cdma擴(kuò)頻通信中的同步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

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1、中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱：CDMA擴(kuò)頻通信中的同步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院系名稱：電子信息學(xué)院班級(jí)：信息091學(xué)號(hào)：200900484131學(xué)生姓名：李哲指導(dǎo)教師：王新強(qiáng)2013年2月中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告目錄一、本課題研究目的及意義-1-二、本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)-2-三、研究?jī)?nèi)容-2-四、CDMA擴(kuò)頻通信關(guān)鍵技術(shù)-3-1.CDMA擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)-3-2.CDMA擴(kuò)頻通信核心技術(shù)-4-五、整體設(shè)計(jì)-5-六、研究計(jì)劃-8-七、文獻(xiàn)-9-中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告一、本課題研究目的及意義擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)

2、（SpreadSpectrumCommunication），是指將待傳輸信息的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻序列調(diào)制后成為寬頻帶信號(hào)，送入信道中傳輸，在接收端，利用一定手段將信息從收到的寬頻帶信號(hào)中恢復(fù)出來(lái)的通信系統(tǒng)。因此，擴(kuò)頻通信在傳輸同樣信息時(shí)所需要的射頻帶寬，遠(yuǎn)比我們己熟知的各種調(diào)制方式要求的帶寬要寬得多。擴(kuò)頻帶寬至少是信息帶寬的幾十倍甚至幾萬(wàn)倍。此時(shí)，信息已不再是決定調(diào)制信號(hào)帶寬的一個(gè)重要因素，信號(hào)的射頻帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)（擴(kuò)頻序列）決定。擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)是相對(duì)于常規(guī)通信體制具有許多優(yōu)勢(shì)，例如抗干擾性能好和抗多徑衰落能力強(qiáng)，系統(tǒng)容量大，通信質(zhì)

3、量好，頻率利用率高，多址能力強(qiáng)，高度可靠的保密安全性。而伴隨著軟件無(wú)線電技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的系統(tǒng)都是用能夠重新配置的軟件來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)施的，而不是那種固定的不能重新配置的硬件來(lái)做。軟件還可以通過(guò)仿真來(lái)表述、證明及理解信號(hào)發(fā)射的概念。因此，設(shè)計(jì)一種基于軟件無(wú)線電的接收機(jī)平臺(tái)是具有一定的實(shí)際意義的。隨著擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展，PLD(ProgrammableLogicDevice，可編程邏輯器件)技術(shù)在擴(kuò)頻通信領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。PLD的發(fā)展和應(yīng)用，不僅簡(jiǎn)化了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程、降低了系統(tǒng)的體積和成本、提高了系統(tǒng)的可靠性和保密性，而且使用戶從被動(dòng)

4、地選用廠商提供的通用芯片發(fā)展到主動(dòng)地投入到對(duì)芯片的設(shè)計(jì)和使用，從根本上改變了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，使各種邏輯功能的實(shí)現(xiàn)變得靈活、方便。為了不斷適應(yīng)這一新技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，使廣大高校師生了解和掌握擴(kuò)頻通信相關(guān)理論，更全面地了解擴(kuò)頻系統(tǒng)，因此本論文將CDMA同步捕獲實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為研究目標(biāo)，結(jié)合PLD設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)接收端信號(hào)的同步捕獲。二、本課題國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)20世紀(jì)80年代末,全球范圍從模擬向數(shù)字蜂窩技術(shù)的突然轉(zhuǎn)變,使歐洲的GSM數(shù)字技術(shù)得以迅速推廣,占據(jù)了無(wú)可爭(zhēng)議的市場(chǎng)領(lǐng)先地位。幾乎與GSM技術(shù)同時(shí)誕生的還有CDMA技術(shù)。CDMA(CodeDi

5、visionMultipleAccess)，它是在擴(kuò)頻通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)。正是由于它是以擴(kuò)頻通信技術(shù)為基礎(chǔ)的,能夠更加充分的利用頻譜資源,更加有效的解決頻譜短缺問(wèn)題,因此被視為是實(shí)現(xiàn)第3代移動(dòng)通信的首選。目前，在第三代移動(dòng)通信的無(wú)線接口國(guó)際提案中,相繼推出三個(gè)國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn):W_CDMA，CDMA_2000和TD_SCDMA。CDMA技術(shù)有著頻率利用率高、手機(jī)功耗低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是主要有自干擾，遠(yuǎn)近效應(yīng)。憑借工藝技術(shù)的進(jìn)步和解決方案的創(chuàng)新，F(xiàn)PGA在性能、功耗、成本等方面的突破使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展到過(guò)去曾經(jīng)是

6、ASIC主導(dǎo)的消費(fèi)電子領(lǐng)域，5年后FPGA會(huì)進(jìn)入手機(jī)、游戲機(jī)等每年千萬(wàn)以上批量的應(yīng)用。FPGA的制造工藝在向更深納米技術(shù)發(fā)展，目前65nm工藝的半導(dǎo)體技術(shù)藍(lán)圖已經(jīng)明確，在未來(lái)10年之內(nèi)不會(huì)有物理方面的難題。另外業(yè)界已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)趨勢(shì)，即很多大的半導(dǎo)體廠商都開(kāi)始使用FPGA8中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)自己的芯片，以平衡自己的研發(fā)費(fèi)用。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，F(xiàn)PGA正處于鼎盛時(shí)期，而且未來(lái)前景光明。三、研究?jī)?nèi)容本文則根據(jù)以上的國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，主要對(duì)CDMA擴(kuò)頻通信中的同步系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，為了保證碼接收器的時(shí)鐘與發(fā)送端的一致必須提取同步信

7、號(hào)，主要利用同步捕獲技術(shù)來(lái)提取同步信號(hào)，其內(nèi)容主要包括偽隨機(jī)序列發(fā)生器、相加合路器、相關(guān)檢測(cè)器等的設(shè)計(jì)，最終通過(guò)VHDL語(yǔ)言對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)送端偽隨機(jī)碼發(fā)生器和接收端的偽隨機(jī)碼發(fā)生器使用同一個(gè)時(shí)鐘控制，這樣處理的結(jié)果就是發(fā)端的偽碼與收端的偽碼的相位誤差肯定是整數(shù)個(gè)切普，所以系統(tǒng)中只要進(jìn)行同步的捕獲。實(shí)現(xiàn)直擴(kuò)序列起始同步的方法很多，最基本也是最常用的搜索法就是滑動(dòng)相關(guān)法，對(duì)于偽隨機(jī)碼，遇有它具有良好的相關(guān)性能，經(jīng)過(guò)滑動(dòng)，發(fā)端的偽碼和收端的偽碼的相位相同時(shí)，相關(guān)器的輸出就會(huì)有尖峰值出現(xiàn)。此時(shí)，可以判斷初始值同步完成，接收端

8、的偽碼發(fā)生器隨之停止滑動(dòng)。這就是滑動(dòng)捕獲的原理如圖5-1：積分器門(mén)限檢測(cè)器搜索時(shí)鐘PN碼發(fā)生器接收信號(hào)圖5-1滑動(dòng)相關(guān)法原理框圖四、擴(kuò)頻通信關(guān)鍵技術(shù)1、擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信即擴(kuò)展頻譜通信