開(kāi)題報(bào)告-基于pmf-fft快速捕獲算法的研究與實(shí)現(xiàn)(已修改)
2025-01-30 23:33 本頁(yè)面
【正文】 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附件 附件B：開(kāi)題報(bào)告附件B：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告課題的目的及意義全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）具有全天候、大范圍、連續(xù)、高精度等特點(diǎn)，可向各類用戶實(shí)時(shí)提供準(zhǔn)確的時(shí)間、速度和位置信息，其應(yīng)用涉及陸地交通、航空航天、海上導(dǎo)航、大地測(cè)量、移動(dòng)通信、石油勘探、地球科學(xué)等國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域[1]。鑒于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義，近年來(lái)許多國(guó)家都在競(jìng)相發(fā)展自己的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。主要包括美國(guó)的 GPS（Global Positioning system,全球定位系統(tǒng)）、俄國(guó)的GLONASS（Global Navigation Satellite System，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）、歐洲的 Galileo（伽利略）系統(tǒng)、正在建設(shè)中的我國(guó) BD（北斗）衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及日本正準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)的 QZSS（準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)）等[13]。自從1965年全球首顆商用同步衛(wèi)星成功發(fā)射以來(lái)， 衛(wèi)星通信因其覆蓋面積大、組網(wǎng)靈活、頻帶資源豐富以及傳輸容量大等特點(diǎn)，得到了快速而長(zhǎng)足的發(fā)展?，F(xiàn)如今已成為一種不可或缺的重要通信方式。在四種軌道通信衛(wèi)星中，靜止軌道衛(wèi)星(GEO)對(duì)地覆蓋面積最大，地面站跟蹤衛(wèi)星最簡(jiǎn)單，被在大多數(shù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中所采用。但因其共用一個(gè)軌道，軌道資源就顯得非常擁擠。且軌道較高，使得信號(hào)的傳輸損耗和時(shí)延均很大。此外地面接收設(shè)備需要大體積高功率的天線，因而在某些通信領(lǐng)域，特別是在衛(wèi)星移動(dòng)通信應(yīng)用方面，其發(fā)展受到了較為嚴(yán)重的影響[1]。如今，隨著通信的業(yè)務(wù)的需要，中低軌道衛(wèi)星收到了更為廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。一些低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)已經(jīng)商用，比如世界最為著名的美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)，已經(jīng)得到的廣泛的應(yīng)用。我國(guó)也加大了這方面的研究和投入，北斗產(chǎn)業(yè)化正在穩(wěn)步的前進(jìn)中。如今，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，衛(wèi)星不僅僅和地面存在上下行鏈路，而且星與星之間也存在著交互信息的鏈路。美國(guó)的全球定位系統(tǒng)(GPS)從 BlockIIR 衛(wèi)星開(kāi)始就引入了星間鏈路。由于低軌道衛(wèi)星繞地的旋轉(zhuǎn)速度非常大，致使星地、星間鏈路不可避免的存在多普勒頻譜偏移[2]。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常存在電磁互擾、陰影效應(yīng)、多徑衰落等現(xiàn)象，因而接收信號(hào)的信噪比一般比較低。信息傳輸?shù)沫h(huán)境惡劣，可靠性差。擴(kuò)頻技術(shù)是圍繞高信息傳輸?shù)目煽啃远岢龅挠袆e于其他通信系統(tǒng)的新技術(shù)[3]。 具有良好的抗干擾性能，擴(kuò)頻通信技術(shù)在衛(wèi)星通信中得到了廣泛的應(yīng)用。而對(duì)于擴(kuò)頻接收機(jī)，最關(guān)鍵問(wèn)題之一是本地偽隨機(jī)碼是否與接收的偽隨機(jī)碼取得同步。由于低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)存在著幾十 kHz 到幾百 kHz 的多普勒頻譜偏移，這會(huì)降低本地偽碼與接收偽碼的同步時(shí)的相關(guān)峰值，從而加大接收機(jī)對(duì)偽碼的捕獲難度。一般地，衛(wèi)星通信中采用的偽碼的長(zhǎng)度都比較大，這是為了保證通信的可靠性。而且由于業(yè)務(wù)的需要，系統(tǒng)要求的同步時(shí)間非常短。因而在大多普勒頻偏下，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)碼的快速捕獲，具有重大的研究意義。本課題研究就是針對(duì)低軌道衛(wèi)星通信中的大多普勒頻譜偏移，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻偽碼的同步捕獲。 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，超大規(guī)模、高速、低功耗的新型 FPGA 不斷推陳革新。新一代的 FPGA 甚至集成了中央處理器或數(shù)字處理器內(nèi)核，可提供軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)。比如 Altera 公司推出的 Stra
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