FPGA实现的DSSS信号Costas环载波同步设计与评估

本文主要探讨了在直接序列扩频(DSSS)系统中，利用FPGA进行BPSK调制方式的数字载波环（Cosmhos环）的设计与实现。DSSS系统中的载波同步至关重要，因为它直接影响系统的性能。作者以一个实际工程项目的背景，采用FPGA作为设计平台，对Cosmhos环路的载波恢复电路进行了深入研究。 在设计过程中，作者详细阐述了全数字化Cosmhos环路的各个组成部分，包括但不限于：锁相环路(Locking Loop)、滤波器设计、鉴频器(Demodulator)、以及自相关器(Correlator)等关键模块。这些部件的选择和参数设置对于确保环路的稳定性和同步精度至关重要。例如，滤波器用于抑制噪声，提高信噪比(SNR)，而锁相环则负责捕捉和跟踪信号的频率，使得载波能够准确地与接收信号同步。 在仿真测试阶段，作者展示了当输入信噪比为0dB时，Cosmhos环路在锁定状态下的相位抖动表现。结果显示，环路具有出色的性能，即使在高噪声环境下，相位抖动也控制在极小范围内，小于5度。这一结果验证了FPGA设计的有效性和优化性，对于实际通信系统来说，这意味着更稳定的信号传输和更高的数据传输速率。 本文不仅提供了Cosmhos环在DSSS系统中FPGA实现的具体步骤和技术细节，还展示了通过优化设计可以达到的高性能指标。这对于从事扩频通信技术的工程师和研究人员来说，是一篇极具参考价值的技术论文。