扩频系统技术研究及其实现

论文摘要

扩频通信是现代通信领域中的一种重要的通信方式,具有较强的抗干扰、抗多径性能以及频谱利用率高、支持多址通信等诸多优点,因而得到了广泛的应用。本文主要阐述了一种采用直接序列扩频技术进行无线通信的实际系统设计方案,并在包含DSP、FPGA等可编程逻辑器件的软件无线电硬件平台上予以具体实现。设计并实现的扩频通信系统具有的功能包括基带部分的组帧及解帧功能、对输入输出数据进行增加校验冗余、卷积编码和块交织等处理功能及其对应得逆处理功能、以及扩频、脉冲成型、调制、上下变频、解调、解扩等功能。其中信息组帧和编码部分是在TI公司的TMS320C6711 DSP上通过使用C语言实现的;扩频和调制解调等功能部分是在Xilinx公司的Virtex-4系列FPGA芯片上使用VHDL和Verilog语言实现的。论文的最后对设计实现的扩频通信系统进行了相关的仿真和硬件测试,结果验证了方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景和项目来源
• 1.3 本文主要内容
• 第二章 扩频通信原理简述
• 2.1 扩频技术概述
• 2.2 直接序列扩频
• 2.3 伪随机序列
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 Gold序列
• 2.4 直接序列扩频系统的同步
• 2.4.1 伪随机码的同步
• 2.4.2 数字匹配滤波器
• 第三章 直扩系统设计方案及关键技术
• 3.1 系统整体方案
• 3.1.1 硬件平台简介
• 3.1.2 系统模块设计方案
• 3.2 循环冗余校验（CRC）模块
• 3.3 卷积编码及维特比译码模块
• 3.3.1 卷积编码
• 3.3.2 维特比译码
• 3.4 数据调制
• 3.5 成型滤波
• 3.6 多速率数字信号处理
• 3.6.1 抽取和内插
• 3.6.2 多级滤波器组
• 3.7 数字上下变频技术
• 3.7.1 数字上变频（DUC）
• 3.7.2 数字下变频（DDC）
• 3.7.3 数控振荡器
• 3.8 频差估计与修正
• 3.8.1 匹配滤波器
• 3.8.2 频差估计与校正
• 第四章 系统仿真及性能分析
• 4.1 DSP仿真介绍
• 4.1.1 整体程序流程
• 4.1.2 发射部分的程序设计
• 4.1.3 接收部分的程序设计
• 4.1.4 模块功能验证
• 4.1.5 误码性能分析
• 4.2 FPGA仿真介绍
• 4.2.1 发射部分
• 4.2.2 接收部分
• 4.3 DSP与FPGA的接口
• 4.3.1 DSP部分的接口设计
• 4.3.2 FPGA部分的接口设计
• 4.3.3 接口通信机制
• 4.4 总体仿真及结果分析
• 4.4.1 总体仿真方案
• 4.4.2 仿真结果
• 4.4.3 时序分析及资源利用率
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文