基于软件无线电的CDMA通信系统发射机设计开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

CDMA(Code Division Multiple Access)又称码分多址,是在无线通信上使用的技术,更是第三代移动通信的核心技术,它是在数字通信技术的分支扩频技术的基础上发展而来的。什么是扩频呢,简单的来说,扩频就是将频谱扩展,CDMA技术是通过将信号和另一路带宽远远大于传输信号带宽的伪随机码相乘再进行传输,通过这种特殊的码型处理,信号的能量被扩散到一个很宽的频带上,信息会被湮没在频谱上的噪声中,只有在接收端通过相同的码型解码,才能得到正确的传输信号。通过这种方法,可以初步实现信号的保密。
CDMA自1988年提出概念以来,迄今为止已经过去了三十多年,这三十多年来,CDMA技术由小到大,逐渐完善。现如今,CDMA多址接入技术包括三种候选方案:WCDMA,cdma2000,TD_SCDMA。这三种候选方案已成为第三代移动通信的主流标准。
CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的,这一标准由美国提出,主要厂商有高通、朗讯、摩托罗拉和北方电讯。cdma2000是基于3GPP2制定的全IP网络架构,其技术特点是反向信道连续导频、相干接收、前向发送分集,电磁干扰影响小等。TD-SCDMA全称为Time Division-Synchronous CDMA,是由我国大唐电信公司提出的第三代移动通信标准,TD-SCDMA采用时分双工(TDD)技术,频谱分配上更加容易;由于时隙等资源的灵活调配,在提供上、下行非对称的高速数据传输方面有很大的优势,TD-SCDMA系统上、下行使用相同频率,上、下行链路的传播特性相同,易于引进只能天线、多用户检测等新技术,有利于提高无线频谱利用率。WCDMA技术全称为Wideband CDMA,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,由欧洲标准化组织3GPP制定,受全球标准化组织、设备制造商和器件制造商及运营商的广泛支持,成为3G的主流体制。它的代表厂商有爱立信、诺基亚和NTT。
无线通信至今为止已经有超过100多年的历史,随着人们对通信需求的不断提高,WCDMA通信系统在2000年开始投入商用,它采用无线宽带传输,对信号进行编码加密,同时运用高阶的调制解调算法,相对于第二代移动通信技术,它具有大容量语音、高速数据和图像传输的优点。
软件无线电的基本思想就是构造一个通用硬件平台,这个平台具有开放性、标准化、模块化的特点,它可以将各种功能通过软件来完成。为了实现这个功能,我们将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线。由于软件无线电采用了标准化、模块化的结构,其硬件模块可以和不停的系统兼容,可以解决系统之间无法互通合作的问题,另一方面,由于通过软件来控制功能,可以通过增加新的软件模块来为通信系统增加新的功能。

2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容
本次课题基本内容是研究CDMA通信系统及软件无线电技术在CDMA通信系统中的应用,设计基于软件无线电的CDMA通信系统发射机,并进行仿真和性能分析。软件无线电提出了一种设计、制造和使用无线通信系统的新思想,摆脱了针对用途而完全依赖硬件的模式。通过一个通用的硬件,把系统从固定电路的方式中解放出来,利用软件可编程,可升级的优势把通信系统提高到一个新的高度。
设计的目标
设计基于软件无线电的CDMA通信系统发射机,采用MATLAB和LabVIEW进行仿真和性能分析。
拟采用的技术方案及措施
CDMA多址技术的原理主要是基于扩频技术。本次课题可以采用直接序列扩频系统进行设计,直扩系统在实际中应用广泛,第二代移动通信系统和第三代移动通信系统中均采用了直接序列扩频方式。在发送端,用高速率伪随机码序列对要发送的信息码流进行基带调制,然后进行射频调制,在发送和传输中的信号带宽主要决定于伪码带宽,且比原始信息带宽大得多(即伪码速率远远大于原始信息速率),其功率谱密度大大降低。
本次课题将使用MATLAB和LabVIEW混合编程对系统进行仿真和性能分析。在混合编程中,使用LabVIEW设计图形界面,负责数据采集和实验图形显示;利用MATLAB编写m文件,LabVIEW调用m文件实现系统功能。

3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需原理和技术。确定方案,完成开题报告;
第4周:阅读相关文献,进一步加深对CDMA和软件无线电技术的了解,进行英文文献的翻译工作;
第5周:了解CDMA通信系统的组成,学习如何搭建CDMA通信系统发射机;
第6周:熟悉MATLAB和LabVIEW工具的使用,了解设计基于软件无线电的CDMA通信系统发射机时会运用到的关键技术;
第7周:进一步掌握CDMA通信、软件无线电、MATLAB和LabVIEW使用及编程等相关技术;
第8周:总结前期的相关知识,准备进行通信系统模型的构建;
第9-10周:利用MATLAB和LabVIEW工具完成通信系统的搭建;
第11—12周:进行仿真调试以及相关性能分析;
第13周:总结研究成果;
第14周:撰写毕业论文、完成初稿。
第15周:整理、完善论文。
第16周:准备论文答辩。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]张瑾,周原. 基于MATLAB/Simulink的通信系统建模与仿真[M]. 北京航空航天大学出版社,2017.
[2]陈树学,刘萱. LabVIEW宝典[M]. 电子工业出版社,2017.9.
[3]罗涵文.移动通信系统的多址接入方式探讨与应用[J].电子制作,2019(Z1):51-53.
[4]高鹏.无线通信技术与网络规划实践[M]. 人民邮电出版社,2016.
[5]周益东,谢书通.移动无线通信的演进和未来发展趋势[J].现代信息科技,2017,1(06):57-58.
[6]王健. 精通LabVIEW[M]. 清华大学出版社,2018.
[7]严雨,夏宁. LabVIEW入门与实战开发100例[M]. 电子工业出版社,2017.
[8]夏巍.下一代无线通信系统中的智能信号处理技术研究[D].南京邮电大学,2018.
[9]聂春燕.MATLAB和LabVIEW仿真技术及应用实例[M]. 清华大学出版社,2018.
[10]贺小凡. 多通道码分复用技术研究[A]. 中国声学学会.2018年全国声学大会论文集C水声工程和水声信号处理[C].中国声学学会:中国声学会,2018:2-14.
[11]吴茂. MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析[M]. 清华大出版社,2018.
[12]张德峰. MATLAB/Simulink电子信息工程建模与仿真[M]. 机械工业出版社,2018.
[13]Guang-ming ZHENG. High Drain Efficiency and High Linear Two Inverted Way Doherty Amplifier with High Power for CDMA Signal[A]. Advanced Science and Industry Research Center.Proceedings of 2018 3rd International Conference on Automation, Mechanical and Electrical Engineering (AMEE 2018)[C].Advanced Science and Industry Research Center:Science and Engineering Research Center,2018:4-8.
[14]Madhvi Jangalwa,Vrinda Tokekar. Performance Analysis of Selective Mapping and Clipping based Multicarrier-CDMA System with and without MIMO Technique[J]. AEUE - International Journal of Electronics and Communications,2019:563-571.
[15]Danyang Chen,Jianping Wang,Jianli Jin, et al.A CDMA system implementation with dimming control for visible light communication[J].Optics Communications: A Journal Devoted to the Rapid Publication of Short Contributions in the Field of Optics and Interaction of Light with Matter,2018,412:172-177.
[16]Henry Carvajal Mora,Nathaly Orozco Garzón,Celso de Almeida. On the cellular spectral efficiency of MC-CDMA systems with MMSE multiuser detector employing fractional and soft frequency reuse[J]. AEUE - International Journal of Electronics and Communications,2018:84-92.

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