延時鎖相控制,在捕獲載頻頻差搜索和偽碼捕獲后,在延時鎖相環(huán)路中將對捕獲的偽碼進(jìn)行驗證,以防止誤捕獲。

3 實現(xiàn)與測試結(jié)果
FPGA的編程實現(xiàn)采用QuartusⅡ9.0集成軟件,調(diào)試和仿真工具采用該軟件自帶的在線邏輯分析儀(signalTapⅡLogic Analyzer),可提供適時、高速的指定信號波形。



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