二階差分?jǐn)U頻算法仿真及硬件實(shí)現(xiàn).pdf

1、擴(kuò)頻通信技術(shù)有諸如保密性好、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代水聲通信領(lǐng)域中。由于擴(kuò)頻通信算法計(jì)算量大,需要用 DSP、ARM等擁有較強(qiáng)運(yùn)算能力的處理器來實(shí)現(xiàn)。運(yùn)算能力強(qiáng)的處理器功耗必然會(huì)大,水下通信節(jié)點(diǎn)一般由電池供電,功耗增大導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)工作壽命減少。
　　本文設(shè)計(jì)了一種低功耗、低復(fù)雜度的二階差分?jǐn)U頻系統(tǒng)。系統(tǒng)應(yīng)用直接序列擴(kuò)頻來提高信噪比;在不進(jìn)行多普勒估計(jì)與補(bǔ)償、信道均衡和載波同步等條件下,應(yīng)用二階差分檢測(cè)法來恢

2、復(fù)信息碼元。
　　首先,本文研究了二階差分?jǐn)U頻通信的原理及性能。仿真結(jié)果表明,多普勒頻移為3Hz(載頻為3kHz)時(shí),系統(tǒng)在沒有任何多普勒補(bǔ)償、載波相位補(bǔ)償和信道均衡條件下仍然能夠正常工作。而在相同條件下,直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)完全不能工作。通過理論研究和仿真分析發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在多普勒容限,且與系統(tǒng)的帶寬、載頻和偽隨機(jī)序列長(zhǎng)度有關(guān)。當(dāng)多普勒因子大于系統(tǒng)多普勒容限時(shí),系統(tǒng)性能急劇下降。
　　其次,本文在 MSP432單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)了二階差

3、分?jǐn)U頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)。為了將驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用充分解耦,本文設(shè)計(jì)了 MSP432設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型,將設(shè)備驅(qū)動(dòng)封裝為設(shè)備層和驅(qū)動(dòng)層。應(yīng)用程序可以通過相同的驅(qū)動(dòng)來操作不同的設(shè)備。同時(shí),本文利用內(nèi)存池技術(shù)實(shí)現(xiàn)了快速的動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理。
　　最后,本文基于 Qt/C++實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的二階差分?jǐn)U頻通信系統(tǒng)發(fā)射端。發(fā)射端前端界面使用 QML開發(fā),具有良好的動(dòng)畫效果和交互體驗(yàn)。發(fā)射端后臺(tái)使用 C++實(shí)現(xiàn)了二階差分編碼、PSK調(diào)制、擴(kuò)頻等算法。
　　通過