【硕士论文】卫星信号接收机中关键电路的研究与实现.pdf

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1、华中科技大学硕士学位论文卫星信号接收机中关键电路的研究与实现姓名：高原申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：张祖荫2002.10.28华中科技大学硕士学位论文—■—■—————●—■■●●—■■●—————■————●●崮■————————■———■■■■■■——●—●●■■■■_IIII—■●●■一摘要fIGPS卫星定位技术因其经济、实用、高效等特点在定位、导航、测绘等不同领域得到了越来越广泛的应用。为了在现有GPS系统的基础上提高定位精度，人们采用了各种手段，广域差分OPS就是其中的一

2、种。广域差分GPS通过同时接收GPS卫星信号和一个由地面测控站广播的误差校正信号，经过计算分析能够有效的提高定位精度。由于该技术具有经济、实用等优势，所以有广阔的应用空间。y本文结合课题需要，阐述了一种基于扩频技术的广域差分卫星信号接收机中部分关键电路的设计思想，工作原理和设计方法。全文的主要内容包括三大部分：(1)对各种数字无线通信中使用的信号接收机结构进行了研究，分析了各种结构在实际应用中的优缺点。并对接收机前端灵敏度、噪声系数等指标对系统性能的影响进行了分析。(2)对直接扩频系统中的同步问题迸行

3、了深入研究，包括PN码同步和载波同步两部分。首先对PN码同步的捕获、验证、跟踪三个过程进行了理论分析，验证了在有载波频率误差的情况下进行PN码同步的可行性，然后利用SystemView4．5仿真了PN码同步系统的性能，最后利用VHDL在FPGA上实现了整个PN码同步模块。另外提出了一种针对OQPSK调制方式的载波恢复方案，包括频率捕获和相位跟踪两部分。首先对该方案的原理公式进行了推导，然后利用仿真软件SystemView4．5证明了该方案的可行性及其健壮性。(3)8q错码译码模块的实现。首先对卷积码及

4、其最大似然概率译码算法进行了分析，在详细讨论维特比解码算法的基础上发展了一种适合于FPGA实现的维特比加速算法，并用VHDL语言实现了对(3，1，7)码的维特比译码器。采用VHDL语言编写了CRC校验码的生成和译码模块。关键词：扩频通信＼／卫星信号接收机载波恢复，跟踪通信仿真VHDL华中科技大学硕士学位论文_IIIIIlillII-_-___ABSTRACTGPSsatellitenavigationsystemiswidelyusedinfieldsofpositioning，navigationa

5、ndgeologicalmappingforit'shighefficiency,low-costandexcellentperformance·InordertOimprovethenavigationprecisionbaseonthecurrentGPSsystem，manymethodshavebeenbroughtabout，thewidearetttdifferenceGPS(WADGPS)systemisoneofthem．ThroughsimultaneouslyreceivingGP

6、Ssignalandtheerrorcorrectionsignalbroadcasted坶搬estations，WADGPScanimprovethepositioningprecisiondramatically．Sincethistechniquehastheadvantagesoflow-costandhighperformance，itwilldefinitelyhaveabn【ghtfuture．Inthisarticle，theauthorpresentstheoperationalpr

7、inciples，designtheoriesandmethodologiesofthekeycomponentsintheWADGPSsatellitesignalreceiver．Themaincontentofthearticlecanbedividedinto3pans：f1)Thestudyofthestructureofwirelesscommunicationreceiver．Severalkindsofthereceiverstructureareanalyzed，remarkable

8、emphasisispaidonthepros&consofthesestructuresinthepracticaluse．AnalyzedtheimpactofRFfront·endsensitivityandnoisefiguretOtheoverallperformanceofthesystem．(2)Thestudyofthesynchronizationinthedirectspread-spectrumsystem．Itcarlbedivi