17852

17852

طراحي و پياده سازي سخت افزاري دمدولاتور سيستم طيف گسترده دنباله مستقيم

كارشناسي ارشد

الكترونيك

تير ماه 1396

دكتر ميرزاكوچكي

برق

روش¬هاي طيف گسترده هر روز جايگاه محكم¬تري در سامانه¬هاي نظامي و تجاري و به خصوص در سامانه¬هاي ارتباطي بي¬سيم كه ارائه¬ي سرويس پرسرعت و با كيفيت به كاربران بيشتر، به عنوان دغدغه¬ي اصلي آن¬ها مطرح است، پيدا مي¬كنند. سامانه¬هاي طيف گسترده‌ي دنباله مستقيم به دليل مقاومت بالا در برابر تداخل و اغتشاش و امكان اشتراك پهناي باند در ارتباطات ماهواره‌اي، مخابرات سلولي، شبكه‌هاي حسگري و سامانه موقعيت‌يابي جهاني كاربرد بسياري دارند. در اين پژوهش يك دمدولاتور گيرنده‌ي طيف گسترده براي دريافت سيگنال‌هاي مدوله شده به روش كليدگذاري تغيير فاز دودويي (BPSK) با قابليت پردازش انواع سيگنال‌هاي طيف گسترده با پهناي باندهاي متنوع، طول كليدهاي مختلف و فارغ از نوع كليد گسترش‌دهنده طراحي و پياده‌سازي شده است. دمدولاتور پياده‌سازي شده قادر است سيگنال طيف گسترده‌ي دنباله مستقيم با نسبت سيگنال به نويز -7 dB به ازاي طول كليد 1023 را پردازش و اطلاعات را با نرخ خطاي بيتي در حد استاندارد، استخراج نمايد. در اين دمدولاتور الگوريتم رهگيري مبتني بر همبستگي‌گيري پياده شده در اين سامانه با بهينه‌سازي‌هاي انجام شده قادر است سيگنال‌هاي طيف گسترده با هر طول كليدي را با كليد توليد شده در گيرنده همگام نمايند. واحد رديابي نيز كليد توليد شده در گيرنده را به طور دقيق بر سيگنال دريافتي منطبق گرداند و با كمترين خطا سيگنال طيف گسترده را متراكم نمايد. علاوه بر اين دمدولاتور حاضر قادر است انحراف فركانس مركزي در سيگنال دريافتي را نيز تصحيح نمايد. در انتها گيرنده‌ي طراحي شده روي تراشه‌ي FPGA خانواده Kintex-7 از شركت Xilinx پياده شده و قادر است سيگنال توليد شده توسط توليد كننده‌ي سيگنال برداري SMU200a را دريافت و بيت‌هاي مدوله شده روي سيگنال را استخراج نمايد و از طريق واسط PCIe به كامپيوتر منتقل نمايد. دمدولاتور پياده‌سازي شده به عنوان يك دمدولاتور كامل قابليت دريافت سيگنال ارسالي توسط فرستنده‌هاي مختلف را دارد.

1396/06/24

1/1/1900 12:00:00 AM

Spread spectrum techniques are finding stronger place in military and commercial systems and especially in wireless systems mainly providing high speed and high quality services. Direct sequence spread spectrum systems has been used many due to resistance to interfere and jamming and also providing the ability to share bandwidth in satellite and cellular communications, wireless sensor networks and global positioning systems. In this research, a spread spectrum receiver is designed and implemented for receiving BPSK modulated signals and having the ability to process different types of spread spectrum signals with variable bandwidth and key length regardless of the type of the key. The implemented receiver is able to detect a direct sequence spread spectrum signal having a SNR equal to -7 dB and a key length equal to 1023 with a standard BER. In this receiver, an optimized version of an acquisition algorithm based on correlation which is able to synchronize spread spectrum signals with any key length is implemented. The tracker unit also precisely adopts the generated key to the received signal at the receiver and despreads the received signal with lowest error. In addition, the receiver is able to compensate carrier frequency offset of received signal. Finally, the designed receiver is implemented on a Xilinx Kintex-7 FPGA which is able to detect signal generated by Vector Signal Generator SMU200a and transmitting it to PC via PCIe. The implemented receiver is considered as a complete system able to detect transmitted signal from different sources.