BD2接收機基帶系統(tǒng)的FPGA設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、BD2接收機基帶系統(tǒng)是對采樣后的模擬信號直接在中頻進行數(shù)字處理，具有有效克服帶外噪聲和直流漂移的影響等優(yōu)點。目前主流的導(dǎo)航接收機全部為全數(shù)字式接收機，主要包括射頻處理、導(dǎo)航接收機基帶信號處理、信息處理和交互程序三部分。射頻處理將導(dǎo)航信號將衛(wèi)星導(dǎo)航信號經(jīng)過處理得到數(shù)字中頻信號;基帶信號處理部分用于實現(xiàn)對信號偽隨機碼相位、載波信號的同步和信息碼的解調(diào)和譯碼;信息處理部分用于獲得基本的導(dǎo)航定位信息;交互程序部分直接處理用戶的各種需求。其中，基

2、帶信號處理是導(dǎo)航接收機中的核心功能部分，信號處理部分的粗同步部分采用FFT的捕獲方式，處理時間較快對系統(tǒng)的首捕和失鎖再捕指標(biāo)影響較小，所以能夠影響接收機的性能指標(biāo)主要體現(xiàn)在基帶信號處理的跟蹤和信息碼的解調(diào)和譯碼部分。
　　 針對接收機處理速度慢不能滿足實時定位的這一劣勢，本文給出了基于FPGA的BD2代接收機基帶系統(tǒng)，它具有處理速度快、實現(xiàn)靈活、可重復(fù)編程等優(yōu)點。本方案的設(shè)計平臺是Alter公司的CycloneⅢ系列的EP3C1

3、20F780C7芯片，它提供豐富的邏輯、乘法器、存儲器和鎖相環(huán)，而且擁有更低的功耗。
　　 針對一般導(dǎo)航接收機系統(tǒng)的定位精度較差的劣勢，本文提出了非均勻采樣的設(shè)計方案，并在此方案基礎(chǔ)上結(jié)合采樣定理和系統(tǒng)實現(xiàn)的復(fù)雜程度，確定了系統(tǒng)的采樣頻率。
　　 通過對系統(tǒng)的全局把握，由于在前段捕獲部分使用較多的存儲器資源，為了應(yīng)對存儲器資源緊張的狀況，本文通過下變頻模塊的軟件仿真提出了一種新的設(shè)計方案，在不影響系統(tǒng)指標(biāo)的前提下可以大大

4、減少存儲資源的使用。
　　 常見的導(dǎo)航系統(tǒng)，無論是BD2導(dǎo)航系統(tǒng)的還是其他導(dǎo)航系統(tǒng)的定位研究都是對低動態(tài)用戶的，鑒于此，我們通過分析和研究性能指標(biāo)，提出了能夠?qū)崿F(xiàn)地面的接收機擁有300m/s速度動態(tài)定位的設(shè)計方案，本文首先通過比較偽隨機碼相位和載波的各種跟蹤方案優(yōu)缺點，接著通過軟件仿真和硬件調(diào)試設(shè)置合理的轉(zhuǎn)換門限，提出了一種超前-滯后非相干延遲碼跟蹤環(huán)和頻率輔助相位的costas環(huán)載波跟蹤方案，并在設(shè)計的過程為了克服乘法器資源有