直接序列擴頻通信系統(tǒng)開題報告

1、哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目：直接序列擴頻通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真實現(xiàn)系 （部） 應用電子與通信技術(shù) 專 業(yè) 通信工程 學 生 薛光宇 學 號 24 班 號 指導教師 周凱 開題報告日期 2012.10,22 哈工大華德學院說 明一、開題報告應包括下列主要內(nèi)容：1通過學生對文獻論述和方案論證，判斷是否已充分理解畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容和要求2進度計劃是否切實可行；3是否具備畢業(yè)設(shè)計所要求的基礎(chǔ)條件。4預計研究過程中可能遇到的困難和問題，以及解決的措施；5主要參考文獻。二、如學生首次開題報告未通過，需在一周內(nèi)再進行一次。三、開題報告由指導教師填寫意見、簽字后，統(tǒng)一交所在

2、系（部）保存，以備檢查。指導教師評語： 指導教師簽字： 檢查日期： 一、課題題目和課題研究現(xiàn)狀課題題目：直接序列擴頻通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真實現(xiàn)。研究現(xiàn)狀：目前擴頻技術(shù)中研究最多的對象是CDMA技術(shù)，其中又以碼捕獲技術(shù)和多用戶檢測（MUD）技術(shù)代表了目前擴頻技術(shù)研究的現(xiàn)狀。1碼捕獲同步的實現(xiàn)是直擴系統(tǒng)中一個關(guān)鍵問題。只有在接收機將本地產(chǎn)生的偽碼和接收信號中調(diào)制信息的偽碼實現(xiàn)同步以后，才有可能實現(xiàn)直序擴頻通信的各種優(yōu)點。同步過程分為兩步來實現(xiàn):首先是捕獲階段，實現(xiàn)對接收信號中偽碼的粗跟蹤；然后是跟蹤階段，實現(xiàn)對偽碼的精確跟蹤。目前的研究主要集中在碼捕獲過程。2, 多用戶檢測CDMA系統(tǒng)容量受到來自其

3、他用戶的多址干擾的限制，多用戶檢測能夠利用這些多址干擾來改善接收機的性能，因此是一種提高系統(tǒng)容量的有效方法。傳統(tǒng)的CDMA接收機是由一系列單用戶檢測器組成，每個檢測器都是與特定擴頻碼對應的相關(guān)器，它并沒有考慮多址干擾的結(jié)構(gòu)，而是把來自其它用戶的干擾當成加性噪聲，因此當用戶數(shù)量增加時，其性能急劇下降。通過對所有用戶的聯(lián)合譯碼可以極大地改善CDMA系統(tǒng)的性能。但是最優(yōu)的多用戶接收機，其復雜度隨用戶數(shù)量成指數(shù)增長，因此在實際通信系統(tǒng)中幾乎不可能實現(xiàn)。這樣尋找在性能和復雜度之間折中的次最優(yōu)多用戶檢測器成為研究的熱點二、目的及意義通過對該課題的研究，了解科研學術(shù)論文的撰寫流程，并且將自己所學的理論知識運

4、用到論文中，全面多角度的分析該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，同時提高自己的思維能力，對搜集的數(shù)據(jù)進行恰當處理和準確分析，對大學本科四年學習成果進行有效的檢驗，并且進一步提高自學能力和自主進行科學研究的水平。三、課題的基本內(nèi)容所謂直接序列擴頻（DS），就是直接用具有高速率的擴頻碼序列在發(fā)送端去擴展信號的頻譜。而接收端，用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始信息。在發(fā)送端輸入信息碼元m（t），它是二進制數(shù)據(jù)，有0、1兩個碼元，其碼元寬度為。加入擴頻解調(diào)器，擴頻碼為一個偽隨機碼（PN碼），記作p（t）。其碼元寬度為，且取=16。通常在DS系統(tǒng)中，偽碼的速率遠遠大于信碼速率，即，也就是說，偽碼的寬度

5、遠遠小于信碼的寬度，即，這樣才能展寬頻譜。 當m（t）與p（t）符號相同時，c（t）為0；而當m（t）與p（t）不同時，則為1。當信碼m（t）為0時，c（t）與p（t）相同；而當信碼m（t）為1時，則c（t）為p（t）取反既是。顯然，包含信碼的c（t）其碼元寬度已變成了，即已進行了頻譜擴展。在一定的情況下，若偽碼速率越高，即偽碼寬度（碼片寬度）越窄，則擴頻處理增益越大。 經(jīng)過擴頻，還要載頻調(diào)制，以便信號在信道上有效的傳輸。圖中采用二相相移鍵控方式。調(diào)相器可由環(huán)行調(diào)制器完成，即將c（t）與載頻相乘，輸出為。由上面討論可知，經(jīng)過擴頻調(diào)制信號c（t）可看作只取1的二進制波形，然后對載頻進行調(diào)制，這里

6、是采用調(diào)相（QPSK）。所謂調(diào)制，就是指相乘過程，可采用相乘器，環(huán)行調(diào)制器（或平衡調(diào)制器），最后得到的是抑制載波雙邊帶振幅調(diào)制信號。這里假定平衡調(diào)制器是理想對稱，碼序列取+1、1的概率相同，即調(diào)制信號無直流分量，這樣平衡調(diào)制器輸出的已調(diào)波中，無載波分量。通過發(fā)射機中推動級、功放和輸出電路加至天線發(fā)射出去。接收端的工作原理：假設(shè)發(fā)射的信號經(jīng)過信道傳輸，不出現(xiàn)差錯，經(jīng)過接收機前端電路（包括輸入電路、高頻放大器等），輸出仍為。這里不考慮信道衰減問題，因為對QPSK調(diào)制信號而言，重要的是相位問題，這里的假定對分析工作原理是不受影響的。相關(guān)器完成相干解調(diào)和解擴。接收機中的本振信號頻率與載波相差為一個固定

7、的中頻。假定收端的偽碼（PN）與發(fā)端的PN碼相同。接收端本地調(diào)相情況與發(fā)端相似，這里的調(diào)制信號是p（t），即調(diào)相器輸出信號的相位僅取決于p（t），當p（t）=1時，的相位為；當p（t）=0時，的相位為0。相關(guān)器的作用在這里可等效為對輸入相關(guān)器的、相位進行模2加。對二元制的0、而言，同號模2加為0，異號模2加為。然后通過中頻濾波器。濾除不相關(guān)的各種干擾，經(jīng)解調(diào)恢復出原始信息。這一過程說明了直擴系統(tǒng)的基本原理和它是怎樣通過對信號進行擴頻與解擴處理從而獲得提高輸出信噪比的好處的。它體現(xiàn)了直擴系統(tǒng)的抗干擾能力。掌握直接序列擴頻的工作原理，能使用MATLAB對其進行仿真。通過對該課題的研究，熟悉科研學術(shù)

8、論文的撰寫流程。學會迅速查閱各種形式的文獻資料，并且進一步提高自學能力和自主進行科學研究的水平。能將自己所學的理論知識運用到論文中，全面多角度的分析該領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，同時提高自己的思維能力，對搜集的數(shù)據(jù)進行恰當處理和準確分析，對大學本科四年學習成果進行有效的檢驗。四、研究方案及預期達到的目標研究方案：第一階段：查找關(guān)于擴頻方面的資料，重點看 直接序列擴頻，了解擴頻系統(tǒng)原理，各部分組成。 第二階段：有針對性的篩選有用信息，梳理出本論文研究的一個核心內(nèi)容和基本框架。 第三階段：與導師溝通，虛心聽取導師的意見，對論文進行修改和完善。預期目標：掌握直接序列擴頻的工作原理，能使用MATLAB對其進行仿真

9、。通過對該課題的研究，熟悉科研學術(shù)論文的撰寫流程。學會迅速查閱各種形式的文獻資料，并且進一步提高自學能力和自主進行科學研究的水平。五、為完成課題已具備和所需的條件為完成本課題現(xiàn)已具備筆記本電腦一臺，一些關(guān)于直接序列擴頻通信系統(tǒng)的書籍，MATLAB仿真的書籍和仿真軟件。六、可能遇到的困難和問題，以及解決的措施直接序列擴頻在實際應用中幾個問題：首先，當采用跳頻/擴頻體制時，為獲得足夠大的處理增益，系統(tǒng)占用帶寬太大，這就減少了可供跳頻的信道數(shù)。其次，系統(tǒng)帶寬太大，進入接收機前端的干擾信號增多。再次，要得到有效的抗多徑和利用多徑的能力，擴頻碼片必須足夠窄，信息比特必須足夠?qū)?，而后者又限制了信息傳輸速?/p>

10、的提高。為了解決系統(tǒng)占用頻帶過寬、外部干擾增多和傳輸速率受限的矛盾，當前各國大多采用多進制擴頻技術(shù)，相對有效地解決了這些問題。七、進度安排 工作進度分三個階段：一、第一至二周為準備階段： 2012年9月：選定論文的題目。二、第三周至第十四周為實施階段：2012年10月：第四周：積累資料，統(tǒng)計分析，寫出可行性開題報告；第五周：初步制定設(shè)計方案；第六周：開始準備畢業(yè)設(shè)計需要的一些軟件并練習調(diào)試。2012年11月：第七周至第八周：設(shè)計系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)并編寫程序；第九周到第十周：檢查編寫的程序并確認無誤；第十一周至第十二周：將軟件載入到MATLAB仿真軟件里進行最后的調(diào)試；第十三周：寫出論文集，申請結(jié)題；

11、第十四周：打印和裝訂論文，模擬答辯。三、第十五周為答辯階段：2012年12月：結(jié)題驗收，接受專家組審查鑒定并進行答辯 。八、參考文獻01 張葛祥，李娜 MATLAB仿真技術(shù)與應用北京：清華大學出版社，200302 鐘麟，王峰MATLAB仿真技術(shù)與應用教程北京：國防工業(yè)出版社，200403 Rodger EZiemer，Roger LP eterson 數(shù)字通信基礎(chǔ)北京：機械工業(yè)出版社，200504 鄔國揚，孫獻璞蜂窩通信西安：西安電子科技大學出版社，200205 John GProakis等 數(shù)字通信 北京：電子工業(yè)出版社，200206 張輝，曹麗娜現(xiàn)代通信原理與技術(shù)西安：西安電子科技大學出版社，200207 袁超偉，陳德榮，馮志勇CDMA蜂窩移動通信北京：北京郵電大學出版社，200308 方旭明 新編專業(yè)英語四川：西南交通大學出版社，200209樊昌信, 等通信原理北京:國防工業(yè)出版社,199810 朱華，黃輝寧，李永慶，梅文博隨機信號分析北京：北京理工大學出版社，200511 曹志剛, 錢亞生. 現(xiàn)代通信原理北京:清華大學出版社，