直扩通信系统设计及DSP实现

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扩展频谱通信因为具备抗干扰能力强、抗多径、抗截获、保密性好、多址能力强以及测距精度高等特性,越来越受到通讯行业的高度重视,是现代无线通信技术重要的组成部分。并且伴随着DSP相关技术的发展创新,使得数字信号处理相关的研究成果逐步应用在实际工程中,促进了工程和理论研究的结合。本文详细研究了扩频通信技术的发展历程,对扩频通信相关理论技术做了描述,通过香农的信道容量公式引入扩频通信理论,并对常见的直扩、跳频、跳时、线性脉冲跳频以及混合扩频系统展开论述。基于直扩通信系统的基本原理做了细致的推导和仿真,然后围绕本文的重点直接序列扩频通信系统展开研究,并且考虑到在实际工程中所遇到的种种问题。在考虑工程可实现性的基础上,直接序列扩频无线通信系统仿真链路是基于MATLAB仿真平台的m语言和相关库函数,采用模块化设计完成。直接序列扩频仿真系统的扩频因子共有SF=4和SF=128两种。本文重点并对数据传输链路的各个模块做了详细的说明,主要由初始化、数据发送、信道、数据接收、性能统计模块构成,并且数据传输链路方式的组帧不包括同步头,仅包括净荷和导频字段。其中信道模型包括AWGN信道和多径衰落信道,为了抗多径衰落引入Rake接收机。对直扩通信链路进行性能仿真,并输出仿真在AWGN、Rayleigh和Cost207信道下不同数据传输速率的性能测试结果。整个直扩系统是从硬件和软件两个方面进行,结合本系统的数据特点和DSP芯片参数特征,采用TI公司的TMS320C6455芯片。本项目的软件框架采用任务轮询方式,若有任务在初始化时创建,创建后一直运行,直到系统掉电或复位,各个任务的生命周期才终止。直接序列扩频通信收发信分机由发信分机和收信分机构成,以此来实现通信业务数据的发送和接收处理功能。直扩收信机与发信机采用相同的硬件平台,通过加载不同处理软件分别实现收发传输,其中定义的软件为基带处理模块中DSP芯片上运行的信号处理软件。
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