KX系統(tǒng)中PN碼捕獲與跟蹤方案的研究.pdf

1、本文以KX通信系統(tǒng)工程為研究背景，研究低信噪比，大多普勒頻移條件下的PN碼的捕獲與跟蹤。 在本項(xiàng)目的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，接收機(jī)的信噪比為－20dB，多普勒頻移為±100kHz。論文的主要工作就是討論系統(tǒng)的地面站如何在低信噪比和大多普勒頻移的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)PN碼的捕獲及跟蹤。 在擴(kuò)頻信號(hào)接收中，PN碼的快速捕獲是關(guān)鍵的問題。本文中首先對(duì)傳統(tǒng)的直擴(kuò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)捕獲的兩種方法即滑動(dòng)相關(guān)法和匹配濾波器法進(jìn)行比較，從理論上得出匹配濾波器具有

2、捕獲時(shí)間短，數(shù)字化實(shí)現(xiàn)容易等優(yōu)點(diǎn)。然后，研究了數(shù)字匹配濾波器法的工作原理和結(jié)構(gòu)，提出了采用簡化的抽頭延遲線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)字匹配濾波器的具體方法，并分析了采用該方法設(shè)計(jì)的數(shù)字匹配濾波器的捕獲性能。最后通過仿真說明數(shù)字匹配濾波器能在低信噪比下解決串行捕獲時(shí)間長的問題，實(shí)現(xiàn)PN碼的快速捕獲。對(duì)于低信噪比PN碼的跟蹤，需要解決跟蹤精度低的問題，論文中利用擴(kuò)頻序列良好的自相關(guān)特性，采用求連續(xù)M個(gè)信息符號(hào)采樣數(shù)據(jù)的相關(guān)值，并找出其中最大的相關(guān)值，確定它

3、所對(duì)應(yīng)的位置即為PN碼同步點(diǎn)這一較為簡便的算法即可實(shí)現(xiàn)低信噪比條件下PN碼相位的跟蹤。 在KX衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，多普勒頻移對(duì)PN碼、傳輸數(shù)據(jù)和傳輸載波均有影響。其中載波的多普勒頻移對(duì)捕獲的影響較大，直接關(guān)系到數(shù)字匹配濾波器能否實(shí)現(xiàn)捕獲。所以在論文中討論了多普勒頻移對(duì)捕獲性能如DMF輸出信噪比和平均捕獲時(shí)間的影響，相應(yīng)結(jié)論為多普勒頻移補(bǔ)償方法的研究奠定了理論基礎(chǔ)。 硬件主體部分的實(shí)現(xiàn)是通過Xilinx公司生產(chǎn)的FPGA器件（