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摘要本文主要研究利用可编程逻辑阵列FPGA来实现数字相关器功能。论文首先研究了m序列特点，利用MATLAB产生了m序列，计算并显示自相关特性和互相关特性图，接着设计了采用4个8位相关器级联方案实现31位数字相关器，在ISE开发环境下，应用电路图输入方式设计了数字相关器FPGA实现电路图，并对各模块进行了VHDL编程，最后进行了功能仿真，仿真结果表明所设计的数字相关器正确。对本课题的研究也使得本人进一步理解了FPGA编程和数字相关器技术。23117
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关键词 FPGA m序列 数字相关器 QuartusII
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title Using FPGA logic array to achieve the digital correlator
Abstract
This study aims to use FPGA logic array that can be programmed to achieve the digital correlator. The digital correlator is accomplished according to the design requirements. It uses matlab making performance simulation of the m-sequence and understanding its characteristics; Using QuartusII to design digital correlator and simulation in the developing environment of the ISE can achieve the function of the digital correlator. By studying this subject, we can understand the feature of autocorrelation and cross-correlation of the m-sequence deeply. Also we can recognize the function of matching filter about the digital correlator too. It means that the digital correlator can handle someting about its sequence of particular code. Then it can accomplish the decoding of signal and recover information that be delivered.
The research according to this subject also makes me understanding the programme of FPGA and the technology of the digital correlator
better.
Keywords FPGA； the m-sequence； the digital correlator； QuartusII
目 次
1 绪论 1
1.1 课题研究背景与意义 1
1.2 数字相关器的特点与应用 1
1.3 本文研究的内容 2
2 m序列的特性及产生 3
2.1 m序列的特性 3
2.1.1 m序列的定义 3
2.1.2 m序列的性能 3
2.2 m序列的产生 4
2.2.1 m序列的产生 4
2.2.2 用matlab产生m序列 4
2.3 m序列的自相关与互相关特性 6
2.3.1 m序列的自相关特性 6
2.3.2 m序列的互相关特性 8
2.4 本章小结 10
3 FPGA的相关知识 11
3.1 FPGA器件 11
3.1.1 FPGA器件的发展及特点 11
3.1.2 利用FPGA实现数字相关器的优点 11
3.1.3 FPGA器件的前景 11
3.2 实现数字相关器的工具和开发环境 12
3.2.1 FPGA器件的选取 12
3.2.2 VHDL语言编译 12
3.2.3 ISE开发环境 12
3.3 本章小结 13
4 基于FPGA的数字相关器的实现及算法 14
4.1 数字相关器的工作原理 14
4.2 数字相关器设计 14
4.2.1 数字相关器FPGA设计 16
4.2.2 数字相关器功能仿真 19
4.3 本章小结 20
结论 21
致谢 22
参考文献 23
1 引言
1.1 课题研究背景与意义
通信信号处理系统中很多领域很多环节都离不开数字相关器。数字相关器相比较于模拟相关器，其集成度更高，相关运算处理速度更快，灵活性更强，功耗和成本都更低，因此数字相关器广泛运用于匹配检测，帧同步字检测以及雷达通信系统等领域。国外对于数字相关器的设计进行了长时间的研究，取得了很多的研究成果、技术专利。数字相关器在通信信号处理系统中的应用已经相当熟练。