1、 1 毕业设计开题报告 电子信息工程 基于软件无线电的直接扩频方案的实现 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 20世纪 90年代初，美国 MITRE 公司的首席科学家 J.Mitola 首先提出软件无线电概念。软件无线电最初指一种宽频段多模式的无线电台，利用加载在一定硬件上的软件来实现所需的无线通信功能。现在，软件无线电是指将模块化、标准化和通用化的硬件单元以总线或交换方式连接起来构成通用平台，通过在这种平台上加载模块化、标准化和通用化的软件来实现各种无线通信功能的一种开放体系结构及技术。 软件无线电提出 了一种崭新的设计、制造和使用无线通信系统与设备的思想，它摆脱了面向用途而
2、完全依赖硬件的传统无线电设计思路，通过一种模块化的通用硬件平台，把系统提供的业务从长期依赖于固定电路的方式中解放出来，利用软件软件可编程、易修改和成本低的优势，把无线通信技术水平提升到一个新的高度。扩频通信是无线通信中一种主要的技术，凭着抗干扰、抗噪音、保密性、多址复用等一系列优势，目前在无线通信中得到了广泛的应用。而直接扩频作为目前扩频通信中使用最多，最为典型的一种工作方式，随着软件无线电在无线通信中的应用，使得基于软件无线电的直接扩 频技术越来越受到重视，成为研究的热点。 目前人们普遍认为，近几十年来无线通信经历了三次大的变革。第一次是模拟到数字的变革；第二次是从固定到移动的变革；而第三次
3、是从硬件到软件、从专用到通用的变革，这就是指软件无线电技术革命。 现代军事通信系统要求具备灵活性、抗干扰性、易开发和维护、互通性等各种优点，软件无线电就是实现现代军事通信要求特性的关键。自从它诞生以来，软件无线电在军事通信中得到了广泛的应用。软件无线电在移动通信系统中，特别是在 3G 和 B3G 新一代移动通信系统中的应用也已成为研究的热点。扩频技术作为通信系 统中一种典型的、广泛应用的技术，必将从软件无线电的发展中获益。欧洲的先进通信技术与业务计划中，有三项计划是将软件无线电技术应用在第三代移动通信系统中的。在国内，研究软件无线电起步较早的是一些著名的大学、2 军事院校及科研机构、如清华大学
4、的“ 863”软件无线电项目。不过限于技术、器件和资金等各方面的不利因素，真正建立起来并通过文献报道的软件无线电实用系统的为数不多，因此国内研究最多的是实现软件无线电系统的方案。在我国提出的 TD-SCDMA 无线传输 3G 国际标准中，采用了软件无线电技术。 TD-SCDMA 标准及系统在一 定程度上代表了国际上移动通信技术的发展方向。当前，软件无线电已经被公认为是新一代移动通信系统的支撑技术之一，正在无线通信领域得到广泛的研究和开发。 扩频技术也是首先应用于军事领域，其发展经历了一个很长的过程，目前扩频技术处于繁荣阶段。扩频技术的发展经历了三个阶段。第一阶段是雏形阶段，20 世纪 20 年
5、代中期诞生的 RADAR（ Radio Detection And Ranging）系统，具备了扩频通信系统的基本特征。第二阶段是基本模型阶段，这个时期完成了扩频通信的一些关键技术的论证，出现了基本的扩频模型。第三阶段 是扩频通信的繁荣阶段， 20 世纪 50 年代，美国麻省理工学院成功研制出了 NOMAC 系统，这是一种成熟的扩频通信系统。从此，对扩频通信系统的研究十分活跃，扩频通信广泛应用于军事通信、空间探测、卫星侦查、导弹制导等方面。 软件无线电的应用有着很多优势。软件无线电具有灵活性，可通过增加各个软件模块，方便地增加所需的新功能，采用不同的软件功能模块即可轻松实现不同的通信功能。 系
6、统不再需要搭建复杂的硬件系统，为技术和产品的研究开发提供一个新概念和通用无线通信平台，只需通过改变软件模块来实现不同的调制方式，而不需要改动系统的 硬件结构，大大降低了开发成本和周期；同时为设备制造商和运营商降低投资风险，提高效益； 在软件无线电中，诸如编码、调制及信道带宽等，都可进行动态的调整，用来适应网络标准和环境、网络通信负荷及用户需求的变化。软件无线电还具有较强的开放性，因为采用了标准化、模块化的结构，所以其硬件可随器件和技术的发展不断更新或扩展，软件也根据需要随时不断地进行升级 。 将软件无线电引入直接扩频系统中，可在基带部分由软件模块实现扩频调制和信息调制，在接收端也由软件实现对信
7、号的解扩频及信息解调。基于软件无线电实现直接扩频，在与传统的硬件 为主构成的无线通信系统实现相同的功能的同时，还具备了众多硬件系统无法比拟的优点。它的系统结构开放，易于新技术的应用；关键功能模块化，方便系统升级；控制和处理软件化，系统生命周期长；功能部件通用化，设备可互操作。可以看出 ，使用软件无线电技术的直接扩频通3 信具有很强的抗干扰能力，系统的灵活性很高，此外，软件无线电的应用还大大降低了开发成本，系统有很高的复用性，降低了投资和开发的风险，证明将软件无线电技术应用于扩展频谱系统是卓有成效的， 基于软件无线电实现直接扩频的技术具备了极大的优势，具有广阔的发展前景。 本次设计所 要实现的就
8、是基于软件无线电的直接扩频方案。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 此次的任务是在软件无线电实验平台上，利用软件 CCS 通过 C 编程实现长码产生、冗余校验，以及直接扩频和解扩频并仿真。要求能理解数字信号处理中信道编码的基本原理，记录设计思路、源程序、仿真下载结果。 CCS，即代码调试器，是一种合成开发环境，利用软件 CCS 实现长码产生、冗余校验。所谓 扩频通信 就是 将待传送的信息数据被伪随机编码调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据 。与一般的通信系统比较 ，扩频通信多出了扩频调制和解扩部分，所以此次任务中还需要利用软件无线电平台，
9、实现扩频和解扩频的功能。 三、研究步骤、方法及措施： 首先查找关于软件无线电、直接扩频等相关资料，进行总体方案论证，做好开题报告。 其次了解在软件无线电平台上运行的程序以及 理解数字信号处理中长码产生、长码扩频及解扩的基本原理。 随后利用软件 CCS 通过 C 编程实现 长码产生、冗余校验，以及直接扩频和解扩频并仿真。 最后仿真下载结果，完成设计报告。通过长码的直接扩频和解扩，实现基于软件无线电的直接扩频通信。 四、参考文献 1樊昌信，曹丽 娜 .通信原理 M.第 6版 .北京 :国防工业出版社 .2009. 2傅祖芸 .信息论 M.第二版 .北京 :电子工业出版社 .2009. 3叶中付，吴
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