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扩频通信因其本身固有的抗干扰特性得到了迅速的发展。直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum ,DSSS)通信系统的抗干扰能力由扩频处理增益决定,可以通过增加带宽来增加扩频增益。但是在实际应用中由于宽带和技术方面的限制扩频增益总是有限的。特别是窄带干扰(Narrow-Band Interference, NBI)由于其功率谱密度比宽带干扰高很多,所以它对DSSS系统的破坏性很强,甚至可能造成通信中断。因此研究具有抗强窄带干扰能力的扩频通信系统具有重大的实际意义。根据现有的软硬件技术条件,结合实际需要,本论文提出并详细分析了一种新的基于现场可编程逻辑器件(FPGA)和数字信号处理器(DSP)的抗强窄带干扰中频全数字解调解扩接收系统。
论文首先分析了几种传统的时域和频域窄带干扰抑制技术,这些方法都存在一定的限制和缺陷。通过比较利用数字外差滤波器的特点,运用干扰抵消的概念,提出了一种时域和频域相结合的窄带干扰抑制技术。该方法解决了时域陷波收敛时间长和频域陷波不彻底,信号损伤大的问题,能够精确跟踪干扰信号,并能控制陷波的宽度和深度。经过仿真验证,该方法能较好的抑制一个到三个窄带干扰的同时对信号频谱损害较小。
其次分析了几种常用载波同步及PN码同步算法,通过比较结合实际需要,提出了一种零中频DSSS数字接收的基带解调解扩方案。给出了PN码捕获及跟踪、载波同步的算法分析,采用双驻留门限捕获和分时复用单相关器跟踪来改善PN码同步的性能,用基于符号函数的软COSTAS(科斯塔斯)环来减少载波提取的算法复杂度。仿真分析表明,该方案算法简单、虚警概率低、抗干扰能力强、并能实现低动态环境下的快速同步。
论文根据实际应用要求,按照软件无线电模块化、开放式的思想,设计实现了集高速模数变换(A/D)带通采样、FPGA+DSP中频数字窄带干扰抑制处理、FPGA零中频数字解扩解调处理于一体的系统平台。该平台具有性能稳定,灵活性高,生产调试容易,体积小、易于升级的特点。