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研究生:許緯立
研究生(外文):Wei-Li Shiu
論文名稱:MC-CDMA雷達可程式偵測處理器模擬研究
論文名稱(外文):The design and simulation of programmable MC-CDMA radar detection processor
指導教授:馬杰馬杰引用關係
指導教授(外文):Jeich Ma
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:通訊工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:多載波CDMA最大似然法則都卜勒頻率快速傅立葉轉換
外文關鍵詞:Multicarrier CDMAMaximum likelihood ruleDoppler frequencyFFT
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本論文應用MC-CDMA展頻技術進行多功能相列雷達可程式調變波型設計與模擬。MC-CDMA波形可以用可程式化方法設定16-QAM/64-QAM調變,以提昇雷達抗干擾能力。利用MC-CDMA波形特性與最大似然法則估測目標都卜勒頻率,為了減小估測誤差,在本文中提出四分法似然估測法則進行目標都卜勒頻率估測模擬。並以TI C6x 數位訊號處理器硬體發展平台,進行MC-CDMA雷達可程式偵測處理器之實現與測試。

This thesis aims at the application of the multicarrier(MC) CDMA on the design and simulation of the programmable modulation waveforms for the phased array radar. Using different modulations, such as 16QAM/64QAM, to improve its anti-jamming capability, can change the MC-CDMA waveforms of the radar. The target Doppler frequency is estimated by utilizing the MC-CDMA waveform characteristics and the maximum likelihood rule. In this thesis, a modified quarter maximum likelihood rule is purposed to estimate the target Doppler estimation. The simulated results demonstrate the Doppler estimation accuracy can be improved for low signal to noise ratio of the receivers. TI 320C6701 DSP evaluation module is used in an experimental platform to realize a programmable MC-CDMA detector prototype.

第1章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2研究方法與目的 1
1.3系統簡介 2
1.4章節簡介 3
第2章 壓縮脈波雷達介紹及多載波調變技術介紹 4
2.1壓縮脈波雷達簡介 4
2.1.1脈波雷達信號介紹 4
2.1.2展頻碼介紹 5
2.2多載波調變技術基本原理 6
2.3使用的調變方式 7
2.4實數信號產生方式 8
第3章 信號模型推導及系統架構 9
3.1信號模型推導及傳收機架構 9
3.2都卜勒頻率粗估原理 11
3.3接收端架構 16
3.4都卜勒頻率估測法則 19
第4章 電腦模擬結果 21
4.1系統參數說明 21
4.2接收端模擬流程圖介紹 22
4.3傳送端之星雲編碼圖 25
4.4未同步與同步未細估之信號比較 25
4.5頻率偏移之影響 27
4.6雜訊的影響 28
4.7速度細步估測法則 31
4.7.1 16-QAM編碼模擬 31
4.7.2 64-QAM編碼模擬 35
4.8速度細估法則準確率比較 40
4.8.1 16-QAM編碼之估測準確率模擬結果 40
4.8.2 64-QAM編碼之估測準確率模擬結果 43
4.9 距離解析能力 46
第5章 DSP實現 47
5.1 DSP及發展工具介紹 47
5.1.1 TI TMS320C6701 DSP處理器介紹 47
5.1.2硬體發展平台架構 48
5.2 MC-CDMA雷達可程式偵測處理器實現 50
5.2.1 DSP之程式架構 50
5.2.2 各模組之DSP運算量 51
5.3系統效能與改善 52
第6章 結論 53
圖 目 錄
圖1.1 可程式化多載波MC-CDMA調變接收機 2
圖2.1 脈波與壓縮脈波的基頻波形 4
圖2.2 方波與sinc的傅立業轉換 6
圖2.3 多載波調變系統的頻譜 7
圖2.4 16-QAM及64-QAM之調變波形信號星雲圖 8
圖3.1 傳統MC-CDMA發射端架構圖 10
圖3.2 發射端架構圖 10
圖3.3 載具與雷達的關係 11
圖3.4 接收機前端架構 16
圖3.5 接收機後端架構 17
圖3.6 16-QAM之最大似然估測示意圖 19
圖3.7 16-QAM之四分法似然估測示意圖 20
圖4.1接收端流程圖 24
圖4.2發射端16-QAM雷達信號星雲圖 25
圖4.3未都卜勒補償之雷達信號解調圖 26
圖4.4都卜勒頻率粗估補償之雷達信號解調圖 26
圖4.5速度差造成之偏移示意圖 27
圖4.6 訊雜比7dB之星雲解碼圖 29
圖4.7 訊雜比12dB之星雲解碼圖 29
圖4.8 訊雜比17dB之星雲解碼圖 30
圖4.9 載具移動速度5m/s之星雲解碼圖 30
圖4.10 16-QAM使用最大似然估測法之速度功率圖 31
圖4.11 都卜勒細估補償之16-QAM雷達解調信號星雲圖 32
圖4.12 16-QAM使用四分法似然估測法之速度功率圖 33
圖4.13 都卜勒細估補償之16-QAM雷達解調信號星雲圖 34
圖4.14 發射端64-QAM星雲編碼圖 35
圖4.15 64-QAM使用最大似然估測法之速度功率圖 36
圖4.16 都卜勒細估補償之64-QAM雷達解調信號星雲圖 37
圖4.17 64-QAM使用四分法似然估測法之速度功率圖 38
圖4.18 都卜勒細估補償之64-QAM雷達解調信號星雲圖 39
圖4.19 16-QAM準確率比較圖 40
圖4.20 64-QAM準確率比較圖 43
圖4.21 距離解析能力示意圖 46
圖5.1 TMS320C6701功能方塊圖 48
圖5.2 AG Electronics Ltd.生產之DSP硬體發展平台DP12 49
圖5.3 DP12硬體發展平台架構圖 49
圖5.4 程式流程圖 50
表 目 錄
表4.1 系統模擬參數 21
表4.2 使用最大似然估測法模擬10000次16-QAM雷達信號之估測速度統計表 41
表4.3 使用四分法似然估測法模擬10000次16-QAM雷達信號之估測速度統計表 42
表4.4 使用最大似然估測法模擬10000次64-QAM雷達信號之估測速度統計表 44
表4.5 使用四分法似然估測法模擬10000次64-QAM雷達信號之估測速度統計表 45
表5.1 各程式模組花費之DSP時脈數統計表 51

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