基于FPGA的DS/FH系统研究

来源 :西安邮电大学 西安邮电学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mu_322
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扩频通信作为一种新型通信技术,具有良好的保密性、优良的多址接入特性、较强的抗多径,抗干扰以及抗截获能力,被广泛地用于军事通信、卫星通信、民用通信以及航天测控领域。DS/FH混合扩频系统结合了直接扩频与跳频扩频系统的优点,弥补了二者的不足,可以在相对简单的系统结构条件下,获得更好的系统性能,因此,文章对DS/FH混合扩频系统的单片FPGA解决方案以及其关键技术的研究具有重要的现实意义。文章从发送端和接收端两个大模块着手,对于发送端,一方面,文章给出了整机的单片FPGA解决方案以及各个子模块详细的设计参数,另一方面,通过EDA软件编程,设计并仿真了一款处理增益为27dB,每秒1000跳的DS/FH混合扩频发射机;对于接收端,一方面,文章给出了接收机的整机的单片FPGA解决方案,另一方面,文章对接收端的关键技术进行了深入的理论分析,并在扩频系统同步方法与抗干扰算法方面,结合前人的研究成果,做了一些理论创新和结构上的改进:(1)基于全相位FFT提出了一种PN码快速捕获算法,该算法有效利用了apFFT的频谱泄漏抑制能力,在对伪码相位搜索的同时,采用全相位时移相位差法对doppler频偏进行了高精度估计,该算法对高动态通信环境具有较强的适应能力。(2)采用快速频率扫描结合一维PN码搜索法,提出了一种快速的DS/FH混合信号捕获方案,该方案把对DS/FH信号捕获的三维搜索转化为了二维搜索,文章对该方案的搜索过程进行了详细分析,并在分析的基础上对该方案的平均捕获时间及系统的检测性能进行了详细的数学推导,结果表明,该方案有效地缩短了DS/FH混合扩频系统的平均捕获时间。(3)针对DS/FH信号频谱特性和窄带干扰与宽带信号的统计特性,提出了一种基于AWPT+RLS自适应干扰抑制算法,AWPT利用能量聚集准则定位窄带干扰信号,该算法对干扰节点滤波所采用RLS算法具有收敛速度快等优点,通过分析窄带干扰和宽带噪声的统计特性,把窄带干扰当做RLS预测目标信号,用原始干扰节点数据替代窄带干扰期望信号对窄带干扰进行预测,算法不需要预先知道窄带干扰的统计特性,该算法性能优于传统的直接置零法。
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