直擴(kuò)系統(tǒng)PN碼捕獲和跟蹤的FPGA實(shí)現(xiàn)
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2 捕獲和跟蹤環(huán)的各子模塊設(shè)計(jì)
2．1 數(shù)字匹配濾波器模塊
本文采用的PN碼為63位m序列，取數(shù)字匹配濾波器的抽頭個(gè)數(shù)和PN碼的位數(shù)相同，即為63位，在FPGA中就是要用一個(gè)63位的存儲(chǔ)器。接收數(shù)據(jù)用一個(gè)63位的移位寄存器存儲(chǔ)，每一時(shí)刻讓移位寄存器和存儲(chǔ)器的每一位進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，并將相關(guān)值輸出。直到輸出的相關(guān)值大于門限時(shí)表示已經(jīng)產(chǎn)生相關(guān)峰值，說明接收信號(hào)與本地PN碼已經(jīng)同步在一個(gè)碼元時(shí)長(zhǎng)的相位差范圍內(nèi)，并置跟蹤信號(hào)為高電平，轉(zhuǎn)入捕獲進(jìn)行精確同步。該模塊的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/190998.htm
2．2 PN碼發(fā)生器模塊
根據(jù)PN碼時(shí)鐘利用2位相鄰移位寄存器延遲1／2個(gè)碼片周期，產(chǎn)生三路PN碼，本地PN碼一路、提前半個(gè)周期和延遲半個(gè)周期的各一路，共三路PN碼。來自數(shù)字匹配濾波器模塊的輸出跟蹤信號(hào)作為該模塊的使能啟動(dòng)信號(hào)。
2．3 鑒相器模塊
三路PN碼與接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，中間一路PN碼與接收信號(hào)相關(guān)運(yùn)算后產(chǎn)生解擴(kuò)信號(hào)并輸出；早遲兩路PN碼與接收信號(hào)相關(guān)后產(chǎn)生相關(guān)值并進(jìn)行比較，用于控制PN碼時(shí)鐘信號(hào)。若早路PN碼與接收信號(hào)相關(guān)值大，則表示本地PN碼較接收信號(hào)相位提前，需控制PN碼時(shí)鐘信號(hào)滯后；若遲路PN碼與接收信號(hào)相關(guān)值較大，則表示本地PN碼較接收信號(hào)相位落后，需控制PN碼時(shí)鐘信號(hào)提前。若連續(xù)幾個(gè)PN碼周期相關(guān)值都小于設(shè)定的門限時(shí)，表示PN碼失步，需要重新轉(zhuǎn)入捕獲階段。來自數(shù)字匹配濾波器模塊的輸出跟蹤信號(hào)作為該模塊的使能啟動(dòng)信號(hào)。
2．4 碼時(shí)鐘發(fā)生模塊
根據(jù)鑒相器的結(jié)果滯后或者提前PN碼時(shí)鐘周期，并輸出至PN碼發(fā)生器，用于調(diào)整PN碼的相位，每次改變1／8個(gè)PN碼時(shí)鐘周期。圖4示出了該模塊的結(jié)構(gòu)圖，reset是系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，高電平有效；cyclk是時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘頻率是PN碼頻率的8倍；內(nèi)部設(shè)置加法器，記滿8則清零；如果沒有調(diào)整信息，則計(jì)數(shù)器正常加1；e_clk為超前指示，高電平有效，當(dāng)e_clk有效時(shí)，計(jì)數(shù)器停止加法，則pnclk滯后1／8個(gè)PN碼元；l_clk為滯后指示，高電平有效，l_clk為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在cyclk上升沿加2，則控制pnclk提前1／8個(gè)PN碼元。
評(píng)論