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《哈尔滨工业大学》 2010年
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数字中频接收机重采样及同步技术研究与实现

王其洋  
【摘要】:随着无线通信技术、软件无线电技术、计算机技术以及大规模集成电路技术的快速发展,数字中频接收机以其较强的通用性、开放性、可编程性等特点成为现代通信系统的重要组成部分。因此,研究数字中频接收机技术有重要的意义。在遥测领域中,PCM/FM是一种广泛使用的遥测体制。随着遥测体制的广泛应用,需要测量的数据量越来越大,遥测的距离越来越远,因此遥测系统中的干扰越来越大,这就要求遥测系统的接收机在低信噪比下有良好性能。 本文以PCM/FM遥测数字中频接收机为背景,分析了数字中频接收机中的重采样、位同步和帧同步技术。利用拉格朗日插值算法实现了重采样技术,并且提出了一种适合于低信噪比下工作的位同步算法,同时选取了最佳同步码作为连贯式插入法的帧同步码实现了帧同步。 本文重点是提出了低信噪比下的位同步算法。位同步又称码元同步,它是数字通信系统特有的一种同步,并且不论是基带传输还是频带传输都需要位同步。同步系统性能的降低,会直接导致通信系统性能的降低,甚至使通信系统不能工作。所以采用一个良好的位同步系统至关重要。由于PCM/FM遥测系统的信噪比较低,传统的位同步算法不能满足系统要求,因此本文借助均匀滤波理论,提出一种适合于低信噪比下工作的位同步算法。通过仿真证明该位同步算法在低信噪比下有良好的性能。 最后,本文在MATLAB平台上仿真了重采样算法和同步算法,并且利用VHDL语言编程,然后在Quartus II软件编译,时序仿真,通过SignalTap II的调试,最终在FPGA上实现了重采样、位同步和帧同步技术。并且已经应用在实际遥测数字中频接收机中。
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