擴(kuò)展頻譜通信是現(xiàn)代通信技術(shù)研究中的一個(gè)重要方向,也是應(yīng)用極廣的一種通信手段,在衛(wèi)星通信、軍事通信、移動(dòng)通信占據(jù)了舉足輕重的地位。擴(kuò)頻通信優(yōu)良的抗干擾能力以及防竊聽(tīng)能力,能夠滿足現(xiàn)代通信對(duì)于保密性和抗干擾的要求。而數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)是現(xiàn)代通信中的核心技術(shù)之一,其中QPSK調(diào)制由于其頻帶利用率高和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛應(yīng)用。軟件無(wú)線電技術(shù)飛速發(fā)展,使用可編程的FPGA替代傳統(tǒng)的硬件設(shè)備,大大降低了成本,提高了系統(tǒng)的通用性,因此本文研究直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及其FPGA實(shí)現(xiàn)具有重要意義。本文首先研究擴(kuò)頻解擴(kuò)方法和DQPSK調(diào)制解調(diào)方法的基本理論,主要包括偽碼同步中捕獲與跟蹤的原理,以及QPSK調(diào)制解調(diào)的原理。本文設(shè)計(jì)的直擴(kuò)系統(tǒng)發(fā)射端由碼變換模塊、差分編碼模塊、成形濾波以及載波調(diào)制等組成;接收端包括數(shù)字下變頻、載波同步、偽碼同步以及位定時(shí)同步環(huán)路等環(huán)路。以此為基礎(chǔ),本文詳細(xì)介紹了各個(gè)模塊設(shè)計(jì)原理和FPGA實(shí)現(xiàn)方案,重點(diǎn)研究直擴(kuò)系統(tǒng)中偽碼同步環(huán)路和QPSK解調(diào)算法的設(shè)計(jì)方案。本文采用了序列相位搜索法和延遲鎖定環(huán)組成偽碼同步環(huán)路;解調(diào)部分采用了基于Costas環(huán)的相干解調(diào)算法。對(duì)直擴(kuò)信號(hào)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多頻段多模式電臺(tái)在易通話獲得成功的基礎(chǔ)上，以多頻段多模式（MBMMR）為核心，美國(guó)為了

倌曛校?尷咄ㄐ偶絳?歐傷俚姆⒄梗?歡賢黃破烤保???碌募際�。臍ぐ�??字通信因?yàn)榫哂懈鼜?qiáng)抗干擾能力、更優(yōu)良的傳輸差錯(cuò)控制性能，已經(jīng)取代模擬通信成為現(xiàn)代信息傳輸?shù)氖滓x擇[17]。與模擬調(diào)制相同，按照數(shù)字信號(hào)對(duì)載波幅值、頻率、相位三個(gè)參量的控制，數(shù)字調(diào)制中分為振幅鍵控、頻移鍵控以及相移鍵控三種基本調(diào)制方式，它們都被廣泛應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中[18]，如圖1-2為QPSK調(diào)制技術(shù)載波相位對(duì)應(yīng)關(guān)系，QPSK即正交相移鍵控（QuadraturePhaseShiftKeying,QPSK），是在傳統(tǒng)的PSK調(diào)制方式上衍生出的四進(jìn)制調(diào)制技術(shù)。圖1-2QPSK調(diào)制載波相位對(duì)應(yīng)關(guān)系目前，隨著現(xiàn)代數(shù)字通信中通信容量和通信距離不斷提升，出現(xiàn)了一些諸如信道的帶寬受限，非線性影響等等。原有的數(shù)字調(diào)制技術(shù)很難滿足通信要求。學(xué)者們圍繞節(jié)約頻譜資源和提高頻率帶寬的利用率，研究出一系列新的調(diào)制技術(shù)，比如高斯濾波最小移相鍵控（GMSK），GMSK調(diào)制主要用于歐洲和北美地區(qū)的TDMA傳輸系統(tǒng)中[18]。而發(fā)展到3G時(shí)代，CDMA技術(shù)作為第二代商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的勝利者被普及開(kāi)來(lái)，GMSK調(diào)制被逐漸取代，QPSK調(diào)制技術(shù)及其改進(jìn)技術(shù)再次稱(chēng)為主流基礎(chǔ)調(diào)制方式，CDMA系統(tǒng)利用了擴(kuò)頻技術(shù)作為提高數(shù)據(jù)傳輸速率的方法，并得到廣大推廣。為減小非線性對(duì)輸出信號(hào)的影響，同時(shí)充分利用頻率資源，提高頻譜利用率，出現(xiàn)了了一些具有優(yōu)良特性的新型調(diào)制技術(shù)，正交幅度調(diào)制（QAM）就是其中的典型代表，它是一種載波振幅與相位同時(shí)發(fā)生變化的調(diào)整方式，利用相互正交的載波對(duì)兩路信后分辨驚醒雙邊帶抑制載波調(diào)幅而形成的合成信號(hào)，通常有二進(jìn)制QAM（4QAM）、四進(jìn)制QAM（16QAM）、八進(jìn)制QAM（64QAM）等技術(shù)，這種調(diào)制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)線數(shù)字微波、數(shù)字視頻廣播（DVB）和高速調(diào)制解調(diào)器中[19]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-15-圖2-5解擴(kuò)后信號(hào)頻譜對(duì)于由于多徑效應(yīng)所帶來(lái)的有用信號(hào)的衍生信號(hào)而言，同樣由于其和偽隨機(jī)序列不具有相關(guān)性的關(guān)系，其信號(hào)頻率帶寬同樣無(wú)法被壓縮提取，從而恢復(fù)為窄帶信號(hào)。當(dāng)解擴(kuò)完成后，接收機(jī)系統(tǒng)只需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，就可以得到有用信號(hào)，從解擴(kuò)后頻譜圖可，解擴(kuò)后的有用信號(hào)速率為數(shù)據(jù)原始速率Rb，則其帶寬為Bb=2Rb，其信號(hào)主要能量集中在此頻帶范圍內(nèi)，因此只需要根據(jù)此帶寬設(shè)置濾波器的截止頻率和帶寬范圍，只輸出頻率落在此通頻帶內(nèi)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)濾除噪聲和干擾信號(hào)的目的，如圖2-6所示，可以看到濾波器輸出的信號(hào)中，干擾信號(hào)和噪聲能量已經(jīng)很低，通信系統(tǒng)信噪比大大提高。圖2-6濾波器輸出信號(hào)頻譜從功率譜密度的角度可以更好的看出擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾能力，功率譜密度即

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本文編號(hào)：3047410