FPGA实现的DS/FH混合扩频接收机解扩与同步技术

DS/FH混合扩频接收机是一种利用数字信号处理(Digital Signal Processing, DSP)技术和跳频(Frequency Hopping, FH)相结合的通信技术，其关键组成部分包括解扩和同步。本文主要探讨了如何通过Field-Programmable Gate Array (FPGA)实现这两种模块的高效集成，以提升系统的集成度和小型化。 FPGA实现的核心在于将传统上由专用芯片如数据不变频器、相关累加器和码发生器等执行的下变频、相关解扩等运算搬移到硬件层面。通过硬件加速，尤其是采用伪码的串并混合捕获算法和跳频同步算法，大大提高了信号捕获的速度。这种方式避免了专用芯片带来的系统体积增大问题，使得DS/FH接收机更易于小型化和便携。 现代电子设计自动化(EDA)工具的发展为这种FPGA实现提供了强有力的支持。它们不仅允许设计师进行PCB版图设计和电路功能模拟，还突破了早期软件为主的限制，提供了完整的系统自动设计工具包，如VHDL、VerilogHDL、AHDL等硬件描述语言。这些工具允许设计师使用多种输入方法，如硬件描述语言文本输入、原理图输入以及波形输入，提高了设计效率。 FPGA作为下一代集成电路技术，其优势在于可编程性和灵活性。相比于传统的固定功能逻辑器件，如PAL和GAL，FPGA具有更大的规模和更适应时序和组合逻辑设计的能力。这使得它能够在一个芯片上替代多个通用集成电路，显著节省空间。FPGA的可编程特性使得设计者可以根据需要修改和扩展电路结构，只需重新配置芯片，即可实现不同的功能，极大地降低了设计的复杂性和成本。 本文提出的研究成果表明，通过FPGA实现DS/FH混合扩频接收机的同步和解扩模块，不仅可以提高系统的性能，还展示了现代电子设计工具在硬件集成中的重要作用。这种技术革新对于推动通信设备的小型化和高效化发展具有重要意义。