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一种基于扩频技术的多机器人通信平台的研究

作　者: 阎朝
导　师: 贾庆轩；孙汉旭
学　校: 北京邮电大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 多机器人系统 扩频技术 伪随机码 多径干扰
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 48次
引　用: 2次
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内容摘要


随着多机器人技术和无线通信的快速发展,基于扩频技术的多机器人通信系统成为两种技术结合的产物。由于多机器人系统在通信的实时性、可靠性、保密性、抗干扰性等方面具有特殊的要求,所以研究适用于多机器人系统的通信机制具有重要意义。本文介绍了一个基于直接序列扩频技术的多机器人通信平台。该系统采用频分双工和码分多址技术实现点对多点的数据和图像传输,适用于多移动机器人间的无线通信。本论文主要内容为直接扩频系统的数字基带部分的设计与实现。首先介绍了多机器人系统的研究现状及研究多机器人通信的重要意义,然后详细阐述了多机器人系统中的基本问题和体系结构,在此基础上,对该多机器人通信平台进行深入研究,包括系统技术指标、传输方案设计、基带信号处理流程等。接下来论文着重对伪随机码的特性进行研究,在分析了Walsh码和m序列的相关特性方面的不足之处后引入了改进的m-Walsh序列。通过理论分析和计算机统计,确定适合本系统的扩频码序列。在码特性分析基础上,提出了一种改进型Rake接收方案,并运用MATLAB/Simulink仿真软件验证该改进接收方案在多种信道条件下的误码性能。实验表明,该扩频通信平台非常适合应用于多径干扰严重的陆地移动通信系统。最后,对本系统的各项性能做了分析总结,并针对不足之处提出了改进方案。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 引言  9-10
  1.2 多机器人系统的研究与发展  10-13
    1.2.1 多机器人系统的研究现状  10
    1.2.2 多机器人通信访问协议研究现状  10-11
    1.2.3 多机器人通信研究的现实意义  11-12
    1.2.4 多径问题研究进展  12-13
  1.3 论文研究内容及结构  13-14
第二章 多机器人系统  14-21
  2.1 多机器人系统中的基本问题  14-18
    2.1.1 多机器人群体体系结构  14-15
    2.1.2 多机器人的感知  15
    2.1.3 多机器人间的通信  15-16
    2.1.4 多机器人的学习  16-17
    2.1.5 多机器人间的协调协作机制  17-18
  2.2 多机器人系统体系结构  18-20
    2.2.1 传统结构  18-19
    2.2.2 包容式结构  19
    2.2.3 反应式控制结构  19-20
    2.2.4 分层梯阶式体系结构  20
    2.2.5 混合式体系结构  20
  2.3 多机器人系统协调规划的验证  20-21
第三章 多机器人通信平台的系统设计  21-36
  3.1 系统技术指标及设计要求  21-29
    3.1.1 系统技术指标  21
    3.1.2 扩频方式的设计  21-25
    3.1.3 系统双工方式  25-26
    3.1.4 调制解调方式的选择  26
    3.1.5 多进制正交方案选择  26-29
  3.2 总体方案设计  29-30
    3.2.1 多机器人通信平台体系结构  29
    3.2.2 单个机器人的通信系统体系结构  29-30
  3.3 上行系统设计与实现  30-36
    3.3.1 发端基带信号处理流程  30-31
    3.3.2 收端各模块的具体实现  31-36
第四章 伪码相关特性的分析研究  36-55
  4.1 扩频码的基本要求  36-37
  4.2 Walsh函数  37-42
    4.2.1 Walsh函数的定义  37-39
    4.2.2 Walsh函数的性质  39-40
    4.2.3 频域特性和相关特性  40-41
    4.2.4 产生方法  41-42
  4.3 m序列  42-45
    4.3.1 定义  42-43
    4.3.2 m序列的产生  43-44
    4.3.3 m序列的性质  44-45
  4.4 用m序列改善walsh码  45-53
    4.4.1 改善walsh码码特性理论分析  45-47
    4.4.2 码特性仿真分析  47-53
  4.5 本章小结  53-55
第五章 基于Rake接收匹配滤波器法的多机器人通信平台接收方案  55-68
  5.1 多径干扰概述  55-56
  5.2 计算机仿真及MATLAB/Simulink工具  56-58
    5.2.1 MATLAB的发展历程与功能简介  56-57
    5.2.2 SIMULINK仿真工具  57-58
  5.3 传统Rake接收技术介绍  58-61
  5.4 Rake接收匹配滤波法  61-66
    5.4.1 Rake接收匹配滤波法工作原理  61-62
    5.4.2 系统仿真及总结  62-66
  5.5 本章小结  66-68
第六章 结论与展望  68-69
参考文献  69-71
附录1  71-75
附录2  75-77
致谢  77-78
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  78

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
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