扩频通信接收系统的软件无线电实现方法

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1、扩频通信接收系统的软件无线电实现方法

2、第1lun）是将待发送的信息用伪随机码扩展到很宽的频带上去，在接收端用相同的伪随机码对接收到的信号进行相关处理，恢复出原始信息。直接序列扩频将窄带信号展宽后发送，在信道中叠加噪声和干扰后进入接收机，由于本地伪随机码与有用信号具有相关性，所以经解扩后有用信号的能量被集中起来。对于干扰和噪声，由于与伪随机码不相关，接收机的相关解扩相当于对干扰和噪声进行了一次扩频，即将干扰和噪声频谱扩展，降低了干扰和噪声的功率谱密度，从而大大降低了进入信号频带内的干扰功率，提高了解调器的输入信噪比，即提高了系统的抗噪声和抗干扰的能力。传统DSSS接收机的模型框图和具

3、有软件无线电性质的接收机分别如图1（a）和（b）所示。从以上2个接收框图的比较可以看出，在传统的扩频通信系统中，大部分电路采用模拟处理电路，利用器件的线性或非线性特性，完成相乘、滤波、鉴频、因此，传统的扩频系统具有电路复杂、一致性差、不易调整等缺点，并且系统的专用性强，当信号类型改变时，电路调制困难。而从利用软件无线电结构实现的扩频系统来看，系统在中频后经过宽带A／D转换以后就进行全数字化处理，可采用DSP芯片或可编程器件，他与传统的接收机相比具有容易集成、体积小、系统稳定、容易实现同步等优点，还可以根据需要加载不同的软件来实现各种调制方法。2　一种实用的扩频通信接收系统的软件无线

4、电接收机的实现由于扩频通信的带宽极宽，一般为几十兆至上百兆，这样通过A／D转换以后信息速率一般为每秒几百兆。如果采用FIR滤波器进行数据处理（假设每1个数据需要进行100次运算），这样要求DSP芯片的处理速度必须在G的数量级。而这个要求目前是很难实现。解决的办法：（1）采用多个DSP芯片并行工作。（2）采用并行性很好的FPGA器件。目前的FPGA结构采用总线方式，布局布线方便灵活，Altera公司的FLEX10K系列FPGA掩埋带有出入寄存器的RAM块，更加方便地应用于CPU系统。随着器件的发展，开发环境进一步得到优化。Altera公司的MaxplusII为用户提供了良好的开发环境

5、，含有丰富的库资源，很容易实现各种电路设计和完成较复杂的运算，使一部分软件硬化，这对高速系统来说，是非常有效的。他支持多种输入方法，并有极强的仿真系统，支持你随心所欲的设计。最大的优点是支持在线调试，这对于长期从事电路设计调试者来说，极大地提高了效率，下面给出了一个使用FPGA和DSP同时工作的中频扩频接收机。利用FPGA的并行性和DSP运算的高效性设计了如图2所示的接收机模型。3　抗噪声性能分析由于软件无线电在中频后接入了A／D转换设备，因此我们首先对A／D设备的噪声性能进行分析。要保持采样后的频谱不重叠，采样结果不失真，采样速率至少应该是信号最高频率的2倍；对于带通信号，则采样

6、频率至少是信号通带带宽的2倍，又由于必须有部分频带剩余，从而采用频率一般为通带带宽的2．5倍。其信噪比RSN的计算公式为：lun序列，其中＋和－只差一个符号，因此该窄带信号经过匹配滤波器以后就只表现为一个符号幅度的误差。而信号的最大相关系数为126，因此系统可以很好地抵抗窄带干扰。由以上的分析可以看出：该系统与传统的扩频通信系统一样得到了很好的抗干扰性能。又由于该系统所具备传统系统所不具有的优点，因此可以肯定，具有软件无线电系统性质的扩频通信系统将会得到广泛的研究和发展。4　结　语本文主要提出了扩频通信接收系统的软件无线电实现方案，并对该系统模型进行了软件仿真，给出了系统的抗噪声性

7、能分析并给出了一种使用FPGA和DSP硬件实现方案。有关扩频通信其他的一些问题如：多址通信、各种调制的算法等可参考相关资料。