摘  要
信号相关处理模块是扩展频谱通信系统接收机的重要组成部分，本文论述了如何基于可编程逻辑器件（FPGA）来实现信号相关处理模块的功能。
文章简要地介绍了FPGA技术的发展和应用，包括VHDL语言的基本语法结构和FPGA器件的开发设计流程等等。详细地分析了直接序列扩频系统中信号相关处理模块的工作原理和工作过程，将整个模块分为伪码捕获电路、伪码同步跟踪电路和载波同步跟踪电路三个部分进行讨论，得出了信号相关处理模块的硬件实现模型。最后利用Altera公司的Quartus II软件采用原理图与硬件描述语言相结合的设计方法对相关处理模块进行了设计实现，并下载到PCB板上的可编程芯片中与DSP进行联合调试。
关键词：相关处理模块；扩频通信；FPGA

ABSTRACT
The signal correlated processing module is an important component of the receiver in spread spectrum communication system. This paper discuss that how to achieve the function of the signal correlated processing module base on the programmable logic device (FPGA).
The article concisely introduced the development and application of the FPGA technology, including the fundamental syntax structure of the VHDL and the design flow of the FPGA. And in detail analyzed the signal correlated processing module for the work principle and working process in the direct sequence spread spectrum system, made a discuss by divide the whole module into three parts: the PN code acquisition circuit; the PN code tracking circuit; the carrier phase tracking circuit, educed the hardware model of the correlated processing module. Finally, made a design of the signal correlated processing module adopting the methods of graphic design and hardware description language by using the Quartus II software of the Altera Corporation, and downloaded into the programmable logic device on the printed circuit board to make debugging with the digital signal processor.
Key words: correlated processing module; spread spectrum communication; FPGA.
 
目录
第1章 绪论 1
1.1 课题来源及背景意义 1
1.2 论文研究内容 2
第2章 扩频通信基本原理 3
2.1 扩频通信基本理论 3
2.2扩频编码 8
2.3 扩频通信国内外研究动态 10
2.4 本章小节 11
第3章 FPGA技术概述 12
3.1现场可编程门阵列（FPGA）概述 12
3.2 Stratix系列芯片简介 14
3.3 FPGA器件的开发及设计流程 18
3.3.1 VHDL 语言概述 18
3.3.2 FPGA器件的设计流程 25
3.4 本章小结 27
第4章 相关解扩解调电路基本原理 28
4.1 伪码序列捕获电路 28
4.1.1 串行捕获法 28
4.1.2并行捕获法 29
4.1.3大步进快速捕获法 30
4.1.4捕获门限的确定 31
4.2 伪码序列同步跟踪电路 33
4.3 载波相位跟踪和数据解调电路 35
4.4 本章小结 37
第5章 相关解扩解调电路的设计实现 38
5.1 混频器 38
5.2 伪码相关器 40
5.4 数字环路滤波器 42
5.5 码相位计数器、载波整周相位计数器 45
5.6 码延迟控制电路 46
5.7 码DCO 47
5.8 相位控制逻辑 50
5.9 载波DCO 52
5.10 读写控制逻辑 54
5.11 系统集成 55
结  论 57
参考文献 58
致  谢 59
 
第1章 绪论
1.1 课题来源及背景意义
Altera公司的Quartus II软件对电路进行了实现和仿真。本文可分为以下四个部分：
第一部分：扩频通信基本理论。主要介绍扩频通信的基本理论、扩频编码、本次设计系统采用的直接序列扩频工作方式（DS方式）以及国内外动态。这一部分是以后各章的基础。
第二部分：FPGA技术概述。简要介绍了FPGA技术的发展过程，着重介绍了本次设计使用的FPGA芯片—Altera公司的Stratix系列芯片。同时也介绍了FPGA器件的开发工具VHDL语言和设计流程。
第三部分：相关解扩解调电路基本原理。主要介绍了扩频接收机中相关解扩解调电路的组成和基本工作原理，包括伪码序列的捕获、伪码序列的同步跟踪以及载波相位的跟踪与数据解调。这一部分是电路设计实现的理论基础。
第四部分：相关解扩解调电路的设计实现。这一部分是本次毕业设计的重点，主要是对接收机相关解扩解调电路进行了具体的设计与实现，并对电路的每个组成模块进行了功能和时序仿真。在验证了整个电路的功能和时序后，将设计下载到PCB板上的FPGA芯片中去。