本文進(jìn)行了基于FPGA的GPS直序偽碼擴(kuò)頻接收機(jī)的設(shè)計和數(shù)字化硬件實現(xiàn)。論文首先對GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并對與數(shù)字化接收機(jī)直接相關(guān)聯(lián)的GPS信號中頻部分結(jié)合實際系統(tǒng)要求進(jìn)行了設(shè)計和分析,由此確定了數(shù)字化偽碼捕獲跟蹤接收機(jī)研制的具體要求,之后完成了接收機(jī)中頻數(shù)字化方案設(shè)計。同時對偽碼捕獲跟蹤后端的載波捕獲跟蹤的實現(xiàn)方案進(jìn)行了描述和分析。最后利用EDA工具在FPGA芯片上實現(xiàn)了GPS數(shù)字化接收機(jī)的偽碼捕獲跟蹤。 受工作環(huán)境的制約,GPS衛(wèi)星接收機(jī)系統(tǒng)首先表現(xiàn)為功率受限系統(tǒng),接收機(jī)必須滿足在低信噪比條件下工作。同時接收機(jī)與衛(wèi)星間高動態(tài)產(chǎn)生的多普勒頻率,給接收機(jī)實現(xiàn)快速捕獲帶來了難度。通過仿真分析,綜合了實現(xiàn)難度和性能兩方面因素,針對小信噪比工作條件提出了改進(jìn)型的序貫偽碼捕獲實施方案。同時按照捕獲概率和時間的要求,對接收機(jī)偏壓、上、下門限、NCO增益等進(jìn)行了設(shè)計和仿真分析,確定了捕獲的數(shù)字化實現(xiàn)方案,偽碼跟蹤采用超前滯后環(huán)方案。捕獲完成后可使本地偽碼與接收偽碼的相對誤差保持在±1/4碼元范圍內(nèi),而跟蹤環(huán)路的跟蹤范圍為±4/3碼元,保證了捕獲到跟蹤的可靠銜接,同時采用可變環(huán)路帶寬措施解決了跟蹤速度和精度的矛盾。 在數(shù)字化實現(xiàn)設(shè)計中,給出了詳細(xì)的數(shù)字化實現(xiàn)方案和分析,這樣在保證工作精度的同時盡量減少硬件資源的開銷,利用EDA工具,采用veilog設(shè)計語言在Xilinx的VirtexII系列的XC2V500fg256的FPGA上完成數(shù)字化接收機(jī)偽碼捕獲跟蹤的實現(xiàn),并在其開發(fā)平臺上對數(shù)字化接收機(jī)進(jìn)行了仿真驗證,在給定的工作條件下達(dá)到了設(shè)計性能和指標(biāo)要求。
標(biāo)簽:
FPGA
GPS
中頻
數(shù)字接收機(jī)
上傳時間:
2013-04-24
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