扩频通信和扩频调制技术

扩频通信和扩频调制技术

一、扩频通信与扩频调制技术(论文文献综述)

王涛[1](2021)在《混合跳扩频通信系统关键技术研究与实现》文中认为混合跳扩频是一种将直接序列扩频与跳频扩频相结合的通信技术,由于具有较强的抗干扰性与安全性,因此在航天测控领域得到了广泛应用。随着电子对抗技术的不断发展,混合跳扩频通信系统的指标也在不断更新。目前,高码率、长周期的扩频码与高跳速、大带宽、多频点的高质量跳频载波成为了混合跳扩频系统的新指标,指标的更新使系统性能得到了显着提升,但也加大了系统设计上的难度。其中,传统基于单路直接频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)产生高质量跳频载波的方法会占用系统大量的硬件资源,限制了其他部分的设计,影响系统的性能。而由于系统上下行时钟不同源所引起的误差,其会随着系统信号的高动态性呈现出变化快、浮动大的特点,使用以往的跟踪同步技术补偿这种高动态误差容易产生失锁的现象,导致系统同步失败。本文首先对系统整体结构进行了设计,并针对以上两个问题研究了两种解决方法,然后通过MATLAB和Modelsim工具对结果进行了仿真,最后利用FPGA完成了对系统的实现。本文主要研究内容如下:(1)根据目前混合跳扩频通信系统指标对系统整体进行了设计,给出了各部分的基本架构和实现流程,并通过仿真工具对各部分进行了仿真实验。(2)针对产生高质量跳频载波会占用大量硬件资源的问题,研究出一种双向多路快跳载波产生方法。该方法通过并行DDS产生高质量跳频载波,利用双向跳频算法结合DAC模块产生的高频率中频载波实现了以中频载波频率为中心频点的双向跳频。通过Modelsim、MATLAB和上位机界面对结果进行了仿真与分析,结论表明在保证原有跳频载波质量不变的基础上,使用该方法可以有效降低系统硬件资源的消耗,相比于单向跳频,节约了系统53%的Block memory bits资源,为系统其他部分的设计留出了空间。(3)针对传统反馈环路补偿速度无法跟上目前混合跳扩频通信系统误差变化速度导致同步失败的问题,研究出一种基于坐标旋转数字算法(Coordinate Rotation Digital Computer,CORDIC)的混合跳扩频跟踪同步方法。该方法将系统载波同步误差和定时同步误差映射到相位上,利用二维旋转的方式对误差进行补偿,根据BPSK调制的性质,确定最佳旋转位和补偿误差,实现系统同步。通过对仿真结果的分析,证明此方法在系统跳频速率20000 hops/s、跳频带宽327.52 MHz、频点2048个的情况下,可以有效补偿系统定时同步误差和载波同步误差,相比于传统反馈环路补偿技术,该方法的补偿性能具有明显优势。

陈诚[2](2021)在《高动态直接序列扩频通信系统关键算法研究与实现》文中提出直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)通信,通过将待传输信号的频带展宽,使其在抗噪声干扰、抗截获等方面具备独特优势,因而被广泛的用于导航定位、勘探测量及军事、民事通信等领域。然而随着现代通信技术的迅猛发展,一方面,通信条件变得愈加严苛,使得传统的扩频通信方法不再适用。另一方面,人们对通讯质量的要求逐渐提高,对直接序列扩频接收机性能提出了新的挑战。高动态通信环境中,接收机接收到的信号载波频率叠加了多普勒频率偏移量,并且偏移量随时间变化,迫使传统捕获算法捕获时间增长、捕获准确率下降,甚至不能正确的捕获到发送信号。因此,提出一种高动态情景下的高效率捕获算法至关重要。首先,本文从直接序列扩频通信技术原理入手,讲解了扩频接收机的捕获算法及实现形式,以及多普勒效应对接收机捕获效率的影响。从伪随机码相位和载波中心频率两个维度出发,分别研究了串行的二维搜索方法和使用快速傅里叶变换进行降维后的并行一维搜索算法(伪码相位并行搜索、载波频率并行搜索),从捕获效率与资源占用率上对比了上述三种方法的优点和不足之处。提出了一种捕获效率更高的,基于部分匹配滤波器(Partial Matched Filtering,PMF)与快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的捕获算法。从原理上分析了其相对于传统方法的优势,并使用MATLAB进行了仿真说明。然后,本文借助FPGA平台完成了高动态直接序列扩频信号的产生,以及基于PMF-FFT捕获方法的基带部分设计与实现。主要工作有:估计设计资源需求,完成FPGA芯片的选型;综合直接序列扩频通信技术背景及设计的复杂度,设定通信系统的具体设计参数;使用Quartus II软件进行各个模块的硬件描述,对设计进行综合、编译,生成仿真文件;使用Model Sim软件对设计成果进行验证,对不符合设计意图的部分进行修改和完善。选择自底向上的设计方法,将各个模块组合成整个通信系统。最后,通过对整个通信系统的仿真测试与理论分析研究,得到了本设计基于PMF-FFT捕获方法的性能参数。本设计在载波偏移范围为±50 k Hz,多普勒一次变化率为20 k Hz/s的高动态环境下,能够正确捕获,且捕获时间不超过20.70 ms,虚警概率不超过0.003,达到预期指标。

梁东[3](2021)在《时分数据调制信号的模糊消除捕获方法研究》文中研究表明扩频通信技术作为具有巨大商业价值和军用价值的信息传输技术,兼备抗干扰性强、低截获率、保密性好、便于随机接入和易于实现码分多址的特点,成为世界各国的研究热点。随着扩频通信技术跨领域技术融合的不断发展,使得无线传输频段资源越来越紧张,频段内干扰越来越严重,进而导致信号的抗干扰性降低,保密性变差。在这种情况下,新一代扩频调制信号的研究就变得尤为重要。新一代扩频调制信号除了其扩频伪码从短周期向长周期、非周期的方向转变外,调制方式也发生了重要变革。在传统调制方式基础上,为更好的提高扩频通信质量,提高抗欺骗、抗模仿能力,在不影响频段共享的前提下,增加了二进制偏移载波调制、改进的二进制偏移载波调制和时分数据调制(Time Division Data Modulation,TDDM)等调制方式,其中时分数据调制方式凭借独特的时分结构,提高了信号传输的保密性,并且改善了信号的捕获精度,大大提高了扩频调制信号适应复杂环境的能力,但与此同时由基带数据翻转特性引发的翻转位置模糊问题也为接收端正确恢复出基带数据带来了新的挑战。因此,本文主要针对时分数据调制信号的模糊消除捕获方法进行研究。本文在研究新一代扩频调制信号的基础上,针对TDDM信号特有的调制方式采用传统捕获方法带来的捕获困难及不适用性问题,深入研究TDDM信号的产生机理、相关特性和频谱特性,重点研究TDDM信号捕获机理。基于TDDM信号基带数据翻转特性,在现有TDDM信号捕获方法基础上,结合高效扩频调制信号捕获方法,从消除基带数据翻转位置模糊角度出发,对TDDM信号捕获过程中的模糊问题进行深入研究,并提出模糊消除捕获方法。其中,针对TDDM信号捕获过程中出现的基带数据翻转位置模糊问题,提出一种N-χ系数捕获判决方法。该方法基于基带数据翻转位置与并行处理中相关结果的线性关系建立系数判决式,通过对当前累积时间进行分段并测得每段区间内系数的平均值进而得出基带数据翻转的具体位置,有效解决了基带数据翻转位置的不确定性问题。进一步,针对TDDM信号捕获过程中出现的基带数据翻转位置在累积时间边缘时刻的模糊问题,提出一种多通道捕获判决方法。该方法在双通道捕获判决方法的基础上,引入其他通道,弥补了双通道捕获判决方法在累积时间边缘时刻消除模糊的不足,达到了消除基带数据翻转位置模糊的目的。在理论推导和方法描述的基础上,对N-χ系数捕获判决方法和多通道捕获判决方法进行仿真分析,仿真结果表明本文提出的两种新方法有效地消除了TDDM信号捕获过程中的基带数据翻转位置模糊问题,同时具有良好的有效性和先进性。

牟琳[4](2021)在《基于DSSS的多维信息传输方法研究》文中进行了进一步梳理在现代化通信领域中,扩频通信系统作为一种拥有更好的隐蔽性、可靠性与抗干扰性能的通信方式在通信领域中受到了大量关注,当待传输的信息很大且扩频伪码序列速率较低时,信息的传输保密性较低,传输误码率较高。为了提高信息的传输速率,增强系统的保密性,从传统的直接序列扩频系统出发,结合多进制扩频原理,提出了基于传统直接序列扩频系统的二维信息星座旋转映射传输方法与三维信息映射传输方法。在二维信息星座旋转映射传输方法中,将待传输信息看做一维信息,在其基础上附加待传输的第二维信息,利用二维信息通过星座旋转映射关系模型获得映射信息,进而选择扩频伪码序列,伪码与一维信息扩频实现一维信息与二维信息的同时传输。在接收端建立星座旋转反映射关系模型,利用相关后得到的扩频伪码通道数解析二维信息,扩频伪码与解调信号进行解扩实现一维信息的接收。在三维信息映射传输方法的中,附加待传输的第三维信息,在发送端建立三维信息映射关系模型,基于二维信息星座旋转映射传输方法选择扩频伪码序列,利用三维信息映射关系模型对伪码进行映射处理。根据三维信息映射伪码部分码元,实现扩频伪码的映射,使得伪码序列中携带了二维信息与三维信息。在接收端建立三维信息反映射关系模型,根据接收端的峰均比解析三维信息,利用三维信息映射伪码,扩频伪码与解调信号进行解扩得到一维信息。实现了一维信息、二维信息与三维信息的同时传输,获得了更高的信息传输速率与更高的隐蔽性能。对二维信息星座旋转映射传输方法与三维信息映射传输方法的发送端与接收端进行仿真测试,并重点围绕接收端的相关通道与误码性能进行仿真。结果表明二维信息星座旋转映射传输方法与三维信息映射传输方法的误码性能要优于传统的直接序列扩频方法,并具备更高的信息传输速率与保密性能。

刘兵[5](2021)在《基于空时处理的水声扩频通信技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,人类对海洋越发重视,不断加大对海洋的研究力度,水声通信即为探索海洋的一种重要手段。水声通信是海洋中信息传输的有效方式,然而,海洋环境干扰严重,信道极为复杂,致使水声通信难度较大。本文致力于研究一种水声通信方法,以实现水下信息的有效可靠传输。扩频通信技术具有良好的抗干扰性能,能够保证复杂环境下的可靠通信,因而常用于水声通信中。本文研究水声扩频通信技术,由扩频通信的原理入手,介绍扩频通信的基本理论及常用的扩频序列。对直接序列扩频通信系统进行分析,针对直接序列扩频通信效率低这一问题,介绍了三种提高通信速率的改进扩频方式。通过仿真验证了水声扩频通信系统的性能优势,分析了扩频调制方式、扩频序列等因素对水声扩频通信系统性能的影响。水声信道典型的多径结构会使接收信号存在时延扩展和角度扩展。在水声通信系统中,信号源发射的声信号会沿不同路径到达接收端,而这些多径信号具有不同的传播时延和波达方向,因此接收信号可看作是几个空时簇的叠加。考虑在接收端使用线列阵接收信号,研究适用于不同信号的波达方向估计技术及不同处理域上的波束形成方法,分析各算法的适用条件和性能,进而选取合适的算法用于获取接收信号的空时分簇特性。本文的重点在于研究一种基于空时处理的水声扩频通信系统,在接收端采用线列阵接收信号,设计一个空时处理器用来提取及合并接收信号的空时簇,既获得空间增益又获得时间增益,以降低系统对输入信噪比的要求,使通信系统在较为恶劣的水声环境中依旧保证鲁棒性。本文对所提出的通信系统进行了仿真,与其他接收方式下的水声扩频通信系统相比,分析并验证了该系统的高可靠性。最后针对研究内容开展水池实验,分析不同调制方式下及不同接收方式下的水声通信系统性能,得到的规律与理论及仿真相符,验证了基于空时处理的水声扩频通信系统的可行性。

杨璐[6](2020)在《多载波水声扩频通信技术研究》文中研究指明人类对浩瀚海洋的深入探索和利用推动了水声通信扩频技术的蓬勃发展,水声扩频通信技术作为一种挖掘海洋世界的有效手段,成为海洋科研中的热点之一。隐蔽性高和抗干扰能力强是扩频通信技术的优势,它可以克服恶劣的信道条件,在低信噪比下实现可靠的信息传输。尽管具有高可靠性,但是传统扩频通信系统能够容纳的用户数受限且通信速率低。多载波调制技术的频谱利用率高,并且对于频率选择性衰落导致的多符号间串扰和多途干扰具有很强的抵抗力,将多载波技术与扩频技术相结合,可以发挥两种技术各自的优点,弥补彼此的缺点。本文首先介绍了多载波扩频通信的基本原理及关键技术,对扩频序列的生成器原理、序列特点和相关特性进行了较为详细的介绍与讨论。继而,搭建了基于均衡技术的水声扩频通信系统。由于水声信道的复杂多变,需要选取合适的算法进行信道估计,从而确定均衡器的结构。针对单载波水声扩频系统,本文分别对最小均方(LMS)自适应均衡、迫零(ZF)均衡、最小均方误差(MMSE)均衡进行研究,并给出仿真结果以及水池实验结果。接下来,对多载波CDMA技术进行研究,仿真分析了MC-CDMA、MC-DS-CDMA及MT-CDMA的系统性能。然后对时域多载波扩频通信系统性能进行分析。对实际水声信道进行分析和建模,继而对时域多载波扩频通信系统从频谱交叠、多径效应和多普勒效应依次展开分析。最后对水声时域多载波频域自适应均衡技术进行研究,分别研究了LMS算法、递归最小二乘(RLS)算法以及归一化最小均方(NLMS)算法,并进行仿真,最后进行水池实验,对三种算法性能进行验证。通过仿真和实验验证,LMS算法实现简单,但是收敛性差,且其收敛性受收敛步长(u)影响,随着u增大收敛速度增大,但是其收敛后的误差也随之增大,而RLS算法则有着很好的收敛性,但是其实现过于复杂,NLMS的性能则介于二者之间,既有较好的收敛性,实现也比LMS更加简单,同时也对比了三种算法与MMSE算法的BER性能,从中可以看出RLS的BER性能最好,NLMS算法性能次之,然后是LMS算法,MMSE算法性能最差。在选择均衡器时应综合考虑均衡算法带来的硬件实现成本和性能改善。

张航[7](2020)在《基于QPSK调制的扩频通信技术及其FPGA实现》文中认为扩展频谱通信是现代通信技术研究中的一个重要方向,也是应用极广的一种通信手段,在卫星通信、军事通信、移动通信占据了举足轻重的地位。扩频通信优良的抗干扰能力以及防窃听能力,能够满足现代通信对于保密性和抗干扰的要求。而数字调制解调技术是现代通信中的核心技术之一,其中QPSK调制由于其频带利用率高和抗干扰能力强的优势得到了广泛应用。软件无线电技术飞速发展,使用可编程的FPGA替代传统的硬件设备,大大降低了成本,提高了系统的通用性,因此本文研究直接序列扩频通信系统设计方法及其FPGA实现具有重要意义。本文首先研究扩频解扩方法和DQPSK调制解调方法的基本理论,主要包括伪码同步中捕获与跟踪的原理,以及QPSK调制解调的原理。本文设计的直扩系统发射端由码变换模块、差分编码模块、成形滤波以及载波调制等组成;接收端包括数字下变频、载波同步、伪码同步以及位定时同步环路等环路。以此为基础,本文详细介绍了各个模块设计原理和FPGA实现方案,重点研究直扩系统中伪码同步环路和QPSK解调算法的设计方案。本文采用了序列相位搜索法和延迟锁定环组成伪码同步环路;解调部分采用了基于Costas环的相干解调算法。对直扩信号的调制和解调判决中各个模块进行原理仿真的基础上,在Vivado中进行各个模块的FPGA功能设计并进行仿真验证。最后,本文在Xilinx Zynq-7000系列FPGA芯片上对算法进行了验证,将数据进行调制后,利用本文设计的FPGA程序对数据进行解调并分析。最终测试结果表明,本系统能够可靠有效地完成数据的收发任务,并且大大提高了系统的抗干扰能力。

于凯[8](2020)在《基于FPGA的直扩通信系统中伪码同步技术的研究》文中研究表明扩频通信(Spread Spectrum Communication,SSC)是一种信息处理传输技术。在信息时代,扩频通信技术因具有保密性强、抗干扰性强、可码分多址等优良的性能,在军事、民事、和商业等领域得到了非常广泛的运用。随着FPGA技术在无线通信系统领域中不断地应用与发展,扩频通信技术与FPGA技术有了结合的机会,并在无线通信行业中体现出了极大优势。与常规的窄带通信系统相比,扩频通信系统有着独特的优势,但其硬件设计和软件设计更为复杂,并且要想准确的将原始信息恢复出来,其实现条件也更为苛刻。信号接收端除了常规通信系统的操作外,还需使用与发端扩频调制时一样的伪随机序列进行相关处理,并且只有当接收端的本地伪码相位同接收扩频码的相位一致时,才能保证准确的将原始信息解扩出来。直扩通信系统(Direct Sequence Spread Spectrum Communication System,DSSS)是最常用的扩频通信系统之一。为了能够不断提高直扩通信系统传递信息的性能,如何实现以及保证本地伪码相位与接收扩频码相位的一致一直是研究的重点。同时也是本文主要的研究部分。首先,本文对扩频技术的发展和伪码同步技术的国内外发展现状作了阐述,指出了本文的研究意义和研究内容。介绍了扩频通信系统的理论基础和优良的性能,并重点介绍了直接序列扩频系统的原理以及作为扩频伪码的伪随机序列的产生以及其优良的特性。对几种常用的伪随机序列及其性质进行了介绍,并详细地介绍了伪码同步的原理和相关技术,其包括滑动相关法、匹配滤波器捕获法、延迟锁相跟踪环等。随后,借鉴了滑动相关法的概念和匹配滤波捕获法的思想,给出了基于延迟锁相环实现伪码捕获与跟踪的整体设计方案。选择Xilinx公司的Zynq-7000系列的FPGA开发板作为硬件开发平台,在Vivado环境中使用Verilog语言编写和实现了伪码同步的功能代码,完成了伪码同步的FPGA设计与实现。在基于延迟锁相环实现伪码同步的过程中,通过对信号的截取、差频采样以及相位误差提取模块的优化设计,减小了相关计算量并且节省了系统的反馈时间。最后,通过测试,成功实现了伪码的同步以及恢复了原始信息,验证了基于延迟锁相环实现伪码同步的方法的可行性。并针对弱信号中存在的伪码捕获虚警现象,利用随机共振(Stochastic Resonance,SR)系统对相关信号的处理增益对本文中伪码的捕获过程进行了改进。仿真结果显示,伪码捕获在改进后的正确检测概率比改进前提高了大约16%,且在噪声较强的环境下效果更明显。

胡传君[9](2020)在《基于Matlab/STK的GPS/BDS双模卫星导航实验系统设计与实现》文中认为卫星导航系统在无人驾驶、农机导航、灾害监测、公共交通和救援等领域得到广泛应用,在军民用都已经形成庞大的产业链。随着我国自主研发的北斗三号卫星导航系统的逐步建成,卫星导航及其应用已经成为相应领域的研究热点。同时,部分理论和技术已经成熟并成为范式,在一些高校的通信工程本科专业,卫星导航已经成为一门专业课程。该课程具有理论与实践紧密结合,理论抽象,公式推导复杂,计算量大,初学者难以上手等特点。而在课程实际教学过程中通常受到实验硬件条件有限、教学课时不足等因素的影响,学生无法通过实验实操获得感知理解相应技术的机会,造成学生知识掌握不够深刻,最终使教学效果大打折扣。针对这一现状,本文以Matlab和STK(Satellite Tool Kit)为工具,以原理展示性强、操作简单、交互灵活、层次递进为实验构造理念,结合基础性理论知识的特点和初始阶段学生需要掌握的知识框架进行实验设计。最终,本文以纯软件的形式,实现了一系列具有很强课程重点难点知识典型性和实践性的GPS(Global Positioning System)/BDS(BeiDou Navigation Satellite System)双模卫星导航实验,适用于卫星导航课程的实验教学:(1)从卫星信号传输原理的角度设立扩频通信仿真实验,产生了m序列、gold序列、正交gold序列三种扩频码,展示分析了三种扩频码的自互相关特性,对整个扩频通信过程中的调制信息产生、扩频、调制、解调、解扩进行了逐步演示;(2)从卫星信号生成与传输原理的角度设立GPS C/A码仿真实验,生成了模拟导航电文、C/A码、L1载波,以及相应的扩频、调制、加入噪声等过程;(3)从卫星信号生成与传输原理的角度设立BDS伪随机码仿真实验,实现了生成导航电文、产生伪随机码、扩频调制、产生载波、载波调制、加高斯白噪声等过程;(4)从卫星信号接收原理的角度设立GPS C/A码捕获实验,对传统捕获法和并行码相位搜索法进行了仿真验证,直观显示捕获结果,对这两种算法分别在捕获时长、载波频率、码相位和多普勒频移等方面进行对比分析;(5)将全体GPS导航卫星视为一个整体,设立GPS星座仿真实验,对GPS星座进行仿真,设计了导航星座的可视化仿真平台,建立了星座场景,并对GPS导航星座的可见性、精度因子,针对单一目标或区域的覆盖性等特性进行分析;(6)将全体BDS导航卫星视作一个整体,设立BDS星座仿真实验,对BDS星座进行仿真,设计了导航星座的可视化仿真平台,建立了星座场景,并对BDS导航星座的可见性、精度因子,针对单一目标或区域的覆盖性等特性进行分析。这一系列实验涵盖了卫星导航信号的产生、传输、接收过程和卫星导航系统的导航星座,将理论知识由浅入深地系统组合起来。通过测试,各实验过程均能够正确运行、实现。纯软件的实验形式也极大地降低了实验成本,有利于卫星导航课程实验的普及。教学中师生操作仿真实验平台进行实验,可以自设初始条件、修改变量参数,随时查看系统中的输入输出图形,获取相关结果以及各种性能指标,在操作中使抽象的理论知识具体化。这使学生们获得了直观的感受,激发了学生学习的兴趣和动力,达到了本课程实验的目的。

付康[10](2020)在《多系统多频卫星导航模拟器的硬件设计与实现》文中研究表明随着通信技术的发展,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)在各个领域中发挥着重要的作用,已经成为衡量科学技术的重要指标,所以研究多系统多频卫星导航模拟器就显得非常重要。多系统多频卫星导航模拟器可以提供任意时间的位置坐标,也可以生成各种复杂环境下的高精度和高动态的模拟卫星信号,同时对我国的北斗全球组网的建设能够提供一定借鉴作用。本论文以多系统多频卫星导航模拟器的设计与实现为主题,首先通过分析GPS、BDS、GLONASS和Galileo四大卫星导航系统的信号体制,深入研究多系统多频卫星导航模拟器的直接频率合成、扩频通信、多普勒算法模拟原理、导航系统时间同步以及基带板间数据同步与传输等关键技术。提出一种基带板间数据同步与传输技术,既保证基带板之间的稳定通信,又解决了在单块基带板上模拟卫星信号资源不足的问题。接着,设计多系统多频卫星导航模拟器的总体方案,介绍基带信号板的关键电路设计,详细介绍FPGA软件设计中的模拟器系统时间基准及RTC时序控制、数字中频信号生成和EMIF通信模块的设计,并对系统的各个模块进行仿真验证;最后阐述DSP运行流程,其中详细地介绍卫星位置的实时计算、可见卫星的实时判断以及伪距的实时计算。最终,本文在DSP+FPGA架构的两块基带信号板上实现多系统多频卫星导航模拟器。本系统通过频谱仪测试各系统的中频信号,接着使用和芯星通的商业接收机UM220对设计的系统进行功能和稳定性测试,再根据定位结果,分析验证系统的正确性。最后对BDS B1C频点和Galileo E1频点进行捕获测试,验证这两个频点的正确性。

二、扩频通信与扩频调制技术(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、扩频通信与扩频调制技术(论文提纲范文)

(1)混合跳扩频通信系统关键技术研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 扩频技术发展概述
        1.2.2 载波信号发生器研究现状
        1.2.3 混合跳扩频信号跟踪同步研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及章节安排
第二章 混合跳扩频通信系统基本原理
    2.1 扩频技术基础理论
    2.2 直接序列扩频通信
    2.3 跳频扩频通信
    2.4 混合跳扩频通信系统
    2.5 系统参数指标与仿真开发环境
    2.6 本章小结
第三章 系统发送端关键技术的研究与实现
    3.1 系统发送端关键组成部分
    3.2 信息组帧与卷积+RS级联编码
    3.3 直接序列扩频技术
        3.3.1 伪随机序列码及其特性
        3.3.2 伪随机序列的产生
        3.3.3 直接序列扩频调制
    3.4 快速跳频扩频技术
        3.4.1 DDS基本原理
        3.4.2 并行DDS基本原理
        3.4.3 双向多路快速跳频载波的产生
        3.4.4 快跳频载波发生器性能分析
    3.5 本章小结
第四章 系统接收端关键技术的研究与实现
    4.1 系统接收端关键组成部分
    4.2 混合跳扩频通信系统接收端捕获技术
        4.2.1 快速跳频信号捕获方案
        4.2.2 直接序列扩频捕获方案
        4.2.3 混合跳扩频信号捕获设计与实现
    4.3 早迟门位同步环
    4.4 系统误差概括与分析
    4.5 一种基于CORDIC算法的混合跳扩频跟踪同步方法
        4.5.1 CORDIC算法基本原理
        4.5.2 系统误差映射处理
        4.5.3 二维旋转误差补偿
        4.5.4 补偿结果分析
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 下一步工作的建议与展望
参考文献
攻读学位期间取得的科研成果
致谢

(2)高动态直接序列扩频通信系统关键算法研究与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外发展现状
    1.3 本文的内容结构及写作安排
第二章 直接序列扩频通信原理介绍
    2.1 扩频通信系统介绍
        2.1.1 扩频通信系统的理论基础
        2.1.2 扩频通信系统的性能指标
        2.1.2.1 处理增益
        2.1.2.2 干扰容限
        2.1.3 扩频系统的特点
        2.1.4 扩频系统的分类
    2.2 伪随机码的特点
        2.2.1 m序列的产生
        2.2.2 m序列的特点
    2.3 直接序列扩频基本原理
        2.3.1 直接序列扩频通信系统架构
        2.3.2 直接序列扩频通信抗干扰能力
    2.4 码间抗干扰技术
        2.4.1 基带传输系统
        2.4.2 码间干扰及消除方法
        2.4.3 成形滤波器
        2.4.3.1 升余弦脉冲滤波器
        2.4.3.2 平方根升余弦脉冲滤波器
    2.5 本章小结
第三章 高动态直接序列扩频接收机关键算法研究
    3.1 概述
    3.2 多普勒频移对接收机的影响
    3.3 高动态直接序列扩频捕获算法研究
        3.3.1 线性搜索算法
        3.3.2 并行搜索算法
        3.3.2.1 并行频率搜索
        3.3.2.2 并行伪码相位搜索
        3.3.3 传统捕获方法总结
        3.3.4 基于PMF-FFT的捕获方法
        3.3.4.1 数字部分匹配滤波器
        3.3.4.2 PMF-FFT捕获算法原理
    3.4 高动态直接序列扩频跟踪原理介绍
    3.5 本章小结
第四章 高动态捕获模块的FPGA设计与仿真验证
    4.1 设计方案
        4.1.1 FPGA简介
        4.1.2 FPGA选型
        4.1.3 设计中使用软件
    4.2 测试模块设计
        4.2.1 信息数据的产生
        4.2.2 m序列发生器
        4.2.3 扩频编码方式
        4.2.4 成形滤波器设计
        4.2.5 模拟高动态载波的生成
    4.3 基于PMF-FFT的捕获模块设计
        4.3.1 下变频与基带滤波器设计
        4.3.2 部分匹配滤波器的设计
        4.3.3 FFT模块仿真测试
        4.3.4 捕获门限的确定
        4.3.5 整个捕获系统的设计总结
    4.4 高动态下捕获模块性能参数总结
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文的贡献及总结
    5.2 下一步的工作计划
致谢
参考文献
附录
    附录A 主要FPGA设计程序及其说明
        A.1 设计顶层模块
        A.2 扩频调制模块
        A.3 解扩频模块
        A.4 m序列产生模块
        A.5 部分匹配滤波与FFT捕获模块
        A.6 峰值判决模块
在学期间取得的与学位论文相关的研究成果

(3)时分数据调制信号的模糊消除捕获方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究发展现状
        1.2.1 扩频调制信号捕获方法
        1.2.2 时分数据调制信号捕获方法
    1.3 论文结构安排
第2章 TDDM信号的产生机理及相关特性研究
    2.1 BOC及其衍生调制方式
    2.2 TDDM信号的产生机理
    2.3 TDDM信号的相关特性
    2.4 本章小结
第3章 TDDM信号的捕获机理
    3.1 扩频调制信号捕获方法
        3.1.1 时频二维并行搜索捕获方法
        3.1.2 基于数据处理捕获方法
    3.2 TDDM信号时域模糊分析
    3.3 TDDM信号捕获方法
        3.3.1 TDDM信号的双通道并行捕获方法
        3.3.2 TDDM信号的时域模糊抑制捕获方法
    3.4 本章小结
第4章 TDDM信号的N-χ系数捕获判决方法研究
    4.1 N-χ系数捕获判决方法的提出
    4.2 N-χ系数捕获判决方法的原理
    4.3 N-χ系数捕获判决方法的实现
    4.4 仿真与分析
    4.5 本章小结
第5章 TDDM信号的多通道捕获判决方法研究
    5.1 多通道捕获判决方法的提出
    5.2 多通道捕获判决方法的原理
    5.3 多通道捕获判决方法的实现
    5.4 仿真与分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢

(4)基于DSSS的多维信息传输方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 扩频系统发展现状
        1.2.2 多进制扩频通信技术发展现状
    1.3 论文主要内容
第2章 传统DSSS通信机理的研究
    2.1 传统DSSS通信技术的概况
    2.2 传统DSSS信号的基本原理
    2.3 伪随机编码理论
        2.3.1 m序列的组成与特性
        2.3.2 m序列的功率谱密度函数
    2.4 本章小结
第3章 2D-CRM传输方法
    3.1 基本思想
    3.2 2D-CRM传输方法发送端
        3.2.1 2D-CRM传输方法信号产生原理
        3.2.2 2D-CRM传输方法映射关系模型
    3.3 2D-CRM传输方法接收端
        3.3.1 2D-CRM传输方法信号接收原理
        3.3.2 2D-CRM传输方法反映射关系模型
    3.4 本章小结
第4章 3D-IM传输方法
    4.1 基本思想
    4.2 3D-IM传输方法发送端
        4.2.1 3D-IM传输方法信号产生原理
        4.2.2 3D-IM传输方法映射关系模型
    4.3 3D-IM传输方法接收端
        4.3.1 3D-IM传输方法信号接收原理
        4.3.2 3D-IM传输方法反映射关系模型
    4.4 本章小结
第5章 仿真分析与验证
    5.1 2D-CRM传输方法与3D-IM传输方法的发送端仿真
        5.1.1 2D-CRM传输方法的发送端仿真
        5.1.2 3D-IM传输方法的发送端仿真
        5.1.3 信息传输速率分析
    5.2 2D-CRM传输方法与3D-IM传输方法的接收端仿真
        5.2.1 2D-CRM传输方法的接收端仿真
        5.2.2 3D-IM传输方法的接收端仿真
        5.2.3 信息传输误码率分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢

(5)基于空时处理的水声扩频通信技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 立题背景和意义
    1.2 国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果
        1.2.1 水声通信
        1.2.2 水声扩频通信
        1.2.3 水声信道
        1.2.4 阵列信号处理
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 水声扩频通信系统
    2.1 扩频通信基本原理
        2.1.1 扩频通信理论基础
        2.1.2 扩频序列
    2.2 DSSS通信系统
        2.2.1 DSSS通信原理
        2.2.2 DSSS系统的信号分析
    2.3 改进的扩频方式
        2.3.1 M元扩频
        2.3.2 CSK扩频
        2.3.3 M元CSK扩频
    2.4 水声扩频通信系统性能仿真分析
    2.5 本章小结
第3章 阵列接收下的信号处理技术
    3.1 前提及假设
    3.2 DOA估计
        3.2.1 MUSIC法
        3.2.2 改进的MUSIC法
        3.2.3 空间平滑算法
        3.2.4 非相干信号子空间法
        3.2.5 适用于宽带相干信号的DOA估计算法
    3.3 波束形成
        3.3.1 时域波束形成
        3.3.2 频域波束形成
    3.4 算法仿真及性能分析
    3.5 本章小结
第4章 基于空时处理的水声扩频通信系统
    4.1 系统模型
    4.2 脉冲成型
    4.3 空时处理器
    4.4 RAKE接收技术
    4.5 性能仿真
    4.6 本章小结
第5章 水池实验
    5.1 实验概况
    5.2 不同调制方式下的通信系统性能分析
    5.3 不同接收方式下的通信系统性能分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(6)多载波水声扩频通信技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 立题背景和意义
    1.2 水声信道的特征及研究现状
    1.3 水声通信以及水声扩频通信技术研究现状
    1.4 多载波扩频通信研究现状
    1.5 本文所研究的主要内容
第2章 扩频通信的基本原理
    2.1 扩频通信及多载波调制的理论基础
        2.1.1 扩频通信理论基础
        2.1.2 多载波调制技术
        2.1.3 正交多载波技术在水声扩频中的优势
    2.2 扩频序列
        2.2.1 巴克码序列
        2.2.2 m序列
        2.2.3 Gold序列
        2.2.4 扩频序列的选择
    2.3 本章小结
第3章 水声单载波扩频均衡技术研究
    3.1 均衡理论和算法
        3.1.1 均衡原理及分类
        3.1.2 线性均衡
        3.1.3 判决反馈均衡
        3.1.4 自适应均衡
    3.2 单载波扩频均衡技术研究
        3.2.1 时域均衡算法分析及仿真
        3.2.2 频域均衡算法分析及仿真
    3.3 水池实验分析
        3.3.1 水池实验概况
        3.3.2 单载波BPSK通信系统水池实验
    3.4 本章小结
第4章 多载波水声扩频通信系统性能分析
    4.1 多载波CDMA技术
        4.1.1 MC-CDMA
        4.1.2 正交MC-DS-CDMA
        4.1.3 MT-CDMA
        4.1.4 MC-CDMA与正交MC-DS-CDMA系统性能对比分析
    4.2 水声广义多载波扩频
    4.3 多径对时域多载波扩频系统性能影响分析
        4.3.1 水声多径信道特性
        4.3.2 水声多径信道下的系统性能
    4.4 多普勒效应对多载波扩频系统性能影响分析
        4.4.1 多普勒效应建模
        4.4.2 多普勒频移对系统性能的影响
    4.5 频谱交叠对多载波扩频系统性能分析
    4.6 本章小结
第5章 时域多载波水声扩频通信系统自适应均衡算法
    5.1 自适应均衡技术
        5.1.1 LMS自适应均衡技术
        5.1.2 RLS自适应均衡技术
        5.1.3 NLMS自适应均衡技术
    5.2 水池试验分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢

(7)基于QPSK调制的扩频通信技术及其FPGA实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源和研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 扩频通信技术研究现状
        1.2.2 软件无线电技术研究现状
        1.2.3 QPSK调制解调技术研究现状
        1.2.4 FPGA的发展和应用
    1.3 主要研究内容及论文结构
第2章 扩频通信的理论基础
    2.1 扩频通信系统的基本原理
    2.2 扩频通信系统的特点
    2.3 直接序列扩频数学模型
    2.4 m序列的原理
    2.5 本章小结
第3章 扩频通信系统发射端信号生成
    3.1 扩频调制原理
        3.1.1 QPSK调制原理
        3.1.2 差分编码解码
        3.1.3 成形滤波原理
    3.2 扩频调制仿真
    3.3 扩频调制FPGA设计
        3.3.1 码变换模块
        3.3.2 成形滤波模块
        3.3.3 数字上变频模块设计
    3.4 本章小结
第4章 扩频系统接收端信号解调设计与实现
    4.1 数字下变频模块设计
    4.2 直扩信号解扩方案设计
        4.2.1 序列相位搜索法原理
        4.2.2 延迟锁定跟踪环路设计
    4.3 载波同步和伪码同步联合同步
        4.3.1 载波同步环路设计
        4.3.2 载波与伪码联合同步环路设计
        4.3.3 伪码同步环路的FPGA实现
        4.3.4 联合同步环路FPGA模块设计
    4.4 本章小结
第5章 系统调试及功能验证
    5.1 系统测试方案
    5.2 测试结果与分析
        5.2.1 扩频调制信号生成验证
        5.2.2 直扩系统解扩解调验证
        5.2.3 EVM测试
    5.3 误码率分析
    5.4 资源占用率分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(8)基于FPGA的直扩通信系统中伪码同步技术的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及现状
        1.1.1 扩频通信概述
        1.1.2 扩频通信技术的发展
        1.1.3 伪码同步技术的发展与现状
    1.2 本文的研究意义
    1.3 本文的主要研究内容和章节安排
第二章 扩频通信系统的基本原理
    2.1 扩频通信理论基础
    2.2 扩频通信系统的性能指标
    2.3 扩频通信系统的分类及特点
        2.3.1 扩频通信系统的分类
        2.3.2 扩频通信系统的特点
    2.4 直接序列扩频通信系统
        2.4.1 直接序列扩频通信系统原理
        2.4.2 扩频信号的频谱分析
    2.5 载波调制与解调技术
    2.6 伪随机序列
        2.6.1 概述
        2.6.2 伪随机序列及其特性
        2.6.3 伪码的产生
        2.6.4 m序列的特性
    2.7 本章小节
第三章 伪码同步方法及整体方案
    3.1 伪码捕获技术
        3.1.1 伪码捕获原理
        3.1.2 滑动相关法
        3.1.3 匹配滤波器捕获法
        3.1.4 FFT快速捕获法
    3.2 伪码跟踪技术
        3.2.1 伪码跟踪原理
        3.2.2 锁相环技术
        3.2.3 延迟锁相环跟踪法
        3.2.4 τ摆动跟踪法
    3.3 伪码同步的整体方案
    3.4 本章小节
第四章 伪码捕获与跟踪的FPGA实现
    4.1 硬件环境
    4.2 主要功能模块
    4.3 伪码的捕获
    4.4 伪码的跟踪
    4.5 捕获算法的改进
    4.6 本章小节
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的科研成果

(9)基于Matlab/STK的GPS/BDS双模卫星导航实验系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究工作
    1.4 本文章节安排
第2章 实验总体设计
    2.1 实验设计原则
    2.2 实验结构设计
    2.3 实验安排
    2.4 实验平台设计
    2.5 本章小结
第3章 卫星导航基础实验
    3.1 扩频通信仿真实验
        3.1.1 扩频通信原理
        3.1.2 扩频通信系统结构
        3.1.3 扩频码及其实现
        3.1.4 实验界面与功能
        3.1.5 结果分析
    3.2 GPSC/A码仿真实验
        3.2.1 GPS信号组成
        3.2.2 C/A码产生原理及实现
        3.2.3 L1载波与信道噪声产生
        3.2.4 实验界面与功能
        3.2.5 结果分析
    3.3 BDS伪随机码仿真实验
        3.3.1 BDS信号组成
        3.3.2 BDS伪随机码生成
        3.3.3 实验界面与功能
        3.3.4 结果分析
    3.4 本章小结
第4章 GPSC/A码捕获实验
    4.1 GPS卫星信号捕获的考虑
    4.2 GPS卫星信号的捕获方法
        4.2.1 传统捕获法
        4.2.2 并行码相位搜索法
    4.3 实验界面与功能
    4.4 操作演示与结果分析
    4.5 本章小结
第5章 导航星座仿真实验
    5.1 导航卫星星座
        5.1.1 卫星轨道参数
        5.1.2 卫星星座分类
        5.1.3 卫星可见性
        5.1.4 精度因子
        5.1.5 卫星覆盖性
    5.2 GPS星座仿真实验
        5.2.1 GPS星座简介
        5.2.2 Matlab与 STK互联设置
        5.2.3 实验界面与功能
        5.2.4 操作流程与结果分析
    5.3 BDS星座仿真实验
        5.3.1 BDS导航星座
        5.3.2 实验界面与功能
        5.3.3 操作流程与结果分析
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来展望
参考文献
攻读硕士学位期间的科研成果
致谢

(10)多系统多频卫星导航模拟器的硬件设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 课题研究背景及意义
    §1.2 国内外研究现状
    §1.3 论文主要研究内容及结构安排
第二章 卫星信号体制及生成原理
    §2.1 GPS卫星信号体制
        §2.1.1 GPS信号结构
        §2.1.2 GPS信号测距码
        §2.1.3 GPS卫星导航电文
    §2.2 BDS卫星信号体制
        §2.2.1 BDS B1I信号结构
        §2.2.2 BDS B1I测距码
        §2.2.3 BDS B1I导航电文
    §2.3 GLONASS卫星信号体制
        §2.3.1GLONASS信号结构
        §2.3.2GLONASS信号测距码
        §2.3.3GLONASS信号导航电文
    §2.4 Galileo卫星信号体制
        §2.4.1Galileo信号结构
        §2.4.2Galileo测距码
        §2.4.3Galileo导航电文
    §2.5 本章小结
第三章 多系统多频卫星导航模拟器的关键技术
    §3.1 扩频通信技术
    §3.2 直接频率合成技术
        §3.2.1 直接频率合成工作原理
        §3.2.2 直接频率合成器结构
    §3.3 多普勒算法模拟原理
        §3.3.1 载波相位模拟技术
        §3.3.2 测距码相位模拟技术
    §3.4 导航系统时间同步技术
        §3.4.1 时间系统
        §3.4.2 GPS/BDS/GLONASS/Galileo时间同步
    §3.5 基带板间数据同步与传输技术
        §3.5.1 源同步接口传输模型
        §3.5.2 跨时钟域数据传输
    §3.6 本章小结
第四章 多系统多频卫星导航模拟器的总体设计
    §4.1 系统总体设计
    §4.2 基带信号板的硬件电路设计
        §4.2.1 FPGA基带板电路设计
        §4.2.2 DSP核心板电路设计
    §4.3 FPGA模块设计
        §4.3.1 模拟器系统时基及RTC时序设计
        §4.3.2 FPGA数字基带信号生成
        §4.3.3 数据通信模块设计
    §4.4 DSP模块设计
        §4.4.1 DSP整体运算流程
        §4.4.2 卫星实时位置计算
        §4.4.3 实时可见卫星判断
        §4.4.4 实时伪距的计算
    §4.5 本章小结
第五章 多系统多频卫星导航模拟器开发平台及验证
    §5.1 模拟器软硬件开发平台
        §5.1.1 硬件开发平台
        §5.1.2 软件开发平台
    §5.2 模拟器性能测试分析
        §5.2.1 模拟器测试平台
        §5.2.2 信号的闭环测试
        §5.2.3 定位测试分析
        §5.2.4 BDS B1C和Galileo E1的中频信号测试分析
    §5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    §6.1 论文总结
    §6.2 研究展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究结果

四、扩频通信与扩频调制技术(论文参考文献)

  • [1]混合跳扩频通信系统关键技术研究与实现[D]. 王涛. 河北大学, 2021(09)
  • [2]高动态直接序列扩频通信系统关键算法研究与实现[D]. 陈诚. 电子科技大学, 2021(01)
  • [3]时分数据调制信号的模糊消除捕获方法研究[D]. 梁东. 沈阳理工大学, 2021(01)
  • [4]基于DSSS的多维信息传输方法研究[D]. 牟琳. 沈阳理工大学, 2021(01)
  • [5]基于空时处理的水声扩频通信技术研究[D]. 刘兵. 哈尔滨工程大学, 2021
  • [6]多载波水声扩频通信技术研究[D]. 杨璐. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
  • [7]基于QPSK调制的扩频通信技术及其FPGA实现[D]. 张航. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [8]基于FPGA的直扩通信系统中伪码同步技术的研究[D]. 于凯. 河北大学, 2020(08)
  • [9]基于Matlab/STK的GPS/BDS双模卫星导航实验系统设计与实现[D]. 胡传君. 广西师范大学, 2020(02)
  • [10]多系统多频卫星导航模拟器的硬件设计与实现[D]. 付康. 桂林电子科技大学, 2020(02)

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扩频通信和扩频调制技术
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