文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
突发通信下直扩式(DS)数字接收机的设计与实现
姓名:邬婕鸣
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:张辉
20080101
摘要本文设计并实现一种在突发通信环境下,在低信噪比、大多普勒频移条件下实现扩频信号的解扩解调的直扩数字接收机系统。文中详细介绍了直接序列扩频通信的的基本原理和码相关性能仿真;根据实际系统要求,设计了直扩接收机系统,并通过对系统的整体仿真证明了本文中提出的解扩解调算法的可行性。之后深入研究论证直扩接收机中的关键技术:信号中频采样、载波提取、匹配滤波器数字化实现,设计并仿真比较了两种低通滤波器方案,提出了帧头捕获技术,并对这些算法进行了分析和说明。最后,给出了系统的设计流程并在硬件平台上实现了直扩接收机的数字化解调解扩,以及关键模块的系统测试图和最后的硬件实物图。关键词:直接序列扩频匹配滤波器帧头捕获
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本人签名:樾趟:唬日期:趔:乡侈匆日期:呈至:创新性声明关于论文使用授权的说明导师签名:日期:本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及所取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一起工作的同志所做的任何本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印、或其它复制手段保存论文。C芎蟮穆畚在解密后遵守此规定贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
第一章绪论引言扩频通信,即扩展频谱通信,可简单表述如下:“扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传输信息必须的最小带宽:频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传数据信息无关:在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信的基本特点,是传输信号所占用的频带宽度远大于原始信息本身实际所需的最小行带宽。任何信息的有效传输都需要一定的频率宽度,为了充分利用有限的频率资源,增加通路数目,人们广泛选择不同的调制方式,采用宽频信道和压缩频带等措旅,同时力求使传输的媒介中传输的信号占用尽量窄的带宽。几十年来,通信结束不断发展和演变,从有线缋隆⒐庀到无线滩ā/⑽⒉ā⑽佬基本上是媒质和信道的变化,而突破性的进展并不多。扩频通信系统的出现,是通信技术的一次重大突破。通常的超短波/通信,缣芡叮欢甭肜频设备,能通—R簿褪撬道┢迪低衬艽陨系男旁氡雀纳啤熟悉通信的人都知道,几十年来人们为信噪比的改善付出了极大的努力,分贝甚至分贝的改善确实是一次巨大的飞跃。只就这一点,已经可以说扩频通信是当代通信技术的重大突破。除此之外,扩频通信技术还是是一种具有优异抗干扰性能的技术。它利用高速率的扩频码来达到扩展待传输的数字信号的目的。扩频通信系统的带宽比常规的通信系统的带宽大几百倍至几万倍,故在相同的信噪比的情况下,具有较高的抗噪声干扰的能力。香农指出:在高斯噪声的干扰下,在限制平均功率的信道上,实现有效和可靠通信的最佳信号是具有白噪声统计特性的信号。这是因为高斯白噪声信号的功率谱具有理想的自相关特性。对于白噪声信号的产生、加工和复制至今仍存在着列,如蛄小蛄小蛄小蛄械龋堑耐臣铺匦员平咚拱许多技术困难,然而人们已经找到了一些容易产生又便于加工和复制的伪噪声序
国内外研究状况与发展中传输的最佳信号形式也应该是具有白噪声统计特性的信号形式。扩频伪码逼近白噪声的统计特性,因而扩频通信又具有抗多径干扰的能力。因此,扩频系统比常规的通信系统具有强得多的抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰的能力【。此外,还具有信息隐蔽、较低的空间无线电波“通量密度”及多址保密通信等优点。扩频通信最初应用于军事领域,扩频技术在军事通信中的应用已有半个多世纪的历史,主要用于两个目的:抗干扰和信息保密。通过将信号的频谱扩展,使最近的二十几年扩频技术得到越来越广泛的使用。比如美国的全球定位系统璞讣虻ィㄎ痪ǘ雀撸蚴褂谩Mㄐ攀葑7⑽佬窍低,码分多址星通信系统,特别是和军用卫星通信系统几乎都使用扩频技术,码分多址移动通信系统,这些都是系统。跳时一跳频混合型如N夜桨牙┢导际踝魑9家主要项进行研究是在年代初。以后在卫星通信、数据传输、定位、授时系统中都有使用。今后,在卫星通信、移动通信系统、定位系统等领域将会得到进一步广泛