第一章,绪论。简述论文的研究背景,直扩MSK的国内外的研究动态,论文的主要工作及章节安排。
第二章,直扩MSK调制原理。介绍了扩频原理和直扩MSK信号产生原理,以并行正交双通道产生方式为例,对常规MSK信号的频谱图、眼图及星座图进行仿真,并对仿真结果进行分析讨论。
第三章,直扩MSK解扩解调原理。介绍MSK接收机组成及其关键模块,将经过解扩解调处理后MSK信号的误码率与理论值对比。
第四章,中频全数字调制解调器硬件电路设计。采用高速ADC/DAC+FPGA+ARM的硬件架构,设计功能可扩展的通用硬件平台。
第五章,总结。对本文所做的工作进行总结,并对今后的工作进行展望。
1。4 本章小结
本章主要介绍研究的背景和意义,明确地交代本课题存在的意义,介绍了国内外对直扩MSK调制解调的研究状态。此外,提纲挈领地概述整篇论文的结构框架,对各个章节进行总结概括。
2 直扩MSK调制原理
2。1 扩频原理
扩频通信的基本思想是在发送端将信息经特定的扩频函数扩展频谱后,送入信道中进行传输,在接收端,再进行频谱压缩,恢复为窄带信号[13]。从扩频的定义来看,传输相同信号时扩频系统所需的传输带宽,远超过一般的调制方式。
扩频通信是基于信息论中的仙农(C。E。Shannon)公式,表述为:
(2。1。1)
其中,C是信道容量(单位bit/s),B是信号传输带宽(单位Hz),S是信号的平均功率(单位W),N是加性高斯噪声功率(单位W)。
对公式(2。1。1)右侧进行以e为底的对数变换,则
(2。1。2)
在干扰环境的典型情况下,,再对式(2。1。2)进行幂级数展开,略去高次项后得到:
(2。1。3)
由上式可以得到扩频通信的理论基础[14],即在信噪比一定的条件下,信道无差错传输速率可通过增大信号传输带宽B来提高。
扩频系统的结构框图可简化为图2。1。1所示。论文网
图2。1。1 扩频通信系统的简化结构框图
根据产生扩频信号的方法不同,扩频通信系统主要分为以下五种类型:直接序列扩频系统(DS-SS)、频率跳变扩频系统(FH-SS)、时间跳变扩频系统(TH-SS)、线性脉冲调频系统(Chirp)和混合扩频通信系统[15]。本文研究的是直扩通信系统,图2。1。2展示了其发射机和接收机模型。
a)直扩系统的发射机模型 b)直扩系统的接收机模型
图2。1。2 直扩系统模型
发射机利用原始信号与伪随机扩频码相乘得到扩频信号,扩频后的信号含有一个扩频码周期,利用它来控制载波的某一参量。
接收机端本地振荡器产生与发射端频率相同的正弦信号,将接收到的信号频谱搬移到零频附近。直扩系统接收端增加了扩频码同步模块,其中包含了捕获和跟踪两个功能。通过捕获和跟踪环节,得到一个与发射端同步的扩频码。将与接收信号相乘后即完成解扩,最后对解扩后的信号进行解调即可恢复处信源信号。
由此可见,直扩通信系统与常规通信系统的区别在于发送端和接收端分别增加了扩频和解扩两个模块,发送端的扩频模块扩展了发送信号的频谱,接收端的解扩模块则又将信号恢复为原始的窄带信号,这使得其性能与常规通信系统相比有了极大的改善。直扩系统的主要优点有 [16]: