论文题目：基于AD9361的UQPSK调制解调器的设计与实现
摘要：随着近些年来无人机行业急速发展,其应用范围和应用需求明显增加。从军事侦察的角度来说,无人机可以实现高分辨率的影像采集,但卫星遥感却常常因层云遮挡获取不到信息,而且无人机使用灵活成本低廉,可以说是遥感卫星的有效补充,并且与有人飞机相对比,避免了飞机驾驶员的伤亡。在民用方面,无人机也扮演着重要角色,在救灾抢险、视频拍摄、航空遥感领域和电力巡检等领域用途十分广泛。无人机数据链系统是无人机应用在各领域决定其性能优劣的重要组成部分。本课题针对无人机高清图像传输的功能和性能需求,设计实现无人机与地面站的数据链系统。目前,UQPSK调制解调技术广泛应用于无人机测控系统中,这得益于其频谱利用率高和使用灵活等特性,无人机目前正朝着智能化小型化的方向发展,本文基于AD9361在FPGA上设计实现UQPSK调制解调器,通信性能良好并能实现设备的小型化,便于搭载在无人机上。本课题主要研究内容涵盖以下主要内容,UQPSK调制解调器基本原理分析、UQPSK调制解调器设计、射频前端AD9361的开发设计和UQPSK调制解调器的FPGA硬件实现。首先从原理介绍了UQPSK调制解调器的通用理论知识,随后根据实际需求和系统设计指标设计了UQPSK调制解调器,仿真了各个主要功能模块设计过程,给出了信号流各个主要部分的时频域波形,并对所设计的UQPSK调制解调性能进行了分析和仿真,验证了设计的正确性,对实际FPGA实现有一定的指导意义。最后,先介绍了所使用的硬件平台,对芯片选型做了一定的分析,对AD9361的功能和配置实现做了简要的说明,随后在FPGA上进行UQPSK调制解调器的硬件实现,发射机的实现主要包括信息的扩频,以及成型滤波和LVDS接口的实现等,接收机的FPGA实现主要对扩频码捕获跟踪模块,Costas环模块和信息解调模块等进行了详细的实现说明,最终完成整个调制解调器的设计与实现,经过实际测试达到系统设计指标要求,满足实际应用需求。
关键词：AD9361;UQPSK;直接序列扩频;FPGA
学科专业：信息与通信工程
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源、背景及意义
1.2 UQPSK和直接序列扩频技术的发展概况
1.2.1 UQPSK调制解调技术的研究概况
1.2.2 直接序列扩频技术的研究概况
1.3 本文的主要研究内容及结构安排
第2章 UQPSK调制解调器基本理论
2.1 UQPSK调制器的基本原理
2.2 UQPSK解调器的基本原理
2.3 扩频码同步技术
2.3.1 序列相位搜索捕获法
2.3.2 顺序估计快速捕获法
2.4 载波同步技术
2.4.1 锁相环的工作原理
2.4.2 平方环
2.4.3 Costas环
2.5 本章小结
第3章 UQPSK调制解调器设计
3.1 UQPSK调制器的设计
3.1.1 UQPSK调制器的结构和参数设计
3.1.2 成型滤波器的设计
3.2 UQPSK解调器的设计
3.2.1 UQPSK解调器的结构和参数设计
3.2.2 扩频码的同步环路的设计
3.2.3 载波同步环路的设计
3.2.4 同相支路和正交支路的解调
3.3 UQPSK调制解调器的性能分析
3.3.1 同步捕获性能分析
3.3.2 载波同步环路性能分析
3.3.3 系统整体性能分析
3.4 本章小结
第4章 UQPSK调制解调器的FPGA实现
4.1 UQPSK调制解调器硬件平台简介
4.1.1 UQPSK调制解调器硬件架构
4.1.2 UQPSK调制解调器硬件平台介绍
4.2 AD9361 的参数配置与功能实现
4.3 UQPSK调制器的FPGA实现
4.3.1 信息扩频模块
4.3.2 成型滤波模块
4.3.3 UQPSK调制信号产生
4.4 UQPSK解调器的FPGA实现
4.4.1 同步捕获模块
4.4.2 同步跟踪模块
4.4.3 载波同步模块
4.4.4 数据解调模块
4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢