连续可变速率直接序列扩频关键技术研究与验证

摘要

随着信息的快速传递，人们对通信功能提出了更多需求，然而现有的频带资源越来越稀缺，为了满足多种速率的数据传输，可变速率扩频通信技术就成为了近年来无线通信的研究热点之一。
　　论文主要研究了连续可变速率直扩通信中的关键技术，提出了基于逐符号处理的分数倍扩频方案，验证了矩辅助干扰抑制技术对常见窄带干扰信号的抑制能力，最后在uSDR软件无线电平台上进行了性能测试，主要工作如下：
　　第一，分数倍扩频方案设计。首先调研了已有的两种可变速率扩频方案，对多码正交扩频方案和可变处理增益正交扩频方案进行了对比，提出了逐符号处理的分数倍扩频技术，在信道带宽保持不变的前提下，实现了信息速率的连续变化。
　　第二，矩辅助干扰抑制技术。通过对直扩系统中常见的窄带干扰类型和干扰抑制方法调研，提出了复杂度低、干扰抑制能力强的矩辅助干扰抑制技术。验证了系统对单音干扰、数字调制干扰、高斯带通干扰信号的抑制能力。
　　第三，链路总体设计。根据功能与性能需求，对通信链路进行了总体设计，给出了关键模块的详细设计方案。主要包括扩频技术、数字中频技术、矩辅助干扰抑制技术以及同步跟踪技术。在Simulink上搭建全链路仿真模型，测试了系统在不同干扰类型，干信比为45dB和40dB下的干扰抑制能力。仿真结果表明，在信息速率为10Kbps，在干信比为45dB时，相比于无干扰场景，性能损失低于2dB。在干信比为40dB时，相比于无干扰场景，性能损失低于1.8dB。
　　第四，在图形化开发工具System Generator上完成了链路的整体实现。采用FPGA自顶而下的原则，对发射端和接送端每一模块实现过程进行了详细介绍。在uSDR平台上进行了同步测试和误码率测试，实测结果比无干扰性能损失大约3dB，说明整体实现方案是合理与可行的。
　　本文提出的逐符号处理的扩频方案具有较强的实用性，并且解决了传统扩频通信技术仅仅局限于整数倍扩频增益的问题，为后续直扩通信的研究提供了参考。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 本文主要研究内容与贡献

1.3 论文结构与内容安排

第二章 连续可变速率直扩通信关键技术研究现状

2.1 可变速率直扩通信技术

2.2 数字中频技术

2.3 直扩系统中的干扰抑制技术

2.4 本章小结

第三章 连续可变速率直扩通信需求与分析

3.1 硬件平台介绍

3.2 功能需求与分析

3.3 性能指标与分析

3.4 本章小结

第四章 连续可变速率直扩通信关键模块方案设计

4.1 链路总体设计

4.2 链路关键模块方案设计

4.3 Matlab性能仿真与分析

4.4 本章小结

第五章 可变速率直扩通信链路实现

5.1 可变速率直扩通信总体实现方案

5.2 物理层发送实现

5.3 物理层接收实现

5.4 本章小结

第六章 测试与性能分析

6.1 功能测试

6.2 性能测试

6.3 资源消耗分析

6.4 本章小结

第七章 结束语

7.1 本文贡献

7.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果