直接序列扩频通信系统的设计与仿真开题报告
2020-04-21 16:13:36
1. 研究目的与意义(文献综述)
背景:扩频通信技术是由海蒂·拉玛发明的一种信息技术,即扩展频谱通信技术(spread spectrum communication),指的是是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽,频带的扩展是通过一个独立的码序列(一般是伪随机码)来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关,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。而直接序列扩频,简称ds(directsequence):就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱,在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调,还原出原始的信息。这种方式运用最为普遍,成为行业领域研究的热点。世界上第一个直接序列扩频通信系统是在美国的联邦通信实验室(ftl)于1949年由derosa和rogoff完成的,成功的工作在new jersey和california之间的通信线路上。长期以来,扩频通信主要用于军事保密通信和电子对抗系统,直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效的利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字蜂窝移动通信、卫星移动通信、和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警的系统中,一九九三年开始, 吉隆公司即致力于向我国引进扩频产品, 已经在电力、金融、公安、交通等行业收到了明显的社会、经济效益,引起国内通信界人士的广泛注意。
目的:通过对该课题的研究,全面了解扩频通信系统的结构与原理,研究直接序列扩频通信系统的原理和关键技术,对直接序列扩频通信系统主要组成分 7 个部分(信源部分、扩频部分、调制部分、信道传输部分、解调部分、解扩部分和信宿部分)用matlab设计并搭建直接序列扩频系统模型,实现系统各模块的仿真,并且通过对各点波形的研究,以达到对扩频通信系统性能指标的相关研究。
意义:扩展频谱通信与光纤通信、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。扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。直接序列扩频系统是目前应用最广泛的一种扩频通信系统。它最突出的优点是在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比的好处,即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比有很大的改善,从而提高了系统的抗干扰能力,同时,其还具有保密性好,易于实现多址通信等优点,因此该技术越来越受到人们的重视。随着科学技术的发展,国防安全,人们日常生活等都离不开通信技术的支持,因此研究直接序列扩频通信系统具有很深远的意义。
2. 研究的基本内容与方案
研究的基本内容:本课题研究的是直接序列扩频通信系统,所谓直接序列扩频(ds),就是直接用具有高速率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而接收端,用相同的扩频码序列进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始信息。直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制,要传送的数据信息需要经过信道编码后,与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。在发送端输入的信息先经信息调制形成数字频带信号,然后用扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱发送出去。在接收系统将发送的调制信号进行解调。接收信号先与接收端的pn序列发生器产生的与之同步的pn序列相乘。此过程被称为解扩。本次毕业设计就是研究直接序列扩频通信系统的原理和关键技术,采用matlab设计并搭建直接序列扩频系统模型,实现系统各模块的仿真。
目标:通过对该课题的研究,了解扩频通信系统的结构与原理,研究直接序列扩频通信系统的原理和关键技术,采用matlab设计并搭建直接序列扩频系统模型,实现系统各模块的仿真,通过对关键波形的研究,掌握其特性。同时通过对直接序列扩频通信系统的研究,全面多角度的分析该领域的发展现状。
拟采用的技术方案及措施:直接序列扩频通信系统主要组成分为 7 个部分,分别为信源部分、扩频部分、调制部分、信道传输部分、解调部分、解扩部分和信宿部分。本次毕业设计用 matlab 工具箱中的 simulink 通信仿真模块和 matlab 函数对直接序列扩频通信系统进行仿真分析,整个仿真过程共设置一定数量的波形观测设备,运行后可以从这些波形图中较直观的看到 ds-cdma 系统的每一个调制过程。
3. 研究计划与安排
第1-2周:对任务书进行详细的研究,进行相关文献资料的查阅,明确研究内容,了解扩频通信系统的原理,对直接序列扩频通信系统的原理及其各个模块有着清楚的了解,确定好方案,完成开题报告的初稿,交给指导老师检查。
第3周:对于老师在开题报告中指出的错误进行修改,完善自己的开题报告,完成电子文档的上传。
第4-5周:查阅资料,对扩频通信系统的各个环节以及工作过程原理了解清楚。
第6—8周:查阅资料,对直接序列扩频通信系统结构与原理进行深入的研究和学习,掌握它的整个工作环节。
4. 参考文献(12篇以上)
1.邢方诚.基于fpga的bdpsk直接序列扩频通信系统的研究[d]. 青岛大学.2017
2.黄训磊.直接序列扩频信号跟踪优化方法与实现[d]. 北京理工大学。2016
3.刘湘蒲.频谱可控的直扩认知通信系统关键技术研究[d]. 哈尔滨工程大学,2016