Chirp调制波形设计与多带发射机实现

摘要

线性调频（Chirp）信号作为一种非常典型的扩频信号，普遍应用于雷达、声呐和通信等多种信号处理领域。Chirp通信系统的解扩是利用 Chirp信号的匹配脉冲压缩来实现的，系统具有发射功率低、复杂度低、抗干扰能力强、对频偏不敏感等突出优点。Chirp通信中引入多载波信号体制可以增强系统的抗衰落性能，是通信领域中具有巨大发展潜力的通信技术。 本文研究了Chirp信号的调制技术，以软件无线电USRP2为硬件平台，实现了单带Chirp发射机以及8个子带的多带Chirp发射机，论文主要内容有以下几点： 1、阐述了Chirp信号调制技术的国内外研究现状，介绍了线性调频信号的时频特性，并介绍了Chirp通信系统中常用的二进制正交键控（BOK）和直接调制（DM）的调制方式，给出了BOK和DM的无线通信系统框图。简要分析了Chirp通信系统中的缺点和优点。 2、给出了一种改进的调制方式：O-BOK。阐述了O-BOK的基本原理，从波形分析了其具有抑制旁瓣干扰的作用。仿真结果表明O-BOK在低时间带宽（TB）积下能有效抑制旁瓣，提高了信号的检测性能，并给出了O-BOK与BOK在AWGN信道下的性能比较，分析得到O-BOK的性能要优于BOK。另外，课题进行了多带Chirp IQ复调制设计，降低了对系统采样速率的要求；并针对多载波调制所带来的子带间互扰和峰均比问题，采用时频成型滤波和限幅方法进行了优化。 3、研制了 ChirpBOK发射机，并在通用软件无线电 USRP2的硬件平台上使用Verilog HDL语言编写信号处理程序以及配置主要芯片，在USRP2上实现了20MHz总带宽、4Mbps调制速率、8个子载波的ChirpBOK调制发射机。

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第一章 绪论

§1.1 研究背景和意义

§1.2 线性调频信号调制技术国内外研究现状

§1.3 论文的主要工作及内容安排

第二章 Chirp理论和调制方式

§2.1 Chirp信号时频特性

§2.2 Chirp信号基本调制方式

§2.3 Chirp通信系统的优缺点

§2.4 本章小结

第三章 Chirp调制波形和发射机的设计

§3.1 O-BOK调制

§3.2多带Chirp IQ复调制设计

§3.3 ChirpBOK发射机的设计

§3.4 发射机的优化

§3.5 本章小结

第四章 ChirpBOK发射机在USRP2上的实现

§4.1 USRP2及其开发套件简介

§4.2 USRP2硬件配置

§4.3 ChirpBOK发射机的实现

§4.4 本章小结

第五章 工作总结及展望

§5.1 全文工作总结

§5.2 未来的工作和展望

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果

附录