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在数字通信系统中,误码率性能和带宽效率往往是两个需要进行博弈的参数,传统的直接序列扩频和跳频扩频系统通过牺牲系统的带宽效率获取扩频增益,以达到较好的误码率性能。对于一些带宽受限或者高速率应用,这种扩频方式将不再满足要求。软扩频的概念为这种问题的解决提供了一种思路,软扩频是一种性能上的“扩频”,它是通过编码的方式在没有对频谱拓宽太多的前提下获取扩频增益。本文基于软扩频的思想,研究了CCK扩频调制技术和Walsh正交扩频调制技术,并提出了基于宽正交复数序列的扩频调制算法和基于正交多频率调制的扩频调制算法,并基于系统实现的完整性,对扩频调制系统各环节的同步技术进行了研究,全文的主要工作如下:
1)对常见的扩频通信系统的原理进行了介绍,包括直接序列扩频系统、跳频扩频系统和软扩频系统,并对系统的性能参数进行了分析。
2)通过补码序列的定义引入CCK的调制解调原理,基于CCK码组的蝶形结构给出了解调的快速算法,并对AWGN信道下CCK的性能进行了理论分析,最后对系统性能进行仿真,仿真发现,CCK码组呈准正交特性,并提供了6dB的扩频增益。
3)研究基于正交码的扩频方案,首先研究了基于Walsh正交码的扩频算法,接着提出了基于宽正交复数序列的扩频算法,对两种算法的原理以及在AWGN信道下的性能进行了理论分析,最后建立仿真模型,对系统性能进行仿真。Walsh扩频调制可以通过选择不同长度的码字获得不同的扩频增益,其带宽效率也随之变化,8比特长度的Walsh扩频调制具有和CCK调制相同的性能;基于宽正交复数序列的扩频算法可以通过调整算法中的参数值实现误码率性能和带宽效率的灵活调整,以适应不同应用的要求。
4)提出了另外一种基于正交扩频思想的算法——基于正交多频率调制(O-MFSK)的扩频算法,它通过选取一定频率间隔的、在时域上满足正交性的单频信号构成正交码组,文中推导出了O-MFSK信号的产生方式,分析了其在AWGN信道下的理论性能,基于特定的参数建立模型进行仿真,并将结果与前面几种算法进行比较。
5)文章的最后对系统各环节的同步技术进行了分析,包括帧同步、载波同步和位同步,在对通用的同步算法进行介绍的同时对本系统中使用的同步算法进行了原理介绍和仿真分析。