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一种变速扩频通信同步及接收实现研究

作　者: 袁涛
导　师: 樊丰
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 可变速率 扩频通信 带宽利用效率 时间同步 频域同步
分类号: TN914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
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内容摘要


基带调制时,为获得最高的带宽资源利用效率,必须随着通信环境的改变,自适应地采用适当的纠错编码调制方式,分别采用MPSK、MQAM等等,及时改变信息传送速率。因此,接收机的译解也要能够自适应地改变,以保障获得足够的通信质量。本文对在低信噪比及频偏条件下的可变速率扩频无线通信技术及其最优实现进行了研究,而基带信号的编码调制方式随着信道带宽的改变而改变,这些条件下对扩频信号进行解扩解调的数字接收机系统也必须适配,以正确获取信息。本文先对直接序列扩频通信的基本原理和PN码相关性能仿真进行了详细介绍;指出变速率通信环境下,接收机设计中的几个关键技术问题,如同步,参数估计等,这些技术问题的处理关系到整个接收机的功能,性能。然后按照实际系统要求,设计了接收机基带系统,并采用全FPGA实现。首先对系统中各处理模块采用的算法在Matlab中进行了性能仿真,并对仿真结果进行了分析,在各个部分都验证通过的基础上,再对系统整体进行仿真,验证。证明了本文中提出的算法的可行性和正确性,以及系统设计的合理性。再用FPGA实现各个模块,并集合成为系统,完成对速率可变的数据信息的同步,解调,解码。在设计过程中特别关注了直接序列扩频接收机中的一个关键技术:同步技术,包括时域同步和频域同步。针对频域同步,进行了比较深入的研究,对常用的闭环频域同步算法进行分析与说明,提出了一种实时性,准确性都较高,并且实现起来简单有效的算法---一种开环频域同步算法,通过Matlab仿真验证后,在工程中用FPGA实现,并验证其正确性。最后在总结本文内容的基础上,针对文章的算法和实现结果,探讨可以进行的一些改进,优化。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 扩频通信技术简介  9-10
  1.2 国内外研究现状综述  10
  1.3 研究与发展趋势和热点分析  10-12
  1.4 论文的主要研究内容和结构安排  12-14
    1.4.1 主要研究内容和创新点  12
    1.4.2 结构安排  12-14
第二章 可变速率自适应扩频无线通信技术  14-23
  2.1 扩频通信原理  14-20
    2.1.1 扩频通信系统类型和基本结构及性能分析  14-17
    2.1.2 PN 码及其性质  17
    2.1.3 m 序列  17-20
  2.2 可变速率扩频无线通信技术简介  20-22
    2.2.1 关键技术  20-21
    2.2.2 信道参数估计  21
    2.2.3 同步技术  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章 可变速率扩频无线通信同步技术研究  23-40
  3.1 传统扩频通信时域同步技术  23-24
    3.1.1 串行搜索法  23-24
    3.1.2 并行搜索法  24
  3.2 扩频通信中的频域同步  24-27
    3.2.1 Costas 环载波同步  25
    3.2.2 延迟锁定跟踪环  25-27
    3.2.3 τ 抖动跟踪环  27
  3.3 可变速率扩频无线通信同步研究与分析  27-39
    3.3.1 系统简介  27-28
    3.3.2 时域同步技术  28-31
    3.3.3 开环频域同步技术  31-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章 接收系统设计与实现  40-60
  4.1 整体设计简介  40
  4.2 解封装数据提取设计与实现  40-41
  4.3 纠编调技术  41-49
    4.3.1 低密度奇偶校验码  42-44
    4.3.2 M 进制相移键控调制  44-46
    4.3.3 多进制幅度相位调制  46-49
  4.4 译解技术及其实现  49-58
    4.4.1 解调研究  49-53
      4.4.1.1 MPSK 解调  49-50
      4.4.1.2 四进制正交调制解调  50-51
      4.4.1.3 16QAM 解调  51-53
    4.4.2 解调模块设计与实现  53-54
    4.4.3 译码研究与实现  54-58
  4.5 接收系统实现  58
  4.6 本章小结  58-60
第五章 总结与展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻硕期间取得的研究成果  66-67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信系统（传输系统） > 跳频与扩展频谱通信系统 > 扩频通信
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