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无线CDMA通信系统的载波同步设计和硬件设计

胡在洲  
【摘要】: 扩频通信不仅具有抗干扰,抗衰落以及抗侦察等特点,并且可以实现码分多址。1993年7月高通公司提出的IS95标准在第二代移动通信系统的应用中取得巨大成功。经过十几年的发展,目前已经形成以WCDMA,CDMA2000和TDS-CDMA为代表的3G标准,成为第三代移动通信的主流,得到世界各大运营商的推崇。 软件无线电的核心思想是使宽带A/D和D/A转换器尽可能靠近天线,构造一个具有开放性的标准化、模块化的通用硬件平台,将各种功能,如调制解调、数据格式、通信协议等用软件来完成。由于器件水平的制约,目前对软件无线电的研究主要集中在宽带中频带通采样的数字化结构,在中频和基带上利用DSP和FPGA来实现部分软件无线电的功能。但随着技术的进步,数字化将在天线端进行,通用的软件无线电硬件平台最终将会实现。 本文顺应这种发展趋势,在工程项目中,以IS95为参考构架提出适合本系统的实现算法,借鉴软件无线电思想设计出中频采样数字化接收机的硬件电路,最终按要求完成了该小型无线CDMA系统的物理层和数据链路层设计。文章主要内容如下: 1.简述扩频通信系统和软软件无线电的技术特点,发展历程和国内外动态; 2.阐述系统的理论基础和信号处理流程。介绍了直接序列扩频通信系统的原理;对数字通信的基础采样和多速率数字信号处理做简要介绍;阐述了系统信号处理流程,包括数字发射机和数字接收机的构成。 3.详细深入阐述了系统载波同步的设计与实现。对载波同步的核心部分数字锁相环做了深入讨论。从模拟锁相环出发推导了数字锁相环的结构,得到了参数设计的依据。对各部分算法进行了MATLAB性能仿真与参数设计。编写VerilogHDL代码,并完成锁相环各个模块的功能与时序仿真。 4.详细介绍系统硬件电路板设计。从硬件总体构架出发,详细介绍了电路板关键部分的设计。从电路板抗干扰性角度对PCB的设计原则做了详细介绍。 5.系统调试。介绍了系统的调试内容,调试平台的搭建,展示调试结果。


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